1、2022高考物理一轮复习 第七章 静电场 阶段检测新人教版2022高考物理一轮复习 第七章 静电场 阶段检测新人教版年级:姓名:- 11 -阶段滚动检测(七)(第七章)(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。15小题为单选,68小题为多选)1.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度v与时间t的关系图象如图所示。则此电场的电场线分布可能是()【解析】选A。从vt图象可以看出微粒的速度逐渐减小,图线的斜率逐渐增大,vt图线中图线的斜率表示微粒的加速度大小,故微粒做加速度逐渐增大的减速运动,所以带负电的微
2、粒顺着电场线运动,电场力做负功,速度逐渐减小,且电场线沿微粒运动方向逐渐密集,故选项A正确,选项B、C、D错误。2如图甲所示,在光滑绝缘的水平面上固定两个等量的正点电荷。M、O、N为两点电荷连线上的点。其中O为连线中点,且MOON。在M点由静止释放一个电荷量为q的正试探电荷,结果该试探电荷在MN间做来回往复运动,在一个周期内的vt图象如图乙所示,则下列说法正确的是 ()AM和N两点的电场强度和电势完全相同B试探电荷在O点所受电场力最大,运动的速度也最大C试探电荷在t2时刻到达O点,t4时刻到达N点D试探电荷从M经O到N的过程中,电势能先减小后增大【解析】选D。根据等量的正点电荷的电场的特点可知
3、,M和N两点的电场强度大小相等,方向相反,而电势是相同的,选项A错误;根据等量的正点电荷的电场的特点可知,O点的电势最低,电场强度为0,所以试探电荷在O点所受电场力最小,但运动的速度最大,选项B错误;试探电荷在t2时刻的速度再次等于0,所以在t2时刻到达N点,选项C错误;由题图可知,试探电荷从M经O到N的过程中,速度先增大后减小,则动能先增大后减小,所以电势能先减小后增大,选项D正确。3(2021拉萨模拟)有一种电荷控制式喷墨打印机,它的打印头的结构简图如图所示,其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒,此微粒经过带电室带上电后以一定的初速度垂直射入偏转电场,再经过偏转电场后打到纸上,显示出字符,不考虑
4、墨汁的重力,为使打在纸上的字迹缩小(偏转距离减小),下列措施可行的是()A减小墨汁微粒的质量B减小偏转电场两极板间的距离C减小偏转电场的电压D减小墨汁微粒的喷出速度【解析】选C。微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场后做类平抛运动,则在水平方向上有Lv0t,在竖直方向上有yat2,加速度为a,联立解得y,要缩小字迹,就要减小微粒在竖直方向上的偏转量y,由上式分析可知,可采用的方法:增大墨汁微粒的质量、增大偏转电场两极板间的距离、增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能Ek0(增大墨汁微粒的喷出速度)、减小偏转电场的电压U等,故A、B、D错误,C正确。4如图所示为静电除尘机理图,废气先经过一个机械过滤装置
5、再进入静电除尘区,放电极和集尘极加上高压电场,使尘埃带上负电,尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,达到除尘目的,图中虚线为电场线(方向未标)。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化,则()A.电场线方向由放电极指向集尘极B图中A点电势高于B点电势C尘埃在迁移过程中电势能减小D尘埃在迁移过程中动能减小【解析】选C。由于尘埃带负电,要使尘埃向集尘极偏转,所受的电场力应指向集尘极,所以电场线应由集尘极指向放电极,选项A错误;对A点分析可知,电场线从集尘极指向放电极,放电极带负电,由于A点离放电极较近,所以A点电势较低,选项B错误;尘埃在迁移过程中电场力做正功,电势能减小,选项C正确;尘埃在迁
6、移过程中由动能定理可知,尘埃动能增大,选项D错误。5.(2021蚌埠模拟)如图所示,E、F、G、H为矩形ABCD四边的中点,O为EG、HF的交点,AB边的长度为d。E、G两点各固定一对等量点电荷,另一电荷量为Q的正点电荷置于H点时,F点处的电场强度恰好为零。若将H点的正点电荷移到O点,则F点处电场强度的大小和方向为(静电力常量为k)()A方向向右B方向向左C方向向右 D方向向左【解析】选C。当正点电荷在H点时,F点处电场强度恰好为零,说明EG两个点上的电荷在F点产生的电场与正电荷Q的电场之和为零,根据公式E可得,EG两个点的电荷在F点产生的电场强度大小为E,方向水平向左;现将Q点电荷移到O点,
7、它在F点产生的电场强度大小E1k,方向向右,所以F点的合场强E合kkk,方向水平向右,故C正确,A、B、D错误。6.如图所示,带电小球自O点由静止释放,经C孔进入两水平位置的平行金属板之间,由于电场的作用,刚好下落到D孔时速度减为零。对于小球从C到D的运动过程,已知从C运动到CD中点位置用时t1,从C运动到速度等于C点速度一半的位置用时t2,下列说法正确的是()A小球带负电Bt1t2D将B板向上平移少许后小球可能从D孔落下【解析】选A、B。由题图可知,A、B间的电场强度方向向下,小球从C到D做减速运动,受电场力方向向上,所以小球带负电,选项A正确;由于小球在电场中受到的重力和电场力都是恒力,所
