2019-2020年高考物理总复习 阶段验收评估（六）静电场.doc

2019-2020年高考物理总复习 阶段验收评估（六）静电场(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题只有一个选项正确)1关于静电场下列说法中正确的是()A在电场中某点的电势为零，则该点的电场强度一定为零B电荷在电场中电势高的地方电势能大，在电势低的地方电势能小C根据公式UEd知，在匀强电场中两点间的距离越大，电势差就越大D正电荷从电势高的点运动到电势低的点，电势能一定减少2(xx南通模拟)一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q，电荷Q在球心O处产生的场强大小EO，方向如图所示。把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图1甲所示，上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E1、E2；把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示，左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E3、E4。则()图1AE1BE2CE3 DE43. (xx山东高考)如图2，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h。质量均为m、带电量分别为q和q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)。不计重力。若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于()图2A. B. C. D. 4(xx徐州摸底)如图3所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MAABBN。下列说法正确的是()图3AA、B两点场强相同BA、B两点电势相等C将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功D负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能5. (xx南京模拟)如图4所示，虚线表示某电场的等势面。一带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点的径迹如图中实线所示。粒子在A点的速度为vA、电势能为EpA；在B点的速度为vB、电势能为EpB。则下列结论正确的是()图4A粒子带正电，vAvB，EpAEpBB粒子带负电，vAvB，EpAEpBC粒子带正电，vAvB，EpAEpBD粒子带负电，vAEpB二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项正确，全选对得6分，选对但不全得3分，错选或不选得0分)6(xx江苏二校联考)真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势分布如图5所示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。下列说法中正确的是()图5AA点的电势低于B点的电势BA点的电场强度方向由A指向BCA点的电场强度大于B点的电场强度D正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功7(xx常州模拟)如图6所示，实线为电视机显像管主聚焦电场中的等势面。a、b、c、d为圆上的四个点，则下列说法中正确的是()图6Aa、d 两点电势相等，电场强度相同Ba、b两点电势相等，电场强度不同C从左侧平行于中心轴线进入电场区域的一束电子，电场可对其向中心轴线汇聚D从右侧平行于中心轴线进入电场区域的一束电子，电场可对其向中心轴线汇聚8(xx南通模拟)如图7所示，光滑绝缘细管与水平面成30角，在管的上方P点固定一个点电荷Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平。电荷量为q的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A处由静止开始沿管向下运动，在A处时小球的加速度为a。图中PBAC，B是AC的中点，不考虑小球电荷量对电场的影响。则在Q形成的电场中()图7AA点的电势高于B点的电势BB点的电场强度大小是A点的4倍C小球从A到C的过程中电势能先减小后增大D小球运动到C处的加速度为ga三、非选择题(本题共3小题，共52分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤)9(12分)如图8所示，a、b为两个固定的带正电q的点电荷，相距为L，通过其连线中点O作此线段的垂直平分面，在此平面上有一个以O为圆心，半径为L的圆周，其上有一个质量为m，带电荷量为q的点电荷c做匀速圆周运动，求c的速率。图810(18分)(xx虹口区一模)在绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图9甲所示，已知B处电荷的电量为Q。图乙是AB连线之间的电势与位置x之间的关系图像，图中xL点为图线的最低点，x2L处的纵坐标0，x0处的纵坐标0，x2L处的纵坐标0。若在x2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为q的带电物块(可视为质点)，物块随即向右运动。求：图9(1)固定在A处的电荷的电量QA；(2)为了使小物块能够到达x2L处，试讨论小物块与水平面间的动摩擦因数所满足的条件；(3)若小物块与水平面间的动摩擦因数，小物块运动到何处时速度最大？并求最大速度vm。11(22分)(xx沈阳测试)如图10甲所示，A、B是一对平行放置的金属板，中心各有一个小孔P、Q，PQ连线垂直金属板，两板间距为d。