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新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案

 许愿真 2016-11-18
1、两个完全相同的金属小球,分别带有+3Q和-Q的电荷量,当它们相距r时,它们之间的库仑力是F.若把它们接触后分开,再置于相距r/3的两点(此时两带电小球仍可视为点电荷),则它们的库仑力的大小将变为

(  )

A.F/3      B.F   C.3F    D.9F

解析:由题意得,F=k新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客.两球接触后电荷中和后等量分配,库仑力F′=k·新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客,则F′=3F,故C项对.

答案:C


2、下列选项中的各新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客 圆环间彼此绝缘.坐标原点O处电场强度最大的是(  )

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A     B      C      D

答案:B [解析设每个新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客圆环产生的电场的场强大小为E,则图A产生的电场的场强如图甲所示;图B中两个新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客圆环各自产生的电场如图乙所示,合场强的大小为新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客E;图C中第一、三象限产生的电场的场强大小相等,方向相反,合场强为0,整个新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客圆环产生的电场就相当于第二象限的新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客圆环产生的电场,如图丙所示;D中产生的电场的合场强为零,故选项B正确.

3、一负电荷受电场力作用,从电场中的A点运动到B点,在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,则AB两点电场强度EAEB及该电荷在AB两点的电势能EpAEpB之间的关系为(  )

A.EA=EB  B.EA<EB

C.EpA=EpB  D.EpA>EpB

解析:负电荷在电场中做匀加速直线运动,可知它所受电场力不变,因此A、B两点场强相同,A项对;负电荷速度不断增大,即动能增大,可知电场力对其做正功,故负电荷的电势能减小,即EpA>EpB,D项正确.

答案:AD


4、如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有abd三个点,abbccd间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(  )

A.k新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客            B.k新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客

C.k新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客                D.k新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客

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答案:B [解析考查真空中点电荷的场强公式及场强的叠加.由题意,b点处的场强为零说明点电荷q和圆盘在b点产生的场强等大反向,即圆盘在距离为Rb点产生的场强为EQ新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客,故圆盘在距离为R点产生的场强也为EQ新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客,点电荷qd点产生的场强Eq新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客,方向与圆盘在d点产生的场强方向相同,d点的合场强为二者之和,即E新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客B正确.

5、将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等.ab为电场中的两点,则(  )

A.a点的电场强度比b点的大

B.a点的电势比b点的高

C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大

D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功

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答案:ABD [解析在电场中电场线越密的地方电场越强,故选项A正确;电场线总是指向电势降低的方向,故选项B正确;在电场中移动电荷时,负电荷顺着电场线移动时,电场力做负功,电势能增加,故选项C错误,选项D正确.

6、两个带等量正电的点电荷,固定在图中PQ两点,MNPQ连线的中垂线,交PQO点,AMN上的一点.一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则(  )

A.q由A向O的运动是匀加速直线运动

B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小

C.q运动到O点时的动能最大

D.q运动到O点时电势能为零

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答案:BC [解析由等量正电荷形成的电场的规律可知,试探电荷qAO的运动过程中,所受的力发生变化,方向指向O点,试探电荷做变加速直线运动,A错误;力的方向与速度的方向一致,电场力做正功,电势能逐渐减小,B正确;合外力做正功,动能增加,C正确;将电荷从O点移到无穷远处,要克服电场力做功,电势能增加,最后电势能变为零,所以电荷在O点时电势能为负值,D错误.

7、一个平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两极板间有一正电荷(电荷量少)固定在P点,如图所示.以E表示两极板间的场强,U表示电容器两极板间的电压,W表示正电荷在P点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,那么(  )

A.U变小,E不变

B.E变大,W变大

C.U变小,W不变

D.U不变,W不变

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解析:平行板电容器与电源断开后电荷量保持恒定,由E∝新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客知,它们之间的场强不变,极板间的电压U=Ed变小,正电荷在P点的电势能W=q·φP=qE·dP不变.

答案:AC


8、如图所示,质子、氘核和α粒子(均不计重力)都沿平行板电容器两板中线OO′方向垂直于电场线射入板间的匀强电场,且都能射出电场,射出后都打在同一个荧光屏上,使荧光屏上出现亮点.若微粒打到荧光屏的先后不能分辨,则下列说法正确的是(  )

A.若它们射入匀强电场时的速度相等,则在荧光屏上将出现3个亮点

B.若它们射入匀强电场时的动能相等,则在荧光屏上将出现1个亮点

C.若它们射入匀强电场时的动量相等,则在荧光屏上将出现3个亮点

D.若它们是经同一个加速电场由静止加速后射入偏转电场的,则在荧光屏上将只出现1个亮点

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解析:选取新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客H、新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客H、新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客He中的任意一微粒为研究对象,微粒在偏转电场中的偏转位移为:

y=新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客·新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客.

通过判定C、D两项正确.

