24走向高考高三物理人教版一轮复习习题：综合测试题6静电场142

这是一份24走向高考高三物理人教版一轮复习习题：综合测试题6静电场142，共11页。试卷主要包含了选择题，填空题，论述计算题等内容，欢迎下载使用。
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静电场综合测试题(附参考答案)
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题　共40分)
一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1.(2014·北京朝阳一模)如图所示，真空中有A、B两个等量异种点电荷，O、M、N是A、B连线的垂线上的三个点，且AO>OB。一个带负电的检验电荷仅在电场力的作用下，从M点运动到N点，其轨迹如图中实线所示。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．φMEkN
[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
[答案]　B
[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(　　)

[答案]　B
[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12V B．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
[答案]　D
[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
[答案]　BC
[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/m B．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，加速度a＝，AB方向的位移x＝at2＝，AB方向电场力做的功W1＝Fx＝；同理CD方向上电场力做的功为W2＝；由动能定理知离开电场区域后电子动能为eU0＋(U＋U)。
13．(6分)一个质量为m、带有－q电荷量的小物体，可在水平轨道Ox轴上运动，轴的O端有一个与轨道相垂直的固定墙面。轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向，如图所示。小物体以初速度v0从x0处沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力F作用，且F