小初高学习版本高三物理人教版一轮复习习题综合测试题静电场Word版Word格式.docx
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若M、N两点的电势分别为φM和φN,检验电荷通过M、N两点的动能分别为EkM和EkN,则( )
A.φM=φN,EkM=EkN
B.φM<
φN,EkM<
EkN
C.φM<
φN,EkM>
D.φM>
[答案] B
[解析] 据带负电粒子的运动轨迹,粒子受到的电场力指向轨迹弯曲的一侧,所以该负电荷受到的电场力指向带正电的电荷,所以B点点电荷带的是负电。
因为AO>
OB,根据等量异种点电荷电场线及等势面分布特点可知,EkM小于EkN,φM小于φN,故B正确,A、C、D错误。
2.(2014·
安徽安庆二模)如图所示,真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为-9Q和+Q的两个点电荷,两者相距为L,以+Q电荷为圆心,半径为画圆,a、b、c、d是圆周上四点,其中a、b在MN直线上,c、d两点连线垂直MN,一电荷量为+q的试探电荷在圆周上运动,则下列判断错误的是( )
A.电荷+q在a处所受到的电场力最大
B.电荷+q在a处的电势能最大
C.电荷+q在b处的电势能最大
D.电荷+q在c、d两处的电势能相等
[解析] 在a、b、c、d四点,+Q对+q的电场力大小相等,在a点,-9Q对+q的电场力最大,而且方向与+Q对+q的电场力方向相同,根据合成可知,+q在a处所受到的电场力最大,A正确;
a、b、c、d四点在以点电荷+Q为圆心的圆上,由+Q产生的电场在a、b、c、d四点的电势是相等的,所以a、b、c、d四点的总电势可以通过-9Q产生的电场的电势确定,根据顺着电场线方向电势降低可知,b点的电势最高,c、d电势相等,a点电势最低,根据正电荷在电势高处电势能大,可知+q在a处的电势能最小,在b处的电势能最大,在c、d两处的电势能相等,故B错误,C、D正确。
3.(2015·
江苏苏北联考)如图所示,P、Q为两个等量异种点电荷,以靠近P的O为原点,沿两点电荷的连线建立x轴,沿直线向右为x轴正方向,一带正电的粒子从O点由静止开始在电场力作用下运动到A点,已知A点与O点关于P、Q两点电荷连线的中点对称,粒子的重力忽略不计。
在粒子由O到A的运动过程中,下列关于粒子的运动速度v和加速度a随时间t的变化图线及粒子的动能Ek和运动轨迹上电势φ随位移x的变化图线可能正确的是( )
[解析] 带正电的粒子从O点向A运动过程中,电场强度先变小,后变大,故电场力和粒子的加速度也是先变小,后变大,则粒子一直加速,且其v-t图线的斜率应先变小,后变大;
从O到A,电场强度先变小,后变大,单位长度上的电势降落也应是先变小,后变大;
根据Ek=mv2=Fx,Ek-x图线的斜率为电场力F,从O到A,粒子所受的电场力先变小,后变大,故Ek-x图象的斜率也应是先变小,后变大。
故选项B正确,A、C、D错误。
4.(2014·
开封模拟)如图所示,在水平面上固定一个半圆形细管,在直径两端A、B分别放置一个正点电荷Q1、Q2,且Q2=8Q1。
现将另一正点电荷q从管内靠近A处由静止释放,设该点电荷沿细管运动过程中电势能最小的位置为P,并设PA与AB的夹角为θ,则以下关系正确的是( )
A.tanθ=4 B.tanθ=8
C.tanθ=2 D.tanθ=2
[答案] C
[解析] 本题考查点电荷形成的电场的特点、电场力做功和电势能变化之间的关系等知识点,意在考查考生的逻辑推理能力。
因为该点电荷沿细管运动过程中电势能最小的位置为P,则P点处的电场方向沿半圆细管的圆心向外,如图所示,由图中几何关系可得,EA=,EB=,而tanθ=,联立可得tanθ=2,选项C正确。
5.(2014·
河北唐山一模)如图所示,匀强电场中的A、B、C三点构成一边长为a的等边三角形。
电场强度的方向与纸面平行。
电子以某一初速度仅在静电力作用下从B移动到A动能减少E0,质子以某一初速度仅在静电力作用下从C移动到A动能增加E0,已知电子和质子电荷量绝对值均为e,则匀强电场的电场强度为( )
