2020版高考物理新探究大一轮提升练第七章静电场10章末过关检测(七)含解析

章末过关检测(七)(时间：45分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，春秋纬考异邮中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于静电现象的是()A梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉解析：选C.用塑料梳子梳头发时相互摩擦，塑料梳子会带上电荷吸引纸屑，选项A属于静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，由于静电感应，金属球在靠近带电小球一端会感应出与带电小球异号的电荷，两者相互吸引，选项B属于静电现象；小线圈接近通电线圈过程中，由于电磁感应现象，小线圈中产生感应电流，选项C不属于静电现象；从干燥的地毯上走过，由于摩擦生电，当手碰到金属把手时瞬时产生较大电流，人有被电击的感觉，选项D属于静电现象2.两个大小相同的小球带有同种电荷，质量分别为m1和m2，带电荷量分别是q1和q2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与中垂线方向成1角和2角，且两球处于同一水平线上，如图所示若12，则下述结论正确的是()m1m2Aq1一定等于q2qqB一定满足12Cm1一定等于m2D必须同时满足q1q2、m1m2所以tan1.2同理tan2.因为12，所以m1m2.解析：选C.分别对两小球进行受力分析，如图所示，由平衡条件得FFTsin10，FTcos1m1g0，Fkq1q2Fkq1q2m1gm1grm2gm2gr23.(2019辽师大附中模拟)如图所示，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45角，上极板带正电一电荷量为q(q0)的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能Ek0竖直向上射出不计重力，极板尺寸足够大若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为()Ak0BEk0E4qd2qdC2Ek02qdD2Ek0qd解析：选B.当电场足够大时，粒子打到上极板的极限情况为：粒子到达上极板处时速度恰好与上极板平行，粒子的运动为类平抛运动的逆运动将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx，根据运动的qE1Ey0d，vyv0cos45，Ek0k0合成与分解，当vy0时，根据运动学公式有v22m2mv2，联立得E2qd，故B正确4.如图所示，两质量和所带电荷量均不同的同电性带电粒子，由静止开始经同一加速电场加速后，经右板的同一小孔进入同一偏转电场，假设两粒子均能落在B板上，若不计重力，下列说法正确的是()的运动有qUmv2；粒子在偏转电场中，由牛顿第二定律有Eqma，两粒子落在B板上时，两粒子在竖直A比荷小的粒子的水平位移小B电荷量小的粒子水平位移小C质量小的粒子水平位移小D两粒子落在B板的同一位置解析：选D.设加速电场的电压为U，偏转电场的电场强度大小为E，由动能定理，对粒子在加速电场中12方向的位移相同，yat2，粒子在水平方向上有xvt，由以上整理解得x212yUE，由于y、U、E均相同，则两粒子均落在B板的同一位置5第七届中国(上海)国际超级电容器产业展览会于2016年8月23日至25日在上海新国际博览中心举行如图所示为超级平行板电容器，相距为d的两极板M、N分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则()A油滴带正电B油滴带电荷量为C电容器的电容为mgUdkmgdU2差关系可知，mgEqq，解得q，选项B错误；由题意知，电容器带电荷量Qkq，由电容D将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动解析：选C.