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1、《全程復習》2014屆高考物理全程復習方略(人教版-第一輪)(含詳細解析):單元評估檢測6靜電場
(40分鐘 100分)
一、選擇題(本大題共10小題,每小題7分,共70分.每小題至少一個答案正確,選不全得4分)
1.如圖所示,在粗糙絕緣的水平面上有一物體A帶正電,另一帶正電的點電荷B在外力作用下沿著以A為圓心的圓弧由P到Q緩慢地從A的上方經過,若此過程中A始終靜止,A、B兩物體可視為質點且只考慮它們之間的庫侖力作用.則下列說法正確的是( )
A.物體A受到地面的支持力先增大后減小
B.物體A受到地面的支持力保持不變
C.物體A受到地面的摩擦力先減小后增大
D.庫侖力對點電
2、荷B先做正功后做負功
2.點電荷A和B,分別帶正電和負電,電量分別為4Q和Q,在AB連線上,如圖所示,電場強度為零的地方在( )
A.A和B之間
B.A右側
C.B左側
D.A的右側及B的左側
3.真空中有一半徑為r0的帶電金屬球殼,通過其球心的一直線上各點的電勢φ分布如圖,r表示該直線上某點到球心的距離,r1、r2分別是該直線上A、B兩點離球心的距離.下列說法中正確的是( )
A.A點的電勢低于B點的電勢
B.A點的電場強度方向由A指向B
C.A點的電場強度小于B點的電場強度
D.正電荷沿直線從A移到B的過程中,電場力做負功
4.如圖所示,平行板電容器的一個極板
3、與滑動變阻器的滑片C相連接.電子以速度v0垂直于電場線方向射入并穿過平行板間的電場.在保證電子還能穿出平行板間電場的情況下,若使滑動變阻器的滑片C上移,則關于電容器極板上所帶電荷量Q和電子穿過平行板所需的時間t的說法中,正確的是( )
A.電荷量Q增大,時間t也增大
B.電荷量Q不變,時間t增大
C.電荷量Q增大,時間t不變
D.電荷量Q不變,時間t也不變
5.(2012·桂林模擬)空間存在甲、乙兩相鄰的金屬球,甲球帶正電,乙球原來不帶電,由于靜電感應,兩球在空間形成了如圖所示穩(wěn)定的靜電場.實線為其電場線,虛線為其等勢線,A、B兩點與兩球球心連線位于同一直線上,C、D兩點關于直線
4、AB對稱,則( )
A.A點和B點的電勢相同
B.C點和D點的電場強度相同
C.正電荷從A點移至B點,電場力做正功
D.負電荷從C點沿直線CD移至D點,電勢能先增大后減小
6.靜電計是在驗電器的基礎上制成的,用其指針張角的大小來定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢差大小.如圖所示,A、B是平行板電容器的兩個金屬板,G為靜電計.開始時開關S閉合,靜電計指針張開一定角度,為了使指針張開的角度增大些,下列采取的措施可行的是( )
A.斷開開關S后,將A、B兩極板分開些
B.保持開關S閉合,將A、B兩極板分開些
C.保持開關S閉合,將A、B兩極板靠近些
D.保持開關S閉合
5、,將變阻器滑動觸頭向右移動
7.如圖所示,兩平行金屬板間有一勻強電場,板長為,板間距離為d,在板右端處有一豎直放置的熒光屏M.一帶電量為q、質量為m的粒子從兩極板中央射入板間,最后垂直打在M屏上,則下列結論正確的是( )
A.板間電場強度大小為mg/q
B.板間電場強度大小為2mg/q
C.粒子在板間運動的時間跟它從板的右端運動到光屏的時間相等
D.粒子在板間運動的時間大于它從板的右端運動到光屏的時間
8.(2012·鎮(zhèn)江模擬)a、b、c、d四個帶電液滴在如圖所示的勻強電場中,分別水平向左、水平向右、豎直向上、豎直向下做勻速直線運動,可知( )
A.a、b為同種電荷,
6、c、d為異種電荷
B.a、b的電勢能、機械能均不變
C.c的電勢能減少,機械能增加
D.d的電勢能減少,機械能減少
9.如圖所示,光滑絕緣斜面的底端固定著一個帶正電的小物塊P,將另一個帶電小物塊Q在斜面的某位置由靜止釋放,它將沿斜面向上運動.設斜面足夠長,則在Q向上運動過程中( )
A.物塊Q的動能一直增大
B.物塊Q的電勢能一直增大
C.物塊P、Q的重力勢能和電勢能之和一直增大
D.物塊Q的機械能一直增大
10.如圖所示,水平放置的平行板電容器與一直流電源相連,在兩板中央有一帶電液滴處于靜止狀態(tài).現(xiàn)通過瞬間平移和緩慢平移兩種方法將A板移到圖中虛線位置.下列關于帶電液滴運
7、動的說法中正確的是( )
A.上述兩種方法中,液滴都向B板做勻加速直線運動
B.采用瞬間平移的方法,液滴運動到B板經歷的時間短
C.采用緩慢平移的方法,液滴運動到B板時速度大
D.采用緩慢平移的方法,液滴運動到B板過程中電場力做功多
二、計算題(本大題共2小題,共30分,要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)
11.(14分)如圖所示,在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方h高度的P點,固定電荷量為+Q的點電荷.一質量為m、帶電荷量為+q的物塊(可視為質點),從軌道上的A點以初速度v0沿軌道向右運動,當運動到P點正下方B點時速度為v.已知點電荷產生的電場在A點的電勢
8、為φ(取無窮遠處電勢為零),PA連線與水平軌道的夾角為60°,試求:
(1)物塊在A點時受到的軌道的支持力大小.
