2023年届高三复习物理名校联考质检卷静电场.docx

2023 届高三复习物理名校联考质检精编卷8 静电场1. 生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电；以下关于静电防止与应用说法正确的选项是A. 印染厂应保持空气枯燥，避开静电积存带来的潜在危害B.静电复印机的工作过程实际上和静电完全无关C.在地毯中夹杂 0.050.07mm 的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害D.小汽车的顶部露出一根小金属杆类同避雷针，是防止静电危害2. 如图，固定于同一条竖直线上的 A、B 是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为+Q和-Q , A、B 相距为2d 。 MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p ，质量为 m 、电荷量为+q 可视为点电荷，不影响电场的分布。现将小球 p 从与点电荷 A 等高的C 处由静止开头释放，小球 p 向下运动到距C 点距离为d 的O 点时，速度大小为 v 。MN 与 AB 之间的距离为d ，静电力常量为k ，重力加速度为 g 。可知()A. C、O 间的电势差UCO= mv22qB. 由等量异种电荷电场分布的特点知U= UCODOC. 小球 p 经过O 点时的加速度a =2kQq + g2md 2D. 小球 p 经过与点电荷 B 等高的 D 点时的速度v= 22vD3. 喷墨打印机的简化模型如以下图，墨汁微滴重力不计从墨盒喷出，经带电室带负电后， 以速度 v 沿轴线垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，纸面关于轴线对称，通过调整信号输入使微滴可以带不同的电荷量 q，转变偏转电压 U 及两极板的极性均可转变墨汁微滴打在纸上的位置，乃至能够恰好使微滴可以打在纸上的最高点和最低点。假设极板长度为L，极板间距离为 d，极板右端到纸面的距离为 L ，纸张最高点到最低点的距离为2d ，则2A. 在微滴带负电时，要使微滴打在纸张的下部，应使上极板为正极B. 假设板间电压确定，要使微滴打在纸张上时的偏移量加倍，则微滴的电荷量要加倍C.假设以中心轴线为准，上下增大板间距离，可以提高微滴偏移的灵敏度D.要使微滴打在纸张的最高点或最低点，则微滴带电荷量与板间电压的关系应满足mdv2q =UL4. 内半径为 R ，内壁光滑的绝缘球壳固定在桌面上。将三个完全一样的带电小球放置在球壳内，平衡后小球均紧靠球壳静止。小球的电荷量均为Q ，可视为质点且不计重力。则小球静止时，以下推断正确的选项是()A. 三个小球之间的距离均等于 2RB. 三个小球可以位于球壳内任一水平面内 C三个小球所在平面可以是任一通过球壳球心的平面D每个小球对球壳内壁的作用力大小均为3kQ23R2， k 为静电力常量5. 小强在学习了静电场一章后,来到试验室争论如以下图的电场,实线和虚线分别表示该电场的电场线和等势线,假设 a、b 两点所处的等势线电势为 0,相邻等势线间的电势差为 2V,则( )A. a 处电场强度等于 b 处电场强度B. c、b 两点间的电势差大于 c、a 两点间的电势差C. 电子在 c 处具有的电势能为 20eVD. 假设将一电子在 d 处由静止释放，则运动至 c 点对应等势线时，具有的动能为 2eV6. 如以下图，正方体 ABCD - A ” B ”C ” D ” 的 B ”、D 两点分别放置两个电荷量均为Q 的正、负点电荷,关于两点电荷形成的电场，以下说法正确的选项是()A. A、C 两点的电场强度相等B. A、A ” 两点的电场强度相等C. 同一负电荷在 A、B 两点具有一样的电势能D. 将正电荷由 B 点移到C ” 点，抑制电场力做功，电势能增加7. 如图，某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF 所在平面。 A、B、C、D 点的电势分别为4V、3V、1V、0V 。现有一电荷量大小为2 e 的带电粒子不计重力从A 点以初动能6 eV 沿 AC 方向射入电场，恰好经过 AB 的中点G 。以下说法中正确的选项是( )A该粒子确定带正电 B该粒子到达G 点时的动能为1 eVC假设只转变该粒子在 A 点时的初速度方向，该粒子不行能经过C 点D假设该种粒子以不同速率从D 点沿 DF 方向入射，该粒子可能垂直经过直线CE8. 