1、一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 卷 （ A）第 八 单 元 静 电 场注 意 事 项 ：1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将 准 考 证 号 条 形 码 粘贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目 的 答 案 标 号 涂 黑 ，写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答 ： 用 签 字 笔
2、 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内 。 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、 (本题共 10 小题，每小题 6 分，在每小题给出的四个选项中，第 16 题只有一项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得0 分)1如图所示，A 、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H 是圆 O 上的 8 个点，图中虚线均过圆心 O 点，B和 H 关于直径 AE 对称，且 H
3、OB = 90，AECG，M 、 N 关于 O 点对称。现在 M、N 两点放置等量异种点电荷，则下列各点中电势和电场强度均相同的是( ) A. B 点和 H 点 B. B 点和 F 点C. H 点和 D 点 D. C 点和 G 点2如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为Q。图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面。有两个一价离子 M、 N(不计重力，也不计它们之间的电场力) 先后从 a 点以相同的速率 v0 射入该电场，运动轨迹分别为曲线 apb 和 aqc，其中 p、 q 分别是它们离固定点电荷最近的位置。以上说法中正确的是( )A. M 一定是正离子，N 一定是负离子B. M
4、在 p 点的速率一定大于 N 在 q 点的速率C. M 在 b 点的速率一定大于 N 在 c 点的速率D. M 从 pb 过程电势能的增量一定大于 N 从 aq 电势能的增量3研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是( )A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器 a 板接触，能使电容器带电B. 实验中，只将电容器 b 板向上平移，静电计指针的张角变小C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大4空间存在一静电场，电场中的电势 随 x (x 轴上的位置坐标)的变化规律如图所示，下列说法正确的是
5、( )A. x = 4 m 处的电场强度可能为零B. x = 4 m 处电场方向一定沿 x 轴正方向C. 沿 x 轴正方向，电场强度先增大后减小D. 电荷量为 e 的负电荷沿 x 轴从 0 点移动到 6 m 处，电势能增大 8 eV5如图所示，光滑绝缘的半圆形容器处在水平向右的匀强电场中，一个质量为 m，电荷量为q 的带正电小球在容器边缘 A 点由静止释放，结果小球运动到 B 点时速度刚好为零，OB 与水平方向的夹角为 = 60，则下列说法正确的是 ( )A. 小球重力与电场力的关系是 3mgqEB. 小球在 B 点时，对圆弧的压力为 2qEC. 小球在 A 点和 B 点的加速度大小相等D.
6、如果小球带负电，从 A 点由静止释放后，也能沿 AB 圆弧而运动6. 如图所示，在匀强电场中，场强方向与abc 所在平面平行，acbc，abc60， 0.2 acm。一个电荷量 q110 5 C 的正电荷从 a 移到 b，电场力做功为零；同样的电荷从 a 移到 c，电场力做功为 1103 J。则该匀强电场的场强大小和方向分别为( )A. 500 V/m、沿 ab 由 a 指向 bB. 500 V/m、垂直 ab 向上C. 1000 V/m、垂直 ab 向上D. 1000 V/m、沿 ac 由 a 指向 c7将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E 和
7、 Q 表示。下列说法正确的是( )A保持 U 不变，将 d 变为原来的两倍，则 E 变为原来的一半B保持 E 不变，将 d 变为原来的一半，则 U 变为原来的两倍C保持 d 不变，将 Q 变为原来的两倍，则 U 变为原来的一半D保持 d 不变，将 Q 变为原来的一半，则 E 变为原来的一半8三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从带电平行金属板左侧中央以相同的水平初速度 v0 先后垂直电场进入，并分别落在正极板的 A、B、C 三处，O 点是下极板的左端点，且 OC = 2OA， AC = 2BC，如图所示，则下列说法正确的是 ( )A. 三个粒子在电场中运动的时间之比 tA : tB