A. B.
C. D.
[答案] D
[解析] 电子从B到A过程中根据动能定理得,-eUBA=-E0,则B、A间的电势差UBA=①,质子从C到A过程中根据动能定理得,eUCA=E0,则UCA=②。
由①②可知B、C两点电势相等且大于A点电势,即φB=φC>
φA。
根据题意作出匀强电场的电场分布如图,图中BC连线为等势面
(如图中虚线),与BC垂直为电场线(如图中实线),则电场强度大小E===,电场强度方向垂直BC,并指向A,所以D正确。
6.(2014·
唐山统考)如图所示,矩形的四个顶点a、b、c、d是匀强电场中的四个点,ab=2bc=2L,电场线与矩形所在的平面平行。
已知a点电势为18V,b点电势为10V,c点电势为6V。
一质子从a点以速度v0射入电场,v0与ab边的夹角为45°
,一段时间后质子经过ab中点e。
不计质子重力,下列判断正确的是( )
A.d点电势为12VB.质子从a到b电势能增加了8eV
C.电场强度大小为D.质子从a到e所用时间为
[解析] 本题考查匀强电场的场强与电势差的关系、电场力做的功和电势能变化之间的关系等知识点,意在考查考生的逻辑推理能力。
矩形对角线连线相互平分,则根据匀强电场中场强和电势差的关系可知,d点的电势为(18+6-10)V=14V,而e点是ab的中点,可得e点的电势为14V,连接de,de为该匀强电场的等势面,过a点作de的垂线,沿着电场线方向电势在降低,故电场的方向沿垂线方向向下,选项A错误;
质子从a到b,电场力做正功,电势能减少8eV,选项B错误;
由图中几何关系可知,E==,选项C错误;
质子从a运动到e时做类平抛运动,沿初速度v0方向做匀速直线运动,则运动时间为t==,选项D正确。
7.(2015·
江西上绕调研)如图甲所示为电场中的一条电场线,质量为m、电荷量为q(q>
0)的带负电粒子仅在电场力作用下沿电场线向右运动,经过A点时速度为v0,一段时间后到达与A相距为d的B点,速度减为零,已知AO=OB,粒子在AO段与OB段运动时电场力对其做功是相等的,粒子运动的v-t图象如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.O点场强大小为E=
B.粒子在A点的速度为粒子在O点的速度的倍
C.A点电势一定高于B点电势,且UAB=
D.粒子在O点时加速度最大
[答案] BC
[解析] 由Eq=ma得,E=,由题图乙可知,粒子运动过程中加速度大小无法确定,O点的场强大小无法计算,故A错误;
粒子由A点运动到O点与由O点运动到B点,动能的变化量相同,故粒子在A点的速度为在O点的速度的倍,故B正确;
粒子由A点运动到B点做减速运动,所受电场力方向向左,电场线方向向右,故A点电势高于B点电势,又由功能关系qUAB=mv知,C正确;
从题图乙图线的斜率看,粒子在O点时的加速度小于在A、B点时的加速度,D错误。
8.(2014·
广东调研)如图所示,C为平行板电容器,开关S先接a对C充电,当S接b后,电容器( )
A.电容减小 B.电压减小
C.所带电荷量减少 D.板间电场强度不变
[解析] 本题考查平行板电容器电容的决定式、场强与电势差的关系以及电容器充、放电过程的特点。
平行板电容器的电容由其结构决定,与电容器是否带电以及带电荷量多少无关,选项A错误;
当S接b后,电容器通过灯泡放电,带电荷量不断减小,选项C正确;
由电容的定义式C=可知,电容器两极板间的电压U减小,选项B正确;
由场强与电压的关系E=可知,板间电场强度减小,选项D错误。
9.(2014·
石家庄质量检测)如图所示,在O点固定一点电荷Q,一带电粒子P从很远处以初速度v0射入电场,MN为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹。