如以下图，长为8d 、间距为 d 的平行金属板水平放置，O 点有一粒子源，能持续水平向右放射初速度为v0，电荷量为 q ，质量为 m 的粒子。在两板间存在如图 2 所示的交变电场，取竖直向下为正方向，不计粒子重力。以下推断正确的选项是( )A. 粒子在电场中运动的最短时间为 2dv05B. 射出粒子的最大动能为 mv240C. t =D. t =d2v时刻进入的粒子，从O ” 点射出03dv时刻进入的粒子，从O ” 点射出09. 如以下图，匀强电场中的三点A、B、C 是一个三角形的三个顶点， AB 的长度为1m ， D 为 AB 的中点。电场线的方向平行于ABC 所在平面， A、B、C 三点的电势分别为4 V、6 V 和2 V 。设电场强度大小为E ，一质子从 D 点移到C 点电场力所做的功为W ，则()AW = 7 eVBW = 3 eVC E > 2 V / mD E < 2 V / m10. 如以下图，真空中M、N 处放置两等量异种电荷，a、b、c 表示电场中的 3 条等势线，d 点和 e 点位于等势线 a 上， f点位于等势线 c 上， df 平行于MN 。一带正电的摸索电荷从 d 点移动到 f点时，摸索电荷的电势能增加，则以下推断正确的选项是A. N 点放置的是正电荷B. d 点的电势高于 f点的电势C. d 点的场强与 f点的场强完全一样D. 将带正电的摸索电荷沿直线由 d 点移动到 e 点，电场力先做正功、后做负功11. 光滑的水平绝缘导轨处于一个平行于导轨的电场之中，沿导轨建立如以下图的直线坐标系，假设沿+ x 方向的电势与坐标值 x 的函数关系满足j = 4.5 ´105 (V) ,由此作出j - x 图像，x图中虚线 AB 为图线在 x = 0.15 m 处的切线。现将一个小滑 P 从 x = 0.1 m 处由静止释放，假设滑块 P 的质量为m = 0.1kg ，所带电荷量为q = +1´10-7 C ，则以下说法正确的选项是A. x = 0.15 m 和 x = 0.3 m 两点间的电势差为1.5´106 VB. 滑块 P 在 x = 0.15 m 处的加速度为20 m/s2C. 滑块 P 在 x = 0.3 m 处的速度为 6 m/sD. 滑块 P 的加速度先变小后变大12. 在金属球壳的中心有个正点电荷，球壳内外的电场线分布如以下图，以下说法正确的选项是()A M 点的电场强度比K 点的大 B球壳内外表带负电，外外表带正电 C摸索电荷-q 在 K 点的电势能比在 L 点的大D摸索电荷-q 沿电场线从M 点运动到 N 点，电场力做负功13. 如以下图，两个完全一样的小球a,b(可视为质点)带有同种正电荷，小球 a 用绝缘轻绳悬挂于O 点，小球b 固定在与圆心等高处，到圆心O 的距离等于绳长。将小球a 拉至与圆心等高处由静止释放，小球 a 经过圆心正下方的P 点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球 aA. 从释放点运动到Q 点的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B. 从释放点运动到P 点的过程中，速领先增大后减小C. 从释放点运动到Q 点的过程中，电势能始终增加D. 从 P 点运动到Q 点的过程中，动能削减量小于电势能增加量14. 如图，匀强电场中等腰直角三角形ABC ， AB = BC = 2cm ， D 为 AB 边中点，电场方向与ABC 所在平面平行，规定B 点的电势为 0。将电荷量q = -6 ´10-6 C 的点电荷从 A 点移到 B 点，电场力做了-2.4 ´10-5 J 的功，再将电荷从B 点移到C 点，电场力又做了1.2 ´10-5 J 的功，则()A. 点电荷 q 在 D 点具有的电势能为-1.0 ´10-5 JB. A 点的电势为4VC. 该匀强电场的场强大小为1005V / m ，方向垂直于CD 连线指向 B 点D. 将ABC 绕 B 点顺时针旋转，无论转过多大的角度， A、C 两点电势都不会相等15. 如以下图，空间存在一水平向右的匀强电场，长为 L 且不行伸长的绝缘细绳一端固定于O 点，另一端系有一带正电小球，小球静止于B 点，此时绳与竖直方向的夹角为45° 。现将小球拉至与O 点同高度的 A 点，由静止释放，小球沿圆弧经B 点运动到O 点正下方的C 点。