【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)3《靜電場(chǎng)》

【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)3《靜電場(chǎng)》學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________一、選擇題（本題共6道小題）1.把兩個(gè)完全相同的小球接觸后再分開(kāi)，若是兩球相互排斥，則兩球原來(lái)的帶電狀況不行能的是（）A．只有一個(gè)小球帶電B．兩個(gè)小球分別帶等量異種電荷C．兩個(gè)小球分別帶同種電荷D．兩個(gè)小球分別帶不等量異種電荷2.兩個(gè)半徑為1cm的導(dǎo)體球分別帶上+Q和﹣3Q的電量，兩球心相距90cm時(shí)相互作用力為F，現(xiàn)將它們碰一下后放在球心間相距3cm處，則它們的相互作用力大?。ǎ〢．300FB．1200FC．900FD．無(wú)法確定3.下列做法中是為了防止靜電產(chǎn)生的危害的是（）A．在高大的建筑物頂端裝上避雷針B．小汽車(chē)頂上裝有一根露在外面的小天線C．在高大的煙囪中安裝靜電除塵器D．汽車(chē)制造廠車(chē)間里進(jìn)行靜電噴漆4.如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的電流電源連接，上級(jí)板A接地，一帶負(fù)電油滴固定于電容器中的P點(diǎn)，現(xiàn)將平行板電容器的下級(jí)板B豎直向下移動(dòng)一小段距離，則（）A．帶電油滴所受電場(chǎng)力不變B．P點(diǎn)的電勢(shì)將上升C．帶電油滴的電勢(shì)能增大D．電容器的電容減小，極板帶電量增大5.一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能EP隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0～x2段是對(duì)稱的曲線，x2～x3是直線段，則正確的是（）A．x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為零B．x2～x3段是勻強(qiáng)電場(chǎng)C．x1、x2、x3處電勢(shì)φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ1＞φ2＞φ3D．粒子在0～x2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x2～x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)6.如圖，真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A、B，M、N、O是AB連線的垂線上點(diǎn)，且BO＞AO．一質(zhì)子僅在電場(chǎng)力作用下，其運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖中實(shí)線所示．設(shè)M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為EM、EN，電勢(shì)分別為φM、φN．下列推斷中正確的是（）A．A點(diǎn)電荷確定帶正電B．EM＞ENC．φM＞φND．若質(zhì)子從N運(yùn)動(dòng)到M，電場(chǎng)力做正功

二、試驗(yàn)題（本題共2道小題）7.美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)如圖所示的試驗(yàn)裝置，最先測(cè)出了電子的電荷量，被稱為密立根油滴試驗(yàn)。如圖，兩塊水平放置的金屬板A、B分別與電源的正負(fù)極相連接，板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向下，圖中油滴由于帶負(fù)電懸浮在兩板間保持靜止。（1）若要測(cè)出該油滴的電荷量，需要測(cè)出的物理量有__________。A．油滴質(zhì)量m