虚线是以O为中心,以R1、R2、R3为半径画出的3个圆,且R2-R1=R3-R2,a、b、c为轨迹MN与3个圆的交点,则下列判断正确的是( )
A.P、Q两电荷可能为同种电荷,也可能为异种电荷
B.a点电势一定高于b点电势
C.P在a点的电势能小于在c点的电势能
D.P由a点到b点动能变化的绝对值大于由a点到c点动能变化的绝对值
[答案] CD
[解析] 本题考查电场力做功、动能定理、电势能变化和电场力做功的关系等知识点,意在考查考生的综合应用能力。
根据粒子的轨迹,粒子受到的电场力指向轨迹的凹侧,故P、Q两电荷一定是异种电荷,选项A错误;
因O点固定的点电荷Q的电性不确定,故a、b两点的电势大小不确
定,选项B错误;
从a到c,电场力最终对粒子做负功,电势能增加,即P在a点的电势能小于在c点的电势能,选项C正确;
在孤立点电荷形成的电场中,越靠近场源电荷,场强越大,根据U=Ed,a、b两点间的电势差大于c、a两点间的电势差,P由a点到b点,电场力做的功大于由c点到a点电场力做的功,由动能定理可知,P由a点到b点动能变化的绝对值大于由a点到c点动能变化的绝对值,选项D正确。
10.(2014·
潍坊联考)光滑绝缘的水平面上方存在一个水平方向的电场,电场线与x轴平行,电势φ与坐标值x的关系式为:
φ=106x(φ的单位为V,x单位为m)。
一带正电小滑块P,从x=0处以初速度v0沿x轴正方向运动,则( )
A.电场的场强大小为106V/mB.电场方向沿x轴正方向
C.小滑块的电势能一直增大D.小滑块的电势能先增大后减小
[答案] AD
[解析] 根据场强与电势差的关系可知,E==106V/m,A项正确;
沿x轴正方向电势升高,由沿电场线方向电势不断降低可知,电场方向应沿x轴负方向,B项错;
小滑块带正电,受电场力方向水平向左,故小滑块先向右减速再反向加速运动,因此电场力先做负功再做正功,其电势能先增大后减小,C项错误,D项正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共3小题,每小题6分,共18分。
把答案直接填在横线上)
11.(6分)如图所示是一个平行板电容器,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电,两极板间距为d。
现将一个检验电荷+q由两极板间的A点移动到B点,A、B两点间的距离为s,连线AB与平行极板方向的夹角为30°
,则电场力对检验电荷+q所做的功等于________。
[答案]
[解析] 电容器两板间电势差U=,场强E==
而A、B两点间电势差UAB=E·
s·
sin30°
=
电场力对+q所做功为W=qUAB=
12.(6分)(2014·
北京东城区模拟)如图所示,A、B和C、D为两对带电金属极板,长度均为l,其中A、B两板水平放置,间距为d,A、B间电压为U1;
C、D两板竖直放置,间距也为d,C、D间电压为U2。
有一初速度为0、质量为m、电荷量为e的电子经电压U0加速后,平行于金属板进入电场,则电子进入该电场时的速度大小为________;
若电子在穿过电场的过程中始终未与极板相碰,电子离开该电场时的动能为________。
(A、B、C、D四块金属板均互不接触,电场只存在于极板间,且不计电子的重力)
[答案] eU0+(U+U)
[解析] 由eU0=mv2知v=;
电子在平行板间飞行时间t=,沿着AB方向电子做匀加速运动,加
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