(2)點電荷+Q產生的電場在B點的電勢大小.
12.(2012·溫州模擬)(16分)如圖甲所示,邊長為L的正方形區(qū)域ABCD內有豎直向下的勻強電場,電場強度為E,與區(qū)域邊界BC相距L處豎直放置足夠大的熒光屏,熒光屏與AB延長線交于O點.現(xiàn)有一質量為m,電荷量為+q的粒子從A點沿AB方向以一定的初速度進入電場,恰好從BC邊的中點P飛出,不計粒子重力.
(1)求粒子進入電場前的初速度的大小.
(2)其他條件不變,增大電場強度使粒子恰好能從CD邊的中點Q飛出,求粒子從Q點飛
9、出時的動能.
(3)現(xiàn)將電場分成AEFD和EBCF相同的兩部分,并將EBCF向右平移一段距離x(x≤L),如圖乙所示.設粒子打在熒光屏上位置與O點相距y,請求出y與x的關系.
答案解析
1.【解析】選A、C.點電荷B沿以A為圓心的圓弧運動時,它們間的庫侖力F的大小不變,間距不變,故庫侖力對點電荷B不做功,D錯誤;設庫侖力與豎直方向間夾角為θ,則,隨θ先減小后增大,先增大后減小,先減小后增大,故A、C均正確,B錯誤.
2.【解析】選C.根據點電荷周圍場強公式以及場強的方向規(guī)定,可以確定出AB連線上B點左側、BA之間以及A點右側場強的大小和方向情況,可知BA之間合場強向左,A點
10、右側合場強向右,只有B點左側某一位置電場強度可為零,故選C.
3.【解析】選B.由圖可以看出,沿A、B方向電勢降低,電場方向由A指向B,,A錯誤,B正確;由圖可知A點電勢降低較快,故有EA>EB,C錯誤;由WAB=UAB·q,UAB>0,q>0可知,WAB>0,即電場力做正功,D錯誤.
【變式備選】(2011·上海高考)兩個等量異種點電荷位于x軸上,相對原點對稱分布,正確描述電勢φ隨位置x變化規(guī)律的是圖( )
【解析】選A.等量異種點電荷的電場線分布如圖所示.正、負電荷在連線中點處產生的電勢一正一負,故此處即坐標原點處的總電勢為零.又沿電場線方向電勢逐漸降低,因此,在坐標原點左側
11、,各點的電勢都大于零;在坐標原點右側,各點的電勢都小于零,正電荷處電勢最高,負電荷處電勢最低,無窮遠處的電勢為零.因此,選項A正確.
4.【解析】選C.滑動變阻器的滑片C上移,電容器兩板間電壓U增大,由Q=CU可知,電容器帶電量Q增大,而電子穿過板間的時間,與板間電壓無關,故時間t不變,C正確.
5.【解析】選C.由題圖可知,A、B兩點不在同一等勢面上,電勢不相同,A錯誤;由對稱性可知,C、D兩點的電場強度方向不同,B錯誤;由WAB=UAB·q,UAB>0,q>0可知,WAB>0,C正確;沿CD直線,由C到D,電勢先增大后減小,故負電荷由C沿直線CD移至D點,電勢能先減小后增大,D錯誤.
