2020学年高二物理上学期周测试题（含解析）

2020学年高二物理上学期周测试题（含解析）

‎2019第一学期高二物理静电场检测试题 一．选择题（共12小题）‎ ‎1. 如图所示，在竖直放置间距为d的平行板电容器中，存在电场强度为E的匀强电场，有一质量为m、电荷量为+q的点电荷从两极板正中间处静止释放，重力加速度为g，则点电荷运动到负极板的过程（　　）‎ A. 加速度大小为 B. 所需的时间为 C. 下降的高度为 D. 电场力所做的功为W=Eqd ‎【答案】B ‎【解析】点电荷受到重力、电场力，合力；根据牛顿第二定律有：，故A错误；‎ B、根据运动独立性，水平方向点电荷的运动时间为t，水平方向上的加速度a=Eq/m，根据位移公式可得：，化简得，故B正确；‎ C、竖直方向做自由落体运动，下降高度，故C错误；‎ D、电荷运动位移为d/2，故电场力做功W=Eqd/2，故D错误。‎ 故选：B。‎ ‎【名师点睛】‎ 分析电荷的受力情况，根据牛顿第二定律可求得总的加速度；根据运动的独立性，分别对水平方向和竖直方向进行分析，根据水平方向上的匀加速直线运动规律可求得运动时间；再对竖直方向分析，从而求出对应的高度，根据功的公式可求得电场力所做的功。‎ ‎2. 如图，平行板电容器两极板的间距为d - 18 -‎ ‎，极板与水平面成45°角，上极板带正电．一电荷量为q（q＞0）的粒子在电容器中靠近下极板处．以初动能Ek0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：当电场足够大时，粒子打到上极板的极限情况为：粒子到达上极板处时速度恰好与上极板平行，粒子的运动为类平抛运动的逆运动。将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx，根据运动的合成与分解，当时，根据运动学公式有，，，联立得，故B正确。‎ 考点：带电粒子在匀强电场中的运动。‎ ‎【名师点睛】根据带电粒子在电场中的类平抛运动规律，沿电场方向的匀减速运动，结合粒子到达上极板时的临界条件，利用动能定理和运动学公式解答。‎ ‎3. 有两个点电荷，如果将两个点电荷电荷量都变为原来的2倍时，而距离变为原来的3倍，则库仑力变为原来的（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】根据库仑定律的公式有：，如果将两个点电荷电荷量都变为原来的2倍，而距离变为原来的3倍，根据库仑定律：，故A正确，BCD错误。‎ 故选：A。‎ ‎4. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R．已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（　　）‎ - 18 -‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：若将带电量为的球面放在O处，‎ 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。则在M、N点所产生的电场为，由题知当半球面如图所示产生的场强为E，则N点的场强为，故选项A正确。‎ 考点：电场强度；电场的叠加 ‎【名师点睛】均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场，假设将带电量为的球面放在O处在M、N点所产生的电场和半球面在M点的场强对比求解；本题解题关键是抓住对称性，找出两部分球面上电荷产生的电场关系。‎ ‎5. 如图所示，为一空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的电场强度E和电势的关系是（　　）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D - 18 -‎ ‎【解析】‎ 空腔球形导体在正电荷的电场中感应结果如图所示，从电场线的疏密可确定A点电场强度大于C点电场强度，而B点电电场强度为零，故EA＞EC＞EB，而沿着电场线电势降低，故φA＞φB＞φC，选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎【名师点睛】‎ 首先画出放入带正电荷的金属球后空腔球形导体的电荷分布和电场线，空腔内壁都是负电荷，外壁都是正电荷，电场线中断；电场线越密代表电场强度越强，沿着电场线电势降低，据此可判断A、B、C三点的场强大小和电势高低。‎ ‎6. 如图所示，Q是固定的点电荷，虚线是以Q为圆心的两个圆．