不计空气阻力，以下关于小球的表达正确的选项是()A每下降一样高度，电势能的增加量都相等B每下降一样高度，重力势能的削减量都相等C A 到 B 的过程中，重力势能的削减量大于动能的增加量D A 到C 的过程中，抑制电场力做的功小于重力势能的削减量16. 在 x 轴四周固定有两个点电荷Q 和Q12，其连线与 x 轴平行。以无穷远处为电势零点，测得 x 轴上各点的电势 j 随坐标 x 的分布如以下图。以下说法正确的选项是()A. x 处的电场强度为零2B. Q 和Q12带有异种电荷C. 将摸索电荷+q 从 x1D. 将摸索电荷+q 从 x1沿 x 轴正方向移到 x3沿 x 轴正方向移到 x3的过程中，电势能先增大后减小的过程中，电势能先减小后增大17. 有一粒子源，从加速电场左侧正极板四周以初速度接近零不断地释放一种带正电的粒子，质量为m = 1.28´10-26 kg ，电量为q = 1.6 ´10-19 C ，加速电压大小为U = 1´104 V ，无视粒1子间的相互作用及重力。粒子经过加速后从负极板的小孔离开加速电场，沿两个偏转电极的中线进入偏转电场。偏转电极的极板长为L = 10 cm ，间距为d = 5 cm ，上极板为正，下极板为负，偏转电压U的大小可以调整。极板右侧有垂直于纸面对外的匀强磁场，磁感应强2度大小为 B = IT ，极板右侧到磁场的直线边界距离也是L 。不加偏转电压时，粒子刚好沿直线垂直于磁场边界从O 点进入磁场， C 点和 D 点在磁场边界上，OC 距离为10 cm ， CD 距离为6 cm 。(1) 求粒子离开加速电场时的速度大小v ；0(2) 假设U= 2023 V ，求粒子进入磁场时的位置到O 点的距离y；2(3) 假设要有粒子能进入磁场，且离开磁场的位置在CD 之间，求U 的大小范围。218. 飞行时间质谱仪通过探测不同离子到达探测头时间，可以测得离子比荷。如图甲所示， 探测头在探测器左端中点。脉冲阀P 喷出微量气体，经激光S 照耀产生不同价位的离子，假设正离子在 A 极板处初速度为零， AB 极板间的加速电压为U ，离子加速后从B 板小孔0射出，沿中心线方向进入C, D 板间的偏转把握区。己知加速电场AB 间距为 d,偏转极板CD 的长度及宽度均为L 。设加速电场和偏转电场均为匀强电场，不计离子重力和离子间相互作用。（1） 假设偏转电压UCD= 0 ,某比荷为 k的离子沿中心线到达探测头，求该离子飞行总时间；（2） 假设偏转电压UCD= 0 ,在C, D 板间加上垂直于纸面对里的匀强磁场，磁感应强度为 B 要使全部离子均能通过把握区域并从右侧飞出，求这些离子比荷的取值范围；（3） 假设偏转电压UCD与时间 t的关系如图乙所示，最大值Um= 4U0,周期T = L。12kU0假设离子比荷为 k，并且在t = 0 时刻开头连续均匀地射入偏转电场。以D 极板的右端点为坐标原点，竖直向上为 y轴正方向，探测头可在 y轴上自由移动，在t = T 到t = 5 T 时4间内，要使探测头能收集到全部粒子，求探测头坐标 y随时间 t变化的关系。答案以及解析1. 答案：C解析：印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，准时把静电导走，避开静电造成的危害，故A 错误；静电复印机是利用静电工作的，与静电有关， 故 B 错误；不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，属于防止静电危害，故C 正确；小汽车的顶部露出的一根小金属杆是天线，承受无线电信号用，不属于防止静电危害，故D 错误。2. 答案：C解析：A.小球 p 由 C 运动到 O 时,由动能定理得：mgd + qUCO=mv2 ,又依据：U12CD= 2U,CO联立解得：UCD= mv2 - 2mgdq，故 A 错误；B. 由等量异种电荷电场分布的特点知C.O、D 三点电势渐渐降低,所以：UCO= U，故 B 错OD误；C. 小球 p 经过 O 点时受力分析如图,由库仑定律得： F = F12= kQq(2d )2,它们的合力为：F = F cos45 ° + F cos45 ° =2kQq ,O 点处的场强为： E = F =2kQ ，由牛顿122d 2q2d 2其次定律得： mg + qE = ma ,解得： a =2kQq + g ，故 C 正确；2md 211D. 小球 p 经过与点电荷 B 等高的 D 点时的过程,由动能定理得：mgd + qU=mv2 -mv2 ,由电场特点可知：U= U,联立解得： v=2v ，故 D 错误。COODD应选：C。