8、: tC = 2 : 3 : 4B. 三个粒子在电场中运动的加速度之比 aA : aB : aC = 1 : 3 : 4C. 三个粒子在电场中运动时动能的变化量之比 EkA : EkB : EkC =36 : 16 : 9D. 带正、负电荷的两个粒子的电荷量之比为 7 : 209如图所示，倾角为 的光滑斜面下端固定一绝缘轻弹簧，M 点固定一个质量为 m、带电量为q 的小球 Q。整个装置处在场强大小为 E、方向沿斜面向下的匀强电场中。现把一个带电量为+q的小球 P 从 N 点由静止释放，释放后 P 沿着斜面向下运动。N 点与弹簧的上端和 M 的距离均为s0。P 、 Q 以及弹簧的轴线 ab 与斜
9、面平行。两小球均可视为质点和点电荷，弹簧的劲度系数为 k0，静电力常量为 k。则( )A. 小球 P 返回时，可能撞到小球 QB. 小球 P 在 N 点的加速度大小为20sin/qEmgkqsC. 小球 P 沿着斜面向下运动过程中，其电势能不一定减少D. 当弹簧的压缩量为 时，小球 P 的速度最大0sinqgk10如图所示，空间中有匀强电场，在电场中做一个半径为 R 的圆，使圆所在的平面平行于电场线( 电场线未画出)，AB 为一条直径，在圆上 A 点有一个粒子发射器，能沿平行于圆面向各个方向发射动能相同的粒子，粒子会经过圆周上不同的点，在这些点中，经过 C 点的粒子的动能最大，不考虑粒子间的相
10、互作用，A = 30。若已知电场强度的大小为 E，粒子电荷量为+q(q0)，忽略粒子重力，下列说法正确的是( )A. 圆周上 C 点电势最低B. 电场线与 AB 夹角为 60C. 若粒子在 A 点垂直电场方向发射，恰能落到 C 点，则初动能为 18qERD. 若粒子在 A 点垂直电场方向发射，恰能落到 C 点，则初动能为 4二、(本题共 4 小题，共 50 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 11(12 分) 如图所示，一倾角 = 30的固定光滑绝缘斜面， O、A
11、、B 是斜面上的三个点，O 点在斜面底端，A 点为 OB 的中点， OA 长度的大小为 d，O 点固定一个带正电的点电荷。现有一个可视为质点的带正电的滑块从 B 点由静止释放，若释放时滑块在 B 点的加速度大小等于滑块上滑经过A 点的加速度大小，点电荷周围电场的电势可表示为 (取无穷远处电势为零，公式中 k 为静电kQr力常量，Q 为场源电荷的电荷量， r 为距场源电荷的距离) ，重力加速度 g =10 m/s2。求：(1)滑块从 B 点下滑时的加速度；(2)滑块从 B 点由静止释放后沿斜而下滑的最大距离。12(12 分) 如图所示，一条长为 L 的细线上端固定，下端拴一个质量为 m，电荷量为
12、 q 的小球，将它置于方向水平向右的匀强电场中，使细线竖直拉直时将小球从 A 点静止释放，当细线离开竖直位置偏角 60 时，小球速度为 0。(1)求小球带电性质和电场强度 E；(2)若小球恰好完成竖直圆周运动，求小球在 A 点应有的初速度 vA 的大小(可含根式)。13. (12 分) 如图所示，在竖直平面内有一矩形区域 ABCD，长边 BA 与水平方向成 =37角，短边的长度为 d，区域内存在与短边平行且场强大小为 E 的匀强电场。一个带电微粒从 O 点以某一水平初速度 v1 沿 OP 方向射入电场，能沿直线恰好到达 P 点；若该带电微粒从 P 点以另一初速度 v2 竖直向上抛出，恰好经过
13、D 点。已知 O 为短边 AD 的中点，P 点在长边 AB 上且 PO 水平，重力加速度为 g，sin 37 = 0.6，cos 37 = 0.8。求：(1)微粒所带电荷量 q 与质量 m 的比值；(2)v1 的大小与 v2 大小的比值。12.(14 分) 在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为 d，当平行板电容器的电压为 U0 时，油滴保持静止状态，如图所示。当给电容器突然充电使其电压增加 U1 时，油滴开始向上运动；经时间 t 后，电容器突然放电使其电压减少 U2，又经过时间t，油滴恰好回到原来位置。假设油滴在运动过程中没有失去电荷，充电和放电的过程均很短暂
14、，这段时间内油滴的位移可忽略不计。重力加速度为 g。求：(1)带电油滴所带电荷量与质量之比；(2)第一个 t 与第二个 t 时间内油滴运动的加速度大小之比；(3)U1 与 U2 之比。一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 卷 （ A）第 八 单 元 静 电 场答 案1.【 答 案 】 D2.【 答 案 】 B3.【 答 案 】 A4.【 答 案 】 D5.【 答 案 】 C6.【 答 案 】 C【 解 析 】 由题意知，从 a 到 b 移动正电荷电场力做功为零，即 Uab0，所以匀强电场中的直线ab 为等势面；该电荷由 a 到 c 过程中，电场力做功为 WacqU ac，解得 Uac
