2021版《红对勾45分钟》高中物理人教版选修3-1巩固提升《静电场》综合评估.docx

静电场综合评估限时：90分钟 总分：100分答题表题号12345678910答案一、选择题(17为单选题，每小题5分；810为多选题，每小题6分，共53分)1使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上3Q和5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为()A21 B41 C161 D6012如下图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则下图中 a、b两点电场强度和电势均相同的是()3如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q(|Q|q|)由a运动到b，电场力做正功已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，则下列推断正确的是()A若Q为正电荷，则q带正电，FaFbB若Q为正电荷，则q带正电，FaFbC若Q为负电荷，则q带正电，FaFbD若Q为负电荷，则q带正电，FaFb4如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止在物块的运动过程中，下列表述正确的是()A两个物块的电势能渐渐削减B物块受到的库仑力不做功C两个物块的机械能守恒D物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力5一正电荷在电场中仅受电场力作用，从A点运动到B点，速度随时间变化的图象如图所示，tA、tB分别对应电荷在A、B两点的时刻，则下列说法中正确的是()AA处的场强确定小于B处的场强BA处的电势确定低于B处的电势C电荷在A处的电势能确定大于在B处的电势能D从A到B的过程中，电场力对电荷做正功静电场综合评估1D两个完全相同的金属小球相互接触后，带电荷量均为Q，距离变为原来的两倍，依据库仑定律可知选项D正确2CC图中a、b两点处在q、q连线的中垂线上，且关于两电荷连线对称分布，电场强度和电势均相同3A考查电场强度与电场力的关系a点的电场线密度比b点大，电场强度大，同一电荷受到的电场力大，FaFb，假如Q是正电荷，由于电场力对q做正功，q受到的电场力方向向右，q带正电，A正确，B不正确假如Q是负电荷，由于电场力对q做正功，q受到的电场力方向向右，q带负电，C、D不正确4A由静止释放后，两带电小物块带同种电荷，所以库仑力对它们均做正功，故电势能都减小，A正确、B错误；两小物块运动过程中，因摩擦力和电场力分别做功，发生气械能和其他能量的相互转化，故机械能不守恒，C错；因最终停止，故D错5B由图象知A处的加速度大于B处的加速度，A处的场强确定大于B处的场强，A错由功能关系及动能和电势能之和守恒知B正确，C、D错6一个带负电荷q，质量为m的小球，从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动现在竖直方向上加如图所示的匀强电场，若仍从A点由静止释放该小球，则()A小球不能过B点B小球仍恰好能过B点C小球能过B点，且在B点与轨道之间压力不为0D以上说法都不对7如图所示，绝缘杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用初始时杆与电场线垂直，将杆右移的同时顺时针转过90，发觉A、B两球电势能之和不变依据如图给出的位置关系，下列说法正确的是()AA确定带正电，B确定带负电BA、B两球带电量的确定值之比qAqB12CA球电势能确定增加D电场力对A球和B球都不做功8如图所示，在点电荷Q的电场中有a、b两点，两点到点电荷的距离rarb.设a、b两点场强大小分别为Ea和Eb，电势分别为a和b，则()AEa确定大于Eb，a确定大于bBEa确定大于Eb，a可能小于bCEa确定大于Eb，a可能大于bDEa可能小于Eb，a可能小于b9AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电量分别为q和q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷()A应放在A点，Q2q B应放在B点，Q2qC应放在C点，Qq D应放在D点，Qq10有三个质量相等，分别带正电，负电和不带电的微粒，从极板左侧中心以相同的水平初速度v先后垂直场强射入，分别落到极板A、B、C处，如图所示，则正确的有()A粒子A带正电，B不带电，C带负电B三个粒子在电场中运动时间相等C三个粒子在电场中运动的加速度aAaBaCD三个粒子到达极板时动能EkAEkBEkC二、填空题(共12分)11(8分)空气中的负氧离子对于人的健康极为有益人工产生负氧离子的方法最常见的是电晕放电法如图所示一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5 000 V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子在负极后面加上小风扇，将大量负氧离子排出，使空静电场综合评估6.B小球从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动，则mgmv/R，mg(h2R)mv/2；加匀强电场后仍从A点由静止释放该小球，则(mgqE)(h2R)mv/2，联立解得mgqEmv/R，满足小球恰好能过B点的临界条件，选项B正确7BA、B两球电势能的变化量的确定值相同，即：qAE2LqBEL，则有qAqB12，故B项正确；由于无法推断A、B两球的电势能是增加了还是削减了，故A、B两球所带的电性无法推断，故A、C、D三项均错8BC电场中某点的电场强度E和电势没有联系，电场中某点的电势与零势点的选取有关，故B、C选项正确9CD先将q、q在O点产生的场强合成，由于q、q与O点构成等边三角形，可求出合场强E0方向水平向右，大小E0E1E2，如图所示欲使圆心O处的电场强度为零，所放置的点电荷Q在O点产生的场强方向必需水平向左，且大小也为E0.若在A点和B点放置点电荷Q，则它产生的场强只能沿竖直方向，达不到目的若在C点放置点电荷Q，则必为负电荷，且Qq，选项C对若在D点放置点电荷Q，则必为正电荷，且Qq，选项D对10AC三粒子在水平方向上都为匀速运动，则它们在电场中的飞行时间关系为tAtBtC，三粒子在竖直方向上有d/2at2/2.所以aAaBaC，则A带正电，B不带电，C带负电再由动能定理知，三粒子到达极板时动能关系为EkAEkBEkC.气清爽化针状负极与环形正极间距离为5 mm，且视为匀强电场，则电场强度为_V/m，电场对负氧离子的作用力为_N.12(4分)如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面3上时具有动能60 J，它运动到等势面1上时，速度恰好为零，令20，那么，当该电荷的电势能为12 J时，其动能大小为_J.三、计算题(共35分)13(16分)如图所示，一个电子以4106 m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成150角方向飞出，那么，A、B两点间的电势差为多少伏？(电子的质量为9.11031 kg)静电场综合评估11.11063.21013解析：由于可视为匀强电场，所以EU/d5 000/(5103) V/m1106 V/m，电场对负氧离子的作用力为FEq11063.21019 N3.21013 N.1218解析：以2的电势为零，由能量守恒可知，电荷的电势能和动能的总和保持不变，由题意可知每经过一个等势面带电粒子的动能削减30 J，则在等势面2上时动能为30 J，电势能为0，则总能量为30 J，故当电势能为12 J时，动能为18 J.131.4102 V解析：电子在水平方向做匀速直线运动，即达B点时，水平分速度仍为vA，则vBvA/cos602vA.由动能定理：eUABmv/2mv/2.解得UAB1.4102 V.14(19分)如图所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E，方向确定，在圆周平面内，将一带正电荷q的小球从a点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在全部的这些点中，到达c点时小球的动能最大已知cab30，若不计重力和空气阻力，试求：(1)电场方向与ac间的夹角为多大？(2)若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落在c点，那么初动能为多大？静电场综合评估14.(1)30(2)EqR/8解析：(1)带正电小球从a点抛出后，仅在电场力作用下，运动到圆周上的c点，且具有最大动能，则说明在圆周上c点与a点的电势差最大，过c点做圆的切线即为该匀强电场的等势线，故电场的方向沿Oc方向，如图所示电场方向与ac间的夹角为30.(2)设初速度为v0，垂直电场方向带正电小球做匀速运动，有Rsin60v0t平行于电场方向带正电小球做匀加速直线运动，有RRcos60at2/2依据牛顿其次定律，得qEma联立以上各式解，得Ekamv/2EqR/8