3. 答案：BOD2D2解析：假设上极板是正极，则板间电场方向向下，由于微滴带负电，则微滴所受电场力向上， 故会往上偏打到纸张的上部，A 错误；微滴在电场中做类平抛运动，由L = vt, Dy1=at 21 qU=Dt 2 ,解得 y1qUL=××()2= qUL2，由射出电场时速度方向的反向122 md12mdv2mdv2L延长线过水平位移的中点，可得DyDy122 Dy=2L为微滴在纸张上的偏移量，即Dy = 2Dy21= qUL2mdv2，在 U 确定时，有Dy2µ q ，故假设板间电压确定,要使微滴打在纸张上的偏移量加倍，则微滴的电荷量要加倍,B 正确；由Dy2= qUL2mdv2，知在保持其他条件不变的情况下， Dy2µ 1 ，则板间距离增大，微滴的偏移量减小，说明微滴偏移的灵敏度降低，C 错d误；当微滴在纸张上的偏移量为 d 时，即有d = qUL2，解得q = mdv2，D 错误。4. 答案：CD5. 答案：Dmdv2UL解析：a 处电场线密集，a 处电场强度大于b 处电场强度，A 选项错误；c、b 两点间的电势差等于c、a 两 点间的电势差，B 选项错误；电子在c 处具有的电势能为-20eV，C 选项错误；电子从d 处运动至c 点处等 势线时，电场力做功 2 eV， 电 势 能 减 少 2 eV， 动能 増 加 2 eV， 故 D 选项正确。6. 答案：A7. 答案：C解析：经分析得电场强度方向如图E电所示，电场力方向如图F电所示，这样才有可能经过 G点，所以粒子应为负电，所以A 错；到达G 点，电场力做功为-1 eV ，所以B 错；依据能量算，减速到C 点，速度恰为零，但另一方向，速度要减到零，初速度与电场力必需同始终线，那么必到不了C 点，所以C 对。初速度与CE 不垂直，而电场力与CE 垂直，所以不行能垂直过CE，D 错。8. 答案：ADmv2qEv2解析：A.由图可知场强E =0 ,则粒子在电场中的加速度a =0 ,则粒子在电场中运动2qdm2d的最短时间满足d1=at222min,解得t=2dminv0，故 A 正确；B. 能从板间射出的粒子在板间运动的时间均为t = 8d ,则任意时刻射入的粒子射出电场时沿v01电场方向的速度均为 0,可知射出电场时的动能均为 mv2 ，故 B 错误；20C. t =d= T 时刻进入的粒子,在沿电场方向的运动是：先向下加速3T ,后向下减速 3T 速度2v8880到零;然后向上加速T ,在向上减速 T 速度到零，如此反复，则最终从 O 点射出时有沿电场88方向向下的位移，则粒子将从 O 点下方射出，故 C 错误；D. t = 3d = 3T 时刻进入的粒子,在沿电场方向的运动是：先向上加速 T ,后向上减速T速度到v4440零;然后向下加速T ,再向下减速 T 速度到零，如此反复，则最终从 O 点射出是沿电场方向44的位移为零，则粒子将从 O 点射出，故 D 正确； 应选：AD。9. 答案：BC解析：AB、由题意知在匀强电场中,由于D 为AB 的中点,则D 点的电势：jD电荷从 D 点移到 C 点电场力所做的功为= 1 (j2A+ j ) = 5 V ,BW = qUDC= q(jD- j ) = 1´10-6 ´ (5 - 2)J = 3 ´10-6 J = 3 eV ，故 A 错误，B 正确；CCD、AB 的长度为1m ,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d < 1m ,匀强电场中两点电势差与两点沿电场方向的距离成正比,即U = Ed ,所以：E = U > 2V / m ，故 C 正确，D 错误。d应选：BC。10. 答案：AD解析：正电荷在电势高的地方电势能大，正电荷从 d 到 f电势能增加， f点电势高于 d 点电势，故 N 点放置正电荷，因此选项A 正确、B 都错误。 d 点与 f点关于两电荷的中垂线对称，则场强大小相等但方向不同，因此选项 C 错误。将带正电的摸索电荷沿直线由 d 点移动到 e 点，电势先减小后增大，电势能先减小后增大到原来值，故电场力先做正功后做负功。因此选项D 正确。故此题选D。11.