带电粒子P在Q的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，1、2、3为轨迹上的三个点．若P仅受Q的电场力作用，其在1、2、3点的加速度大小分别为a1、a2、a3，电势能分别为E1、E2、E3，则（　　）‎ A. a2＞a3＞a1，E1＞E3＞E2‎ B. a2＞a3＞a1，E2＞E3＞E1‎ C. P、Q为异种电荷 D. P的运动轨迹为抛物线线 ‎【答案】B - 18 -‎ ‎【解析】由轨迹知，P、Q之间的库仑力为排斥力，所以是同种电荷，故C错误；运动过程中，电场力是变力，所以轨迹不是抛物线，故D错误；根据库伦定律知：，结合F=ma可得a2>a3>a1，从3到2电场力做负功电动势增加，所以E2>E3，从2到1电场力做正功，电势能减小，所以E2>E1，从3到1，电场力的总功是正功，电势能减小，所以E3>E1，即E2>E3>E1，所以B正确；A错误。‎ ‎7. 空间有一电场，在x轴上-x0到x0间电势φ随x的变化关系图象如图所示，图线关于φ轴对称．一质量为m、电荷量为+q的粒子仅受电场力作用，以沿+x方向的初速度v0，从x轴上的-x1点向右运动，粒子的运动一直在x轴上，到达原点0右侧最远处的坐标为x2，x2点与-x1点间的电势差为U21，则（　　）‎ A. x2＜x1，‎ B. x2＞x1，‎ C. x2＜x1，‎ D. x2→+∞，‎ ‎【答案】B 故选B。‎ ‎【名师点睛】‎ 弄清粒子的运动过程：先加速运动后减速运动直至减速为零；根据图象明确电势差大则两点之间的距离就大；在电场中正确应用动能定理和电场力做功公式。‎ - 18 -‎ ‎8. 在真空中的x轴上的原点和x=6a处分别固定一个点电荷M、N，在x=2a处由静止释放一个正点电荷P，假设点电荷P只受电场力作用沿x轴方向运动，其速度大小与在x轴上的位置关系如图所示，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 点电荷M、N一定都是负电荷 B. 点电荷P的电势能一定是先增大后减小 C. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2：1‎ D. x=4a处的电场强度一定为零 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：‎ 考点：‎ ‎【名师点睛】‎ ‎9. 如图所示，长为L的枕形导体原来不带电，O点是其几何中心．将一个带正电、电量为Q的点电荷放置在距导体左端R处，由于静电感应，枕形导体的a、b端分别出现感应电荷，k 为静电力常量，则（　　）‎ A. 导体两端的感应电荷在O点产生的场强大小等于 0‎ B. 导体两端的感应电荷在 O 点产生的场强大小等于 C. 闭合 S，有电子从枕形导体流向大地 D. 导体 a、b 端电势满足关系 φa＜φb ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：枕形导体处于点电荷产生的电场中，处于静电平衡状态，即内部合场强为零，故导体两端的感应电荷在O点产生的场强大小等于点电荷在O点产生的电场强度大小，两者反向，故导体两端的感应电荷在O点产生的场强大小等于 - 18 -‎ ‎，A错误，B正确；闭合S后，由于大地的电势为零，而导体的电势为正，所以电子从低电势流向高电势，即电子从大地流向枕形导体，C错误；枕形导体是一个等势体，即导体a、b端电势相等，D错误。‎ 考点：考查了静电平衡 ‎10. 如图所示，平行板电容器与电动势为E′的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的P点．现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 平行板电容器的电容将变小 B. 带电油滴的电势能将减少 C. 静电计指针张角变小 D. 若将上极板与电源正极断开后再将下极板左移一小段距离，则带电油滴所受电场力不变 ‎【答案】B ‎【解析】A、将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，导致极板间距减小，根据C=εs/4πkd知，d减小，则电容增加，故A错误；‎ B、电势差不变，d减小，则电场强度增加，P点与下极板的电势差变大，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小，故B正确；‎ C、静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故静电计指针张角不变，故C错误；‎ D、若先将电容器上极板与电源正极的导线断开，则电荷量不变，正对面积S减小，根据E=U/d=Q/Cd=4Πkq/εS，知电场强度变大，则油滴所受电场力变大，故D错误。