带电油滴静止在两极板间，重力与电场力等大、反向，电场力竖直向上，电容器上极板与电源正极相连为正极板，两板间电场方向竖直向下，综上可知，带电油滴带负电，选项A错误；由场强与电势UmgdkmgddUU的定义式知，C，选项C正确；电容器与电源保持连接，两板间电势差不变，N板向下移动，板间QkmgdUU2U距离变大，F电dq，油滴所受电场力减小，油滴向下运动，选项D错误6(2019湖北黄冈模拟)静电喷漆技术具有效率高、质量好等优点，其装置示意图如图所示，A、B为两块水平放置的平行金属板，间距d1.0m，两板间有方向竖直向上、电场强度大小为E1.0103N/C的匀强电场，在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为v01.0m/s、质量均为m5.01014kg、电荷量均为q2.01015C的带负电的油漆微粒，不计微粒所受空气阻力及微粒间的相互作用，油漆微粒最后都落在金属板B上，重力加速度g10m/s2.下列说法中错误的是()D若其他条件均不变，E增大为原来的2倍，喷涂面积减小为原来的A沿水平方向喷出的微粒运动到B板所需时间为0.2sB沿不同方向喷出的微粒，从喷出至到达B板，电场力做功为2.01012JC若其他条件均不变，d增大为原来的2倍，喷涂面积增大为原来的2倍12解析：选D.沿水平方向喷出的微粒做类平抛运动，在竖直方向上，加速度aqEmgmm/s250m/s2，根据dat2得t0.2s，故A正确；沿不同方向喷出的微粒，210151035101315101422da变，d增大为原来的2倍，根据dat2得，t变为原来的2倍，则喷涂面积的半径变为原来的2倍，面m/s290m/s2，加速度变为原来的，时间t变为原来的，喷涂面积的半径变为原来的55，面积减小为原来的，故D错误从喷出至到达B板，电场力做功为WqEd210151031J2.01012J，故B正确；若其他条件均不12积变为原来的2倍，故C正确；若其他条件均不变，E增大为原来的2倍，则加速度a2101521035101395510145339二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7.(2019山西太原五中检测)图中虚线是某电场中的一簇等差等势线两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示若粒子仅受电场力的作用，则下列说法中正确的是()Aa点的电场强度小于b点的电场强度Ba点的电势高于b点的电势C粒子从P运动到a的过程中，粒子的动能和电势能总和不变D粒子从P运动到b的过程中，粒子的动能增大解析：选ACD.等势线的疏密程度表示电场强度的大小，越密，电场强度越大，故a点的电场强度小于b点的电场强度，A正确；运动过程中电场力做正功，所以电势能减小，但是由于不知道粒子的带电性质，无法判断两点的电势高低，B错误；粒子从P运动到a的过程中，只有电场力做功，电势能转化为动能，两者之和不变，C正确；粒子从P运动到b的过程中，电场力做正功，动能增大，D正确8.静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()A在x2和x4处电势能相等B由x1运动到x3的过程中电势能增大C由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小D由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大解析：选BC.由题图可知，x1到x4场强先变大，再变小，则点电荷受到的电场力先增大后减小，C正确，D错误；由x1到x3及由x2到x4过程中，电场力做负功，电势能增大，知A错误，B正确9(2019泰安模拟)如图甲所示，在两平行的金属板间加上如图乙所示的电压在01s内，一点电荷在两极板间处于静止状态，t2s时电荷仍运动且未与极板接触，则在12s内，点电荷(g取10m/s2)()场力变为2倍，合力向上，大小为mg，其加速度大小为g10m/s2，故平均加速度为am/s25m/s2，ky2，且小球通过点Pk，k.已知重力加速度为g，则()A做匀加速直线运动，加速度大小为10m/s2B做变加速直线运动，平均加速度大小为5m/s2C做变加速直线运动，2s末加速度大小为10m/s2D2s末速度大小为10m/s解析：选BC.第1s内电荷受重力和电场力作用处于平衡状态，故电场力向上，与重力平衡，第2s内电压一直变大，故电场强度变大，电场力变大，且第2s内合力随时间均匀增加，加速度随时间均匀增加，是变加速直线运动，故A错误；第2s内加速度随时间均匀增加，第2s末电场强度增加为第1s末的2倍，故电0102故B、C正确；2s末速度大小为v2at51m/s5m/s，故D错误10.