15、100 V，所以电场方向垂直 ab 向上，A、D 项错；由匀强电场场强与电势差的关系可得，匀强电场场强 E 1 Uacacsin 30000 V/m，C 项正确，B 项错。7.【 答 案 】 AD【 解 析 】 E ，保持 U 不变，将 d 变为原来的两倍，E 变为原来的一半，A 对；保持 E 不变，Ud将 d 变为原来的一半，则 U 变为原来的一半，B 错；C ，C ，保持 d 不变，C 不变，Q 加QU rS4kd倍，U 加倍，C 错；E ，将 Q 变为原来的一半，则 E 变为原来的一半，D 对。Ud QCd QrS4kdd QrS4k8.【 答 案 】 ACD【 解 析 】 三个粒子的初
16、速度相等，在水平方向上做匀速直线运动，由 x = v0t 得，运动时间 tA : tB : tC = 2 : 3 : 4，故 A 正确；三个粒子在竖直方向上的位移 y 相等，根据 ，解得：a A : aB : aC 21y= 36 : 16 : 9，故 B 错误；由牛顿第二定律可知 F = ma，因为质量相等，所以合力之比与加速度之比相同，合力做功 W = Fy，由动能定理可知，动能的变化量等于合力做的功，所以，三个粒子在电场中运动过程的动能变化量之比为 36 : 16 : 9，故 C 正确；三个粒子的合力大小关系为 FA FB FC，三个粒子的重力相等，所以 B 仅受重力作用，A 所受的电场
17、力向下，C 所受的电场力向上，即 B 不带电，A 带负电，C 带正电，由牛顿第二定律得 aA : aB : aC = (mg+qAE) : mg : (mg -qCE)，解得 qA : qC = 7 : 20，故 D 正确。9.【 答 案 】 BC【 解 析 】 当小球 P 返回到 N 点，由于重力做功为零，匀强电场的电场力做功为零，电荷 Q 的电场对 P 做功为零，则合力做功为零，根据动能定理知小球 P 到达 N 点的速度为零，所以小球 P不可能撞到小球 Q，故 A 错误；根据牛顿第二定律得，小球在 N 点的加速度，故 B 正确；小球 P 沿着斜面向下运动过程中，匀强电场的电场力做20sin
18、/FqEmgkqsa合正功，电荷 Q 产生的电场对 P 做负功，两个电场力的合力不一定沿斜面向下，则最终电场力不一定做正功，则电势能不一定减小，故 C 错误；当小球所受的合力为零时，速度最大，即，则压缩量不等于 ，故 D 错误。20sinqkxEmg 0sinqEmgk10.【 答 案 】 ABC【 解 析 】 过程中粒子的动能和势能相互转化，故粒子在 C 点动能最大，则电势能最小，并且粒子带正电，所以 C 点电势最低， A 正确；圆周上没有和 C 等势的点，过 C 点做圆周切线为等势面，垂直于切线的线为电场线，B 正确；结合几何关系从 A 点垂直电场线射入的粒子，过 C 点，水平位移为 ，竖
19、直位移为 ，可解得粒子初动能为 ，C 正确，D 借误。032vtR213qEtRm18qER11.【 解 析 】 (1) 在 B 点对滑块由牛顿第二定律可得：2sin4kQqmgad滑块上滑经过 A 点时对滑块由牛顿第二定律可得： 2sinkQqmgad解得：a = 3 m/s 2，方向沿斜面向下。(2)设滑到 C 点时滑块的速度为零，C 点到 O 的距离为 r，由题目可知：C 点处的电势 kQrB 点处的电势 2Bd则 B、 C 两点的电势差 2BCkQUdr滑块从 B 点运动到 C 点的过程中，由动能定理可得：sin(2)0ABmgdrq解得： 0.8所以滑块从 B 点由静止释放后沿斜面下
20、滑的最大距离为 。21.sdr12.【 解 析 】 (1)根据电场方向和小球受力分析可知小球带正电。小球由 A 点释放到速度等于零，由动能定理有0EqLsin mgL (1cos )解得 E 。3mg3q(2)如图所示，将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力G，则 G mg，方向与竖直方向夹角为 30偏向右下。233若小球恰能做完整的圆周运动，在等效最高点m mgv2L 233小球从 A 点以初速度 vA 运动，由动能定理知mv2 mv mgL(1cos 30)12 12 2A 233联立解得 vA 。2（3 1）gL13.【 解 析 】 (1)微粒沿 OP 方向运动时做匀减速直线运动，
21、受到的合力方向水平向右，有：cosmgqE可得微粒带电量 q 与质量 m 的比值： 。54qgE(2)微粒的加速度 tantg初速度 v1 满足关系 21/sidv微粒以初速度 v2 从 P 点运动到 D 点做类平抛运动，设运动时间为 t，由平抛运动规律有：，cos2dt2/sinidat由以上几式解得： ，154gv29170gdv可 v1 的大小与 v2 大小的比值： 。234614.【 解 析 】 (1)油滴静止时满足：mg qU0d则 。qm dgU0(2)设第一个 t 时间内油滴的位移大小为 x1，加速度大小为 a1，第二个 t 时间内油滴的位移大小为 x2，加速度大小为 a2，则x1 a1t2，x 2v 1t a2t212 12且 v1a 1t，x 2x 1解得 a1a 213。(3)油滴向上加速运动时：q mg ma 1U0 U1d即 q ma 1U1d油滴向上减速运动时：mg q ma 2U0 U1 U2d即 q ma 2U2 U1d则 U1U2 U1 13解得 。U1U2 14
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