B．兩板間的電壓UC．兩板間的距離d

D．兩板的長(zhǎng)度L（2）用所選擇的物理量表示出該油滴的電荷量q=________（已知重力加速度為g）（3）在進(jìn)行了幾百次的測(cè)量以后，密立根發(fā)覺(jué)油滴所帶的電荷量雖不同，但都是某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍，這個(gè)最小電荷量被認(rèn)為是元電荷，其值為e=__________C。8.用描跡法畫(huà)出電場(chǎng)中一個(gè)平面上等勢(shì)線的原理是：利用導(dǎo)電紙中的恒定電流場(chǎng)模擬真空中的等量異種電荷的靜電場(chǎng)．所用器材為一個(gè)低壓直流電源、開(kāi)關(guān)、圓柱形金屬電極兩個(gè)、一塊平板、一張導(dǎo)電紙、一張復(fù)寫(xiě)紙、一張白紙、圖釘兩個(gè)、一個(gè)DIS電壓傳感器及配套器材．（1）試驗(yàn)裝置如圖所示，假如以A、B兩個(gè)電極的連線為x軸，以A、B連線的中垂線為y軸，每相隔確定電壓就畫(huà)一條等勢(shì)線，那么這些等勢(shì)線在空間的分布狀況是A．關(guān)于x軸對(duì)稱B．關(guān)于y軸對(duì)稱C．等勢(shì)線之間的距離相等，間隔均勻D．距電極越近等勢(shì)線越密（2）若把電源電壓提高到原來(lái)的2倍，則描繪得到的等勢(shì)線外形與原來(lái)（填“相同”或“不同”）（3）若將電壓傳感器的兩個(gè)探針?lè)旁赑、Q兩點(diǎn)測(cè)得的電壓為U，再將兩個(gè)探針?lè)旁赑、M兩點(diǎn)時(shí)測(cè)得的電壓為U′，則UU′（填“＞”、“＜”、或“=”）三、計(jì)算題（本題共3道小題）9.如圖所示，有兩個(gè)質(zhì)量均為m、帶電量均為q的小球，用絕緣細(xì)繩懸掛在同一點(diǎn)O處，保持靜止后懸線與豎直方向的夾角為θ=30°，重力加速度為g，靜電力常量為k．求：（1）B小球所受庫(kù)侖力的大小F；（2）帶電小球在B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小；（3）細(xì)繩的長(zhǎng)度L．10.一個(gè)初速度為零的電子通過(guò)電壓為U=4500V的電場(chǎng)加速后，從C點(diǎn)沿水平方向飛入電場(chǎng)強(qiáng)度為E=1.5×105V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，到達(dá)該電場(chǎng)中另一點(diǎn)D時(shí)，電子的速度方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向的夾角正好是120°，如圖所示．試求C、D兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離y．11.如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m=0.2kg、帶電荷量為q=+2.0×10﹣6C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．從t=0時(shí)刻開(kāi)頭，空間加上一個(gè)如圖乙所示的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng)（取水平向右的方向?yàn)檎较?，g取10m/s2）求：（1）23秒內(nèi)小物塊的位移大??；（2）23秒內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功．