12、
6.【解析】選A.要使靜電計的指針張開角度增大些,必須使靜電計金屬球和外殼之間的電勢差增大,斷開開關S后,將A、B兩極板分開些,電容器的帶電量不變,電容減小,電勢差增大,A正確;保持開關S閉合,將A、B兩極板分開或靠近些,靜電計金屬球和外殼之間的電勢差不變,B、C錯誤;保持開關S閉合,將滑動變阻器滑動觸頭向右或向左移動,靜電計金屬球和外殼之間的電勢差不變,D錯誤.
7.【解析】選B、C.粒子無論在板間還是在板右側與光屏之間,水平方向始終做勻速直線運動,由可知,粒子在板間運動的時間跟它從板右端運動到光屏的時間相等,C正確,D錯誤;因粒子垂直打在屏上,且粒子在板右端到屏之間具有豎直向下的加速度
13、g.粒子出電場時具有豎直向上的速度分量,到達屏時豎直速度分量為0,故有vy-gt=0,由以上兩式可解得:,B正確,A錯誤.
8.【解析】選B、C.因四個帶電液滴均做勻速直線運動,必有Eq=mg,故四個帶電液滴均帶正電荷,A錯誤;對a、b液滴,電場力和重力均不做功,故其電勢能和機械能均不變,B正確;電場力對c液滴做正功,c的電勢能減少,機械能增加,C正確;電場力對d液滴做負功,d的電勢能增加,機械能減少,故D錯誤.
9.【解析】選D.由F庫-mgsinθ=ma可知,物塊沿斜面的加速度先向上逐漸減小,再沿斜面向下,逐漸增大,其速度先增大后減小,故物塊Q的動能先增大再減小,A錯誤;因電場力始終做
14、正功,故電勢能一直減小,物塊Q的機械能一直增大,B錯誤,D正確;因只有電場力、重力做功,物塊的電勢能、重力勢能、動能之和守恒,又知動能先增大后減小,故重力勢能和電勢能之和先減小后增大,C錯誤.
【總結提升】電場中功能關系的應用
(1)若只有電場力做功,電荷的電勢能與動能相互轉化,兩者之和守恒.
(2)若只有電場力和重力做功,電荷的電勢能、重力勢能與動能相互轉化,其總和守恒.
(3)電場力做功與電荷電勢能的變化相對應,電場力做正功,電勢能減少,電場力做負功,電勢能增加.
(4)合外力對電荷所做的總功等于電荷動能的增量.
10.【解析】選B.瞬間平移使帶電液滴加速度突然增大立即做勻加速
15、運動,而緩慢平移至虛線位置這一階段,帶電液滴電場力緩慢增大,加速度也緩慢增大,到達虛線位置以后才開始做勻加速運動,所以瞬間平移使帶電液滴到達B板的時間短,做功多,速度大,故答案為B.
11.【解題指南】解答本題時應注意以下兩點:
(1)物塊在A點豎直方向加速度為零.
(2)物塊由A到B的過程中,只有電場力做功.
【解析】(1)物塊在A點受重力、電場力、支持力.分解電場力,
由豎直方向受力平衡得
①(4分)
②(2分)
由①②得. (2分)
(2)從A運動到P點正下方B點的過程中,由動能定理得,
(2分)
又因為U=φB-φ,
16、 (2分)
由以上兩式解得. (2分)
答案:(1) (2)
12.【解析】(1)粒子在電場內做類平拋運動,水平方向:L=v0t,豎直方向:,得 (4分)
(2)其他條件不變,增大電場強度,從CD邊中點Q飛出與從BC邊中點P飛出相比,水平位移減半,豎直位移加倍,根據類平拋運動知識,則加速度為原來8倍,電場強度為原來8倍,電場力做功為W1=8EqL (2分)
粒子從CD邊中點Q飛出時的動能
(3分)
(3)將EBCF向右平移一段距離x,粒子在電場中的類平拋運動分成兩部分,在無電場區(qū)域做勻速直線運動,軌跡如圖所示,
(vy為出電場AEFD時豎直方向的速率) (1分)
(2分)
(vy′為出電場EBCF時豎直方向的速率) (1分)
y2=(L-x)tanθ2=L-x (2分)
(1分)
答案:(1) (2) (3)
內容總結