答案：ABC解析：由图像可得j0.15= 3.0 ´106 V,j0.3= 1.5 ´106 V ，则U = j0.15-j0.3= 1.5 ´106 V ，选项A正确；电势 与位移 x 图线的斜率表示电场强度，则x = 0.15 m 处的场强为Dj7F = qE = 2 Nx = 0.15 mE = Dx = 2 ´10V/m ，此时的电场力，由牛顿其次定律得滑块在处F的加速度大小为a =1= 20 m/s2 ，选项B 正确；设滑块在x = 0.3 m 处的速度为 v，由动能定m理得qU ¢ =mv2 ,U ¢ = j- j= 3 ´106V ，代入数据解得v =6 m/s ，选项C 正确；由电势20.10.3 与位移 x 图线的斜率表示电场强度可知，斜率确实定值渐渐减小，则电场强度渐渐减小， 滑块 P 的加速度始终减小，选项D 错误。12. 答案：ABD解析：由电场线的疏密程度可知，M 点的场强大于N 点，A 正确；由于感应起电，在金属球壳的内外表感应出负电，外外表感应出正电，B 正确；负电荷在电场中，沿电场线方向运动，电场力做负功，电势能增加，可知C 错误，D 正确。13. 答案：BC解析：小球 a 从释放点运动到Q 点的过程中，库仑力始终增大，库仑力与重力的夹角从 90° 始终减小.所以它们的合力始终增大。故A 错误;对小球 a 受力分析.如以下图.在靠近释放点的位置，库仑力与重力的合力方向与速度方向的夹角小于90°，在 P 点库仑力与重力的合力方向与速度方向的夹角大于 90°，所以小球 a 从释放点运动到P 点的过程中，速领先增大后减小，故 B 正确;小球 a 从释放点运动到Q 点的过程中，库仑力方向与小球 a 速度方向的夹角始终大于 90°，库仑力始终做负功，所以电势能始终增加，故C 正确;依据能量守恒定律可知，小球a 从 P 点运动到Q 点的过程中，动能的削减量等于重力势能增加量和电势能的增加量之和.故D 错误。14.答案：BC。故A 错误，B 正确。C、规定 B 点的电势为 0，则,故连接CD 则为一条等势面，过 B 做CD垂线则为一条电场线，如以下图，可知，则，依据沿着电场线方向电D、将绕 B 点顺时针旋转，当转到AC 与电场线垂直时则AC 两点电势会相等，故势渐渐降低可知，电场方向为垂直于CD 连线 Z 指向B 点，故C 正确。D 错误。15. 答案：BC16. 答案：BD117. 答案：(1)由U q =mV 2120得：V =01= 5 ´105 m / s2U q1mU qL(2) y1=at 2 ， a =2， t =，2dmV0解析：AB、由公式得到，对于A、B 两点，规定B 点电势为 0，则，在匀强电场中沿同一方向距离相等的任何两点间的电势差相等，可得，故点电荷q 在D 点具有的电势能为：y= v2yt ， vy= at ，故 y = y + y= 3U2 L= 3 cm2124U d1(3) 设粒子进入磁场到出磁场之间的距离为l ，进入磁场时的速度大小为v ” ，速度方向与磁场边界夹角为 q，半径为 R 。l = 2R sinq ，v ”2qv ” B = m，Rmv得： l = 20 = 8 cmqB要求出磁场区域在CD 之间，即10 cm £ y + l £ 16 cm ，所以2 cm £ y £ 8 cm ，代入其次题式416子可得： ´103 V £ U232£´103 V 3要求有粒子能进入磁场，故 y£ 1 d ，得U L2 £ 1 d ，即U£ 5 ´103 V 。24124U d21综合可得 ´103 V £ U2kU32£ 5 ´103 V18. 答案：(1)小球在电场中的加速d =1 × kU0 t 2 ，得t = d电场中加速得qU2d1102kU1=mv2 - 0 ,，得v =02000在U电场中匀速运动时间: tCD2= L =L v2kU002kU0该粒子飞行总时间t = t + t12= L + 2døæL ö25(2) 假设离子从C 极板边缘飞出，依据几何关系，得r 2= ç r -è2 ÷ + L2 ，解得: r = 4 L ，依据qv B =0mv20r, r =，依据r ³ 5 L2kU0kB4解得k £32U0注: k <25B2 L232U0也正确25B2 L2(3) 离子通过CD 电场时间t0= L = L= T ，12kU0v0假设t = 0 时刻进入，离子先类平抛运动后类斜抛运动，垂直极板方向a = kU14kU=0LL偏转位移 y2= 1æ T ö2 a ç 2 ÷ ´ 2 =L ，刚好从极板下边缘飞出2èø设离子在t1时刻进入，探测头接收到的时间t = t + T11æ Tö21向下偏转位移大小Dy =a ç- t ÷ ´ 2 -at 2 ´ 2解得Dy = L - 22kU t20 12è 21 ø21则探测头所处的坐标 y =L - Dy = 22kU 20(t - T ) = 22kU0t - 2L