(2019湖北八校联考)如图所示，在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45角的匀强电场，将一质量为m、带电荷量为q的小球，以某一初速度从O点竖直向上抛出，它的轨迹恰好满足抛物线方程x11A电场强度的大小为mgqB小球初速度的大小为g2kC小球通过点P时的动能为5mg4kD小球从O点运动到P点的过程中，电势能减少2mgkv，B正确；由P点的坐标分析可知v0，所以小球通过点P时的动能为mv2m(v02v2x)2kx2224kE0解析：选BC.小球做类平抛运动，则电场力与重力的合力沿x轴正方向，qE2mg，电场强度的大小为2mg111，A错误；F合mgma，所以ag，由类平抛运动规律有v0t，qkk2gt2，得小球初速度大小为v1g115mg，kcos45k112mgC正确；小球从O到P过程中电势能减少，且减少的电势能等于电场力做的功，即WqE，D错误三、非选择题(本题共3小题，共40分按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(12分)如图所示，一条长为L的细线上端固定，下端拴一个质量为m，电荷量为q的小球，将它置于方向水平向右的匀强电场中，使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放，当细线离开竖直位置偏角60时，小球速度为0.(1)求小球带电性质和电场强度E.(2)若小球恰好完成竖直圆周运动，求小球在A点应有的初速度vA的大小(可含根式)解析：(1)根据电场方向和小球受力分析可知小球带正电小球由A点释放到速度等于零，由动能定理有0EqLsinmgL(1cos)解得E3mg.3q(2)如图所示，将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力G，则G角为30偏向右下233mg，方向与竖直方向夹mmg若小球恰能做完整的圆周运动，在等效最高点v223L3小球从A点以初速度vA运动，由动能定理知1123mv2222mvA3mgL(1cos30)联立解得vA2（31）gL.3q2（31）gL答案：(1)小球带正电3mg(2)12.(14分)在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为d，当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图所示当给电容器突然充电使其电压增加U1时，油滴开始向上运动；经时间t后，电容器突然放电使其电压减少U2，又经过时间t，油滴恰好回到原来位置假设油滴在运动过程中没有失去电荷，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计重力加速度为g.求：解析：(1)油滴静止时满足：mgq0mU0x1a1t2，x2v1ta2t222UU1mgma1(3)油滴向上加速运动时：q0即qma1d(1)带电油滴所带电荷量与质量之比；(2)第一个t与第二个t时间内油滴运动的加速度大小之比；(3)U1与U2之比.Udqdg则.(2)设第一个t时间内油滴的位移大小为x1，加速度大小为a1，第二个t时间内油滴的位移大小为x2，加速度大小为a2，则11且v1a1t，x2x1解得a1a213.dU1UU1U2油滴向上减速运动时：mgq0dma2即qma2d解得U1.U2U1则U11U2U13U124答案：(1)dg(2)13(3)14U013(14分)如图甲所示，长为L、间距为d的两金属板A、B水平放置，ab为两板的中心线，一个带电粒子以速度v0从a点水平射入，沿直线从b点射出，若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上，欲使该粒子仍能从b点以速度v0射出，求：时间等于一个周期，故有LnTv0，解得T粒子在T内离开中心线的距离为ya4T42qEU0qU0T2又a，E，解得yym2y16md(1)交变电压的周期T应满足什么条件？(2)粒子从a点射入金属板的时刻应满足什么条件？解析：(1)为使粒子仍从b点以速度v0穿出电场，在垂直于初速度方向上，粒子的运动应为：加速，减速，反向加速，(反向)减速，经历四个过程后，回到中心线上时，在垂直于金属板的方向上速度正好等于零，这段Lnv01112md32md在运动过程中离开中心线的最大距离为qU0T21粒子不撞击金属板，应有ym2d2dv02m2dv0qU0qU0L，即n取大于等于的整数解得T2dL故n2mqU02mnv02dv0qU0T，其中n取大于等于所以粒子的周期应满足的条件为LL2m的整数(2)粒子进入电场的时刻应为T，T，T，135444T(n1，2，3，)故粒子进入电场的时刻为t2n14nv02dv0答案：(1)TLL，其中n取大于等于qU02m的整数(2)tT(n1，2，3，)2n14