答案:CD


9、如图所示,在匀强电场中将一电荷量为+q、质量为m的小球以初速度v0竖直向上抛出,在带电小球由抛出到上升至最大高度的过程中,下列判断正确的是(  )

A.小球的动能增加

B.小球的电势能增加

C.所用的时间为v0/g

D.到达最高点时,速度为零,加速度大于g

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解析:小球在由抛出点到最大高度的过程中,除重力之外,电场力要做正功,但是电场力做正功不一定大于重力所做的负功,故A项错误;因电场力做正功,小球的电势能减小,B项也错误;小球在竖直方向上只受重力,故竖直方向加速度为g,到最高点所用的时间t=v0/g,C项正确;到达最高点时,竖直分速度为零,但水平分速度不为零,并且最高点加速度为重力加速度g与电场力引起的加速度a的矢量和,大于g,由此可判断D项不正确.

答案:C


10、如图所示,一质量为m、电荷量为-q的小物体,在水平轨道沿Ox运动,O端有一与轨道垂直的固定墙,轨道处在场强为E、方向沿Ox轴正向的匀强电场中,小物体以初速度v0x0点沿Ox轨道运动,运动中受到大小不变的摩擦力f的作用,且f<qE.设小物体与墙碰撞时的机械能损失忽略不计,则它从开始运动到停止前通过的总路程是(  )

A.新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客  B.新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客

C.新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客  D.新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客

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解析:由于f<qE,物体最终将靠墙静止,对全过程,由动能定理有:qEx0-fx=0-新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客mv0,其中x为开始运动到停止前通过的总路程,可知A项正确.

答案:A


11、一带正电的小金属块A以初速度v0从光滑水平高台上飞出.已知在高台边缘的右侧足够大空间中存在水平向左的匀强电场,小金属块A所受电场力大小为其重力的2倍.则金属块运动过程中距高台边缘的最大水平距离为________,金属块运动过程的最小速度为________

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解析:分析可知,金属块A离开高台后,在水平方向做匀减速直线运动,在竖直方向做自由落体运动,水平位移最大处,水平速度为零,则x=新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客,令水平速度为vx,vx=v0-2gt,竖直速度为vy,vy=gt,则合速度v=新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客,当vy新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客v0时,合速度最小等于新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客v0.

答案:新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客 新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客


12、如图所示,一光滑斜面的直角点A处固定一电荷量为+q、质量为m的绝缘小球,另一同样小球置于斜面顶点B处,已知斜面长为L,现把上部小球从B点由静止自由释放,球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处,求:

(1)小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度;

(2)小球运动到斜面底端C处时,球对斜面的压力大小.

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解析:(1)由题意知:小球运动到D点时,由于AD=AB,所以有电势φD=φB,即UDB=φD-φB=0①

则由动能定理得:mg新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客sin30°=新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客mv新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客-0②

联立①②解得:vD新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客.③

(2)当小球运动至C点时,对小球受力分析如图所示,则由平衡条件得:

N+F·sin30°=mgcos30°④

由库仑定律得:

F新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客

联立④⑤得:

N=新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客mg-新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客

由牛顿第三定律得:N′=N=新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客mg-新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客.

答案:(1)新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客 (2)新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客mg-新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客

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13、在场强为E100 V/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板,在金属板的正上方,高为h0.8 m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内,如图所示.放射物以v0200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量m2×1015 kg、电荷量q=+1012 C的带电粒子.粒子最后落在金属板上.不计粒子重力,求:

(1)粒子下落过程中电场力做的功;

(2)粒子打在金属板上时的动能;

(3)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小.(结果保留两位有效数字)

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解析:(1)粒子在下落过程中电场力做的功

W=Eqh=100×1012×0.8 J=8×1011 J.

(2)粒子在整个运动过程中仅有电场力做功,由动能定理得

W=Ek2-Ek1

Ek2=8×1011 J+2×1015×2002/2 J=1.2×1010 J.

(3)粒子落到金属板上的范围是一个圆.设此圆的半径为r,只有当粒子的初速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上,由运动学公式得

h=新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客at2新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客t2

代入数据求得

t=5.66×103 s

圆半径r=v0t=1.13 m

圆面积S=πr2=4.0 m2.

答案:(1)8×1011 J (2)1.2×1010 J (3)4.0 m2


14、如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.ab为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为NaNb.不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能.

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 [解析]质点所受电场力的大小为

f=qE ①

设质点质量为m,经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb,由牛顿第二定律有

f+Na=m新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客 ②

Nb-f=m新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客 ③

设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb,有

Eka新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客mv新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客 ④

Ekb新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客mv新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客 ⑤

根据动能定理有

Ekb-Eka=2rf ⑥

联立①②③④⑤⑥式得

E=新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客(Nb-Na) ⑦

Eka新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客(Nb+5Na) ⑧

Ekb新课标2013—2014学年度上学期高三一轮复习物理单元验收试题 静电场 试题及答案 - dsl62389 - 学苑博客(5Nb+Na) ⑨

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