試卷答案1.解：A、原來(lái)的其中一個(gè)帶電，把兩個(gè)完全相同的小球接觸后電荷平分，帶上等量同種電荷，存在排斥力．故A可能．B、兩個(gè)小球原來(lái)分別帶等量異種電荷，接觸后電荷完全中和，兩球不存在排斥力．故B不行能．C、兩個(gè)小球原來(lái)分別帶同種電荷，把兩個(gè)完全相同的小球接觸后電荷重新平分，帶上等量同種電荷，存在排斥力．故C可能．D、兩個(gè)小球原來(lái)分別帶不等量異種電荷，小球接觸后電荷先中和再平分，帶上等量同種電荷，存在排斥力．故D可能．本題選不行能的，故選：B2.解：依據(jù)庫(kù)侖定律得，，接觸后分開(kāi)，兩金屬球的電量都為﹣Q，但是兩球靠得太近，不能看成點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律不再適用，所以無(wú)法確定作用力的大小．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．3.解：A、當(dāng)打雷的時(shí)候，由于靜電的感應(yīng)，在高大的建筑物頂端積累了很多的靜電，簡(jiǎn)潔導(dǎo)致雷擊事故，所以在高大的建筑物頂端安裝避雷針可以把雷電引入地下，疼惜建筑物的平安，屬于靜電防止，故A正確；B、小汽車(chē)頂上裝有一根露在外面的小天線是收音機(jī)天線，不是避雷針；故B錯(cuò)誤；C、靜電除塵時(shí)除塵器中的空氣被電離，煙霧顆粒吸附電子而帶負(fù)電，顆粒向電源正極運(yùn)動(dòng)，屬于靜電應(yīng)用，故C錯(cuò)誤；D、汽車(chē)制造廠車(chē)間里進(jìn)行靜電噴漆，屬于靜電的應(yīng)用；故D錯(cuò)誤；故選：A．4.解：A、將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，由于電容器兩板間電壓不變，依據(jù)E=得知板間場(chǎng)強(qiáng)減小，油滴所受的電場(chǎng)力減小，則油滴將向下運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．B、板間場(chǎng)強(qiáng)E減小，而P點(diǎn)與上極板間的距離不變，則由公式U=Ed分析可知，P點(diǎn)與上極板間電勢(shì)差將減小，而P點(diǎn)的電勢(shì)低于上極板的電勢(shì)，則知P點(diǎn)的電勢(shì)將上升．故B正確．C、由帶電油滴原來(lái)處于平衡狀態(tài)可知，油滴帶負(fù)電，P點(diǎn)的電勢(shì)上升，則油滴的電勢(shì)能將減?。蔆錯(cuò)誤．D、依據(jù)電容的定義式C=，電容器與電源保持相連，則U不變，當(dāng)C減小，則Q也減?。蔇錯(cuò)誤．故選：B．5.解：A、依據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：Ep=qφ，場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系：E=，得：E=由數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)可知Ep﹣x圖象切線的斜率等于，x1處切線斜率為零，則x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故A正確．B、由圖看出在0～x1段圖象切線的斜率不斷減小，由上式知場(chǎng)強(qiáng)減小，粒子所受的電場(chǎng)力減小，加速度減小，做非勻變速運(yùn)動(dòng)．x1～x2段圖象切線的斜率不斷增大，場(chǎng)強(qiáng)增大，粒子所受的電場(chǎng)力增大，做非勻變速運(yùn)動(dòng)．x2～x3段斜率不變，場(chǎng)強(qiáng)不變，即電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向均不變，是勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子所受的電場(chǎng)力不變，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤，B正確．C、依據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：Ep=qφ，因粒子帶負(fù)電，q＜0，則知電勢(shì)能越大，粒子所在處的電勢(shì)越低，所以有：φ1＞φ2＞φ3．故C正確．故選：ABC6.解：A：負(fù)電荷受力的方向與電場(chǎng)線的方向相反，與彎曲的方向相同，故B應(yīng)帶正電荷，A錯(cuò)誤；B：在該連線上，從O到N到無(wú)窮遠(yuǎn)，E先增大，后減小，故B錯(cuò)誤；C：N點(diǎn)到正負(fù)電荷A的距離近，故M點(diǎn)處的電勢(shì)確定高于N點(diǎn)處的電勢(shì)，故C正確；D：M點(diǎn)處的電勢(shì)確定高于N點(diǎn)處的電勢(shì)，從N到MN電場(chǎng)力做負(fù)功，故D錯(cuò)誤．故選：C7.（1）ABC。（2）。（3）1.6×10-19C8.解：（1）A、等量異種電荷的靜電場(chǎng)具有對(duì)稱性，依據(jù)等勢(shì)的分布狀況可知這些等勢(shì)線在空間的分布狀況是：關(guān)于x軸和y軸是對(duì)稱的，故A、B正確．C、等量異種電荷的靜電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，等勢(shì)線之間的距離不相等，間隔也不均勻．故C錯(cuò)誤．D、距電極越近，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，等勢(shì)線越密．故選ABD（2）等量異種電荷等勢(shì)線的外形與兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量無(wú)關(guān)，若把電源電壓提高到原來(lái)的2倍，則描繪得到的等勢(shì)線外形與原來(lái)是相同的．（3）由圖知，B點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)的電勢(shì)，電場(chǎng)線的方向從B到A，而且順著電場(chǎng)線電勢(shì)漸漸降低，所以U＜U′．故答案為：（1）ABD（2）相同（3）＜9.解：（1）對(duì)B球，由平衡條件有：B小球所受庫(kù)侖力的大小F=mgtanθ=mg…①（2）帶電小球在B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小：E===…②（3）由庫(kù)侖定律有：F=k…③解得L=答：（1）B小球所受庫(kù)侖力的大小F為mg；（2）帶電小球在B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為；（3）細(xì)繩的長(zhǎng)度L為．10.0.01m帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題解：電子加速過(guò)程，由動(dòng)能定理得到

解得在豎直方向：vy=v0tan30°=at，解得：CD兩點(diǎn)沿場(chǎng)強(qiáng)方向的距離代入數(shù)據(jù)解得

即C、D兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離y為0.01m．11.（1）23秒內(nèi)小物塊的位移大小為47m；

（2）23秒內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功為9.8J．解：（1）0～2s內(nèi)物塊加速度a1==﹣0.1×10=2（m/s2）

位移S1==4m

2s末的速度為v2=a1t1=4m/s

2～4s內(nèi)物塊加速度a2==﹣2m/s2

位移S2=S1=4m，

4s末的速度為v4=0則小物塊做周期