‎ 故选：B。‎ ‎11. 如图，平行板电容器板间电压为U，板间距为d，两板间为匀强电场，让质子流以初速度v0垂直电场射入，沿a轨迹落到下板的中央，现只改变其中一条件，让质子沿b轨迹落到下板边缘，则可以将（　　）‎ - 18 -‎ A. 开关S断开 B. 初速度变为 C. 板间电压变为 D. 竖直移动上板，使板间距变为2d ‎【答案】C ‎【解析】A、开关S断开，电容器极板电荷量不变，电容器电容不变，电容器两极板间电压不变，场强不变，质子所受电场力不变，加速度不变，所以仍落到下板的中央，故A错误；‎ B、将初速度变为一半，质子加速度不变，运动时间不变，质子的水平位移变为原来的一半，不可能到达下板边缘，故B错误；‎ C、当板间电压变为U/4时，场强变为原来的1/4，电场力变为原来的1/4，加速度变为原来的1/4，根据 知，时间为原来的2倍，由x=v 0t知水平位移为原来的2倍，所以能沿b轨迹落到下板边缘，故C正确；‎ D、竖直移动上板，使板间距变为2d，则板间场强变为原来的1/2，电场力为原来的1/2，加速度为原来的1/2，根据 知，时间为原来的倍，水平位移为原来倍，不能到达下板边缘，故D错误；‎ 故选：C。‎ ‎12. 如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环的上端，一个质量为m、带电荷量为+q的小球由静止开始 沿轨道运动，则（　　）‎ - 18 -‎ A. 小球运动过程中机械能守恒 B. 小球经过环的最低点时速度最小 C. 在最低点球对环的压力为（mg+qE）‎ D. 在最低点球对环的压力为3（mg+qE）‎ ‎【答案】D ‎【解析】A、小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒，故A错误；‎ B、小球从最高点到最低点的过程中，合力做正功，则根据动能定理得知，动能增加，速率增大，所以小球经过环的最低点时速度最大，故B错误；‎ CD、小球从最高点到最低点的过程,根据动能定理得：，又由N−mg−qE=mv2/R，联立解得N=3(mg+qE)，故C错误，D正确。‎ 故选：D。‎ ‎【名师点睛】‎ 小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒；根据动能定理知小球经过环的最低点时速度最大；根据动能定理求出小球经过在最低点时的速度，由牛顿第二定律求出环对球的支持力，得到球对环的压力。‎ 二．多选题（共4小题）‎ ‎13. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V．下列说法正确的是（　　）‎ A. 电场强度的大小为2.5V/cm B. 坐标原点处的电势为1 V C. 电子在a点的电势能比在b点的低7eV D. 电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV ‎【答案】ABD - 18 -‎ ‎..................‎ ‎【名师点睛】在匀强电场中沿同一方向线段的长度与线段两端的电势差成正比；在匀强电场中电场线平行且均匀分布，故等势面平行且均匀分布。以上两点是解决此类题目的关键。电势与电势能之间的关系，也是常考的问题，要知道负电荷在电势高处电势能低。‎ ‎14. 如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB．下列说法正确的是（　　）‎ A. 电子一定从A向B运动 B. 若aA＞aB，则Q靠近M端且为正电荷 C. 无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA＜EpB D. B点电势可能高于A点电势 ‎【答案】BC ‎【解析】电子在电场中做曲线运动，虚线AB - 18 -‎ 是电子只在静电力作用下的运动轨迹，电场力沿电场线直线曲线的凹侧，电场的方向与电场力的方向相反，如图所示，由所知条件无法判断电子的运动方向，故A错误；若aA>aB，说明电子在M点受到的电场力较大，M点的电场强度较大，根据点电荷的电场分布可知，靠近M端为场源电荷的位置，应带正电，故B正确；无论Q为正电荷还是负电荷，一定有电势，电子电势能，电势能是标量，所以一定有EpA

查看更多