现从P点处连续不断地有质量为m、带电量为q的带电粒子(重力不计)，沿PQ方向放出，粒子的初速度可忽略不计。在t0时刻开始在A、B间加上如图乙所示交变电压(A板电势高于B板电势时，电压为正)，其电压大小为U、周期为T。带电粒子在A、B间运动过程中，粒子间相互作用力可忽略不计。图10(1)进入到金属板之间的带电粒子的加速度。(2)如果只有在每个周期的0时间内放出的带电粒子才能从小孔Q中射出，则上述物理量d、m、q、U、T之间应满足的关系。(3)如果各物理量满足(2)中的关系，求每个周期内从小孔Q中有粒子射出的时间与周期T的比值。答 案1选D在电场中某点电势为零，电场强度不一定为零，故A错误；只有正电荷在电场中电势高的地方电势能大，在电势低的地方电势能小，负电荷正好相反，选项B错误；公式UEd中的d为沿电场强度方向的距离，所以在匀强电场中，两点间沿电场强度方向的距离越大，电势差就越大，如果d是沿垂直于电场强度方向的距离，那么间距变大时，电势差不变，选项C错误；正电荷在电势越高的地方电势能越大，在电势越低的地方电势能越小，所以正电荷从电势高的点运动到电势低的点，电势能一定减少，选项D正确。2选A根据点电荷电场强度公式Ek，且电荷只分布于球的表面，对于题图甲，虽表面积相同，但由于间距的不同，则上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小关系为E1E2；因电荷Q在球心O处产生的场强大小EO，则E1k；对于图乙，半球面分为表面积相等的左、右两部分，由于左右两部分在同一点产生的场强大小相等，则根据电场的叠加可知：左侧电荷在O点产生的场强与右侧电荷在O点产生的场强大小相等，即E3E4。由于方向不共线，由合成法则可知，E3k，故A正确。3选B由两粒子轨迹恰好相切，根据对称性，两个粒子的轨迹相切点一定在矩形区域的中心，并且两粒子均做类平抛运动，根据运动的独立性和等时性可得，在水平方向上：v0t，在竖直方向上：at2t2，联立以上两式可求得：v0 ，由此可知，该题只有选项B正确。4选A根据等量异种点电荷电场特点，A、B两点场强相同，A、B两点电势不相等，选项A正确，B错误；将一正电荷从A点移到B点，电场力做正功， 选项C错误；负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，选项D错误。5选B由于等势面是同心圆，故图中场源电荷位于等势面圆心位置，是负电荷；根据带电粒子由A点到B点的弯曲方向可知是静电斥力，故粒子也带负电；从A到B，电势降低，根据公式，B点电势能大，即EpAEpB；电场力做负功，粒子的动能减小，速度减小，vAvB。6选BCA点的电势高于B点的电势，选项A错误；A点的电场强度方向由A指向B，A点的电场强度大于B点的电场强度，选项B、C正确；正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做正功，选项D错误。7选BC根据题意，a、b两点电势相等，c、d两点电势相等，由等势面与电场线垂直的关系及电场强度方向与该点电场线的切线方向一致，可知a与b、d的电场强度不同，故A错误，B正确；一束电子从左侧平行于中心轴线进入电场区域，根据曲线运动条件，运动轨迹向合力方向偏转，因此只有在中心轴线的电子沿直线运动，其余做曲线运动并向中心轴线汇聚，故C正确，D错误。8选BCD正点电荷的电场线为发散型，由于沿着电场线方向，电势降低，因此A点的电势低于B点的电势，故A错误；结合几何关系：PA2PB，由点电荷电场强度公式E，可知，电场强度的大小与间距的平方成反比，则B点的电场强度大小是A点的4倍，故B正确；根据电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加，可知：小球带负电，从A到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增大，故C正确；在A处时小球的加速度为a，对A点受力分析，小球受电场力、重力与支持力，由力的合成法则可知，合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供；当在B处时，小球仍受到重力、电场力与支持力，合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供，即为ga，故D正确。9.解析：对c进行受力分析如图所示，由于c到O点的距离RL，所以abc是等边三角形。a、b对c的作用力F1F2k，合力F合2F1cos 30。由牛顿第二定律得：F合m即m，解得：vq 。答案：q 10解析：(1)由图乙得，xL点为图线的最低点，切线斜率为零，即合场强E合0，所以，解得QA4Q；(2)物块先做加速运动再做减速运动，到达x2L处的速度v10，从x2L到x2L过程中，由动能定理得：qU1mgs1mv0，即q(00)mg4Lmv00解得；(3)小物块运动速度最大时，电场力与摩擦力的合力为零，设该位置离A点的距离为lA则：mg0解得lA3L，即小物块运动到x0时速度最大。小物块从x2L运动到x0的过程中，由动能定理得：qU2mgs2mv0代入数据：qmg2Lmv0解得vm 。答案：(1)QA4Q(2)(3)x0处速度最大，vm 11解析：(1)qEma，E，所以，a。(2)在0时间内， 进入A、B板间的粒子，在电场力的作用下，先向右做匀加速运动，在T时间内再向右做匀减速运动，且在0时间内，越迟进入A、B板间的粒子，其加速过程越短，减速运动过程也相应地缩短，当速度为零后，粒子会反向向左加速运动。由题意可知0时间内放出的粒子进入A、B板间，均能从Q孔射出，也就是说在时刻进入A、B板间的粒子是能射出Q孔的临界状态。粒子在时刻进入A、B板间电场时，先加速，后减速，由于粒子刚好离开电场，说明它离开电场的速度为零，由于加速和减速的对称性，故粒子的总位移为加速时位移的2倍，所以有d2a2即d2(3)若情形(2)中的关系式成立，则t0时刻进入电场的粒子在电场中运动的时间为最短(因只有加速过程)，设最短时间为tx，则有dat在t时刻进入电场的粒子在t的时刻射出电场，所以有粒子飞出电场的时间为ttx由式得。答案：(1)(2)d2(3)