8、以小球做匀减速直线运动,其速度图象如图所示,由图可知,t1t2,选项B正确,C错误;将B板向上平移少许时两板间的电压不变,根据动能定理可知mg(hd)qU0,mg(hx)0,联立得xd2 V/mD.E2 V/m【解析】选B、C。匀强电场中,由于D为AB的中点,则D点的电势D=5 V,质子从D点移到C点电场力所做的功为W=qUDC=q(D-C)=1(5-2) eV=3eV,故选项A错误,B正确;AB的长度为1 m,由于电场强度的方向并不是沿着AB方向,所以AB两点沿电场方向的距离d2 V/m,故选项C正确,D错误。二、实验题(12分)9(验证动量守恒)图(a)中,水平放置的气垫导轨上有A、B两个
9、质量相同的滑块,滑块上的遮光片宽度均为d,A位于导轨的左端,B位于导轨中间,AB间、B与导轨右端各有一个光电门。用手推一下A,A向右运动与B发生碰撞并粘到一起,测得A通过光电门1的遮光时间为t1;A、B一起通过光电门2时B上遮光片的遮光时间为t2。完成下列填空:(1)A通过光电门时速度的大小为_;(用题中物理量的符号表示)(2)用游标卡尺测量d时示数如图(b)所示,则d_cm;(3)当t1_时,A、B组成的系统碰撞前后的动量守恒。【解析】(1)由于遮光片的宽度比较小,故遮光片通过光电门的时间比较短,因此可将遮光片通过光电门的平均速度看成滑块A通过光电门的瞬时速度,故滑块A通过光电门的速度可表示
10、为v。(2)游标卡尺的主尺读数为8 mm,游标尺读数为0.15 mm0.5 mm,所以挡光片的宽度为d8 mm0.5 mm8.5 mm0.85 cm。(3)滑块A经过光电门1的速度:v1,滑块A、B一起经过光电门2的速度:v2,没有摩擦力作用,碰撞前后动量守恒,根据动量守恒定律:m2m,化简得:t1t2,即当t1t2时,A、B组成的系统碰撞前后的动量守恒。答案:(1)(2)0.85(3)t2三、计算题(本题共2小题,共40分。需写出规范的解题步骤)10.(20分)如图所示,两块相同的金属板正对着水平放置,板间距离为d。当两板间加电压U时,一个质量为m、电荷量为q 的带电粒子,以水平速度v0从靠
11、近上极板的A点射入电场,经过一段时间后从靠近下极板的B点射出电场,A、B间的水平距离为L,不计重力影响。求:(1)带电粒子从A点运动到B点经历的时间;(2)带电粒子经过B点时速度的大小;(3)A、B间的电势差。【解析】(1)带电粒子在水平方向做匀速直线运动,从A点到B点经历时间t;(2)带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动,板间场强大小E加速度大小a经过B点时粒子沿竖直方向的速度大小vyat带电粒子在B点速度的大小v;(3)粒子从A点运动到B点过程中,据动能定理得qUABmv2mvA、B间的电势差UAB。答案:(1)(2)(3)11. (20分)如图所示,在足够高的竖直绝缘挡板上A点,以水平速度
12、v0向左抛出一个质量为m,电荷量为q的小球,由于空间存在水平向右、场强大小为E的匀强电场。小球抛出后经过一段时间将再次到达墙面上的B点,重力加速度为g。求在此过程中:(1)小球水平方向的速度为零时到板面的距离。(2)板上A、B两点间的距离。(3)小球的最小速度。【解题指导】解答本题应注意以下两点:(1)小球在水平方向先向左做匀减速运动而后向右做匀加速运动,小球在竖直方向上做自由落体运动,运用运动的合成分解和牛顿第二定律可得结果;(2)将小球的速度方向沿合力方向和垂直于合力方向分解,垂直于合力方向做匀速直线运动,当沿合力方向的速度为零时,小球的速度最小。【解析】(1)小球在水平方向先向左做匀减速
13、运动而后向右做匀加速运动,小球在竖直方向上做自由落体运动;水平方向上有Fmax,得ax,则有x。(2)水平方向速度减小为零所需的时间为t1,得t2t1;竖直方向上ygt2。(3)将小球的速度方向沿合力方向和垂直于合力方向分解,垂直于合力方向做匀速直线运动,当沿合力方向的速度为零时,小球的速度最小。此时vminv0cos ,根据力的关系知cos ,解得vmin答案:(1)(2)(3)【加固训练】如图所示,在光滑的水平桌面上,水平放置的粗糙直线轨道AB与水平放置的光滑圆弧轨道BCD相切于B点,整个轨道位于水平桌面内,圆心角BOC =37,线段OC垂直于OD,圆弧轨道半径为R,直线轨道AB长为L=5
14、R。整个轨道处于电场强度为E的匀强电场中,电场强度方向平行于水平桌面所在的平面且垂直于直线OD。现有一个质量为m、带电荷量为+q的小物块P从A点无初速度释放,小物块P与AB之间的动摩擦因数=0.25,取sin37=0.6,cos37=0.8,忽略空气阻力。求:(1)小物块第一次通过C点时对轨道的压力大小FNC1。 (2)小物块第一次通过D点后离开D点的最大距离。(3)小物块在直线轨道AB上运动的总路程。【解析】(1)设小物块第一次到达C点时的速度大小为vC1,根据动能定理有qELsin37R(1cos37)qELcos37mv0解得vC1在C点根据向心力公式得FNC1qEm解得FNC15.4qE根据牛顿第三定律得FNC15.4qE。(2)设小物块第一次到达D点时的速度大小为vD1,根据动能定理有qE(Lsin37Rcos37)qELcos37mv0解得vD1小物块第一次到达D点后先以速度vD1沿电场方向做匀减速直线运动,设运动的最大距离为xm,根据动能定理得qExm0mv解得xmR。(3)分析可知小物块最终会在圆弧轨道上做往复运动,到达B点的速度恰好为零时,动能和电势能之和不再减小。设小物块在直线轨道AB上运动的总路程为s,则根据功能关系得qELsin37qEscos 37解得s15R。答案:(1)5.4qE(2)R(3)15R
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