2017步步高《单元滚动检测卷》高考物理(人教,全国)精练—第六章静电场

高三单元滚动检测卷·物理考生注意：1．本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，满分100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．第六章静电场第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项正确，第8～12题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)1.如图1所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为＋Q，半径为R，放在绝缘水平桌面上．圆心为O点，过O点作一竖直线，在此线上取一点A，使A到O点的距离为R，在A点放一试探电荷＋q，则＋q在A点所受的电场力为()图1A.kQqR2，方向向上B.2kQq4R2，方向向上C.kQq4R2，方向水平向左D．不能确定2．某区域的电场线分布如图2所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点．取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计．在O到A运动过程中，下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能Ek和运动径迹上电势φ随位移x的变化图线可能正确的是()图23．如图3所示，真空中同一水平线上固定两等量异种点电荷A、B，其中A带负电、B带正电，C、D、O是分布在AB连线的垂线上的三个点，且AOBO.下列判断正确的是()图3A．C、D两点的电势相等B．C、D两点的电场强度的方向均水平向左C．同一带负电的试探电荷在C点的电势能小于在D点的电势能D．同一试探电荷在C点受到的电场力比在D点受到的电场力小4.如图4所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3V、5V、7V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力，则下列说法正确的是()图4A．粒子可能带负电B．粒子在P点的动能大于在Q点的动能C．粒子在P点的电势能大于粒子在Q点的电势能D．粒子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力5.如图5所示，平行板电容器的两个极板竖直放置，并接直流电源(图中未画出)．若一带电粒子恰好能沿图中轨迹穿过电容器，a到c是直线，由于电极板边缘效应，粒子从c到d是曲线，重力加速度为g，则该粒子()图5A．在ac段受重力与电场力平衡并做匀速运动，cd段电场力大于重力B．a到c做匀加速直线运动，加速度是gcosθC．a到d重力势能减小，电势能增加D．a到d粒子所受合力一直沿轨迹的切线方向6．如图6所示，真空中存在一个水平向左的匀强电场，场强大小为E.一根不可伸长的绝缘细线长为l，细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点，把小球拉到使细线水平的位置A，由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成θ＝60°角的位置B时速度为0.以下说法中正确的是()图6A．小球在B位置处于平衡状态B．小球受到的重力与电场力的关系是3Eq＝mgC．小球将在A、B之间往复运动，且幅度将逐渐减小D．小球从A运动到B过程中，电场力对其做的功为－12qEl7．如图7甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，在t＝0时刻，一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，粒子射入电场时的速度为v0，t＝T时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场．则()图7A．该粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的B．在T2时刻，该粒子的速度大小为2v0C．若该粒子在T2时刻以速度v0进入电场，则粒子会打在板上D．若该粒子的入射速度变为2v0，则该粒子仍在t＝T时刻射出电场8．如图8所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势值，一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从A点运动到B点，则下列判断正确的是()图8A．粒子一定带正电B．A点的场强大于B点的场强C．粒子在A点的动能小于其在B点的动能D．粒子由A点运动到B点的过程中电场力做负功9．一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q，电荷Q在球心O处产生电场的场强大小E0＝kQ2R2，方向如图9所示．把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图甲所示，上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E1、E2；把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示，左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E3、E4，则()图9A．E1kQ4R2B．E2＝kQ4R2C．E3kQ4R2D．E4＝kQ4R210．如图10所示，一绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端，上端连接一带正电的光滑滑块P，滑块所处空间存在着沿斜面向上的匀强电场，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平地面上，开始时弹簧是原长状态，滑块恰好处于平衡状态，现给滑块一沿斜面向下的初速度v，滑块到最低点时，弹簧的压缩量为x，若弹簧始终处于弹性限度内，以下说法正确的是()图10A．滑块电势能的增加量等于滑块重力势能的减少量B．滑块到达最低点的过程中，克服弹簧弹力做功12mv2C．滑块动能的变化量等于电场力和重力做功的代数和D．当滑块的加速度最大时，滑块和弹簧组成的系统机械能最大11.如图11，竖直放置的平行金属板带等量异种电荷，一不计重力的带电粒子从两板中间以某一初速度平行于两板射入，打在负极板的中点，以下判断正确的是()图11A．该带电粒子带正电B．该带电粒子带负电C．若粒子初速度增大到原来的2倍，则恰能从负极板边缘射出D．若粒子初动能增大到原来的2倍，则恰能从负极板边缘射出12．将一带电粒子置于某一静电场中，在t＝0时刻由静止释放，该粒子仅在静电力作用下做直线运动．粒子运动过程的v－t图象如图12所示，下列说法中正确的是()图12A．t1～t2时间内，静电力对粒子做负功B．t3～t4时间内，粒子的电势能一直增大C．t2、t4时刻，粒子所在位置处的电势相等D．t1时刻粒子所在位置处的电场强度小于t2时刻粒子所在位置处的电场强度第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、非选择题(共52分)13．(12分)如图13所示，在水平向左的匀强电场中，一带电小球质量为m，电荷量为－q.用绝缘轻绳(不伸缩)悬于O点，平衡时小球位于A点，此时绳与竖直方向的夹角θ＝30°.绳长为l，AO＝CO＝DO＝l，OD水平，OC竖直．求：图13(1)电场强度E的大小；(2)当小球移到D点后，让小球由静止自由释放，小球向右运动过程中的最大速率和该时刻轻绳中张力的大小(计算结果可带根号)．14．(12分)(2013·新课标Ⅱ·24)如图14所示，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行．a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行．一电荷量为q(q0)的质点沿轨道内侧运动．经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb，不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能．图1415.(14分)如图15所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R＝0.50m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E＝1.0×104N/C.现有质量m＝0.20kg、电荷量q＝8.0×10－4C的带电体(可视为质点)从A点由静止开始运动，已知xAB＝1.0m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．取g＝10m/s2，求：图15(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度；(2)带电体最终停在何处．16．(14分)(2015·安徽理综·23)在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E(图中未画出)，由A点斜射出一质量为m、带电荷量为＋q的粒子，B和C是粒子运动轨迹上的两点，如图16所示，其中l0为常数．粒子所受重力忽略不计．求：图16(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功；(2)粒子从A到C过程所经历的时间；(3)粒子经过C点时的速率．答案解析1．B[先把带电圆环分成若干个小部分，每一部分可视为点电荷，各点电荷对试探电荷的库仑力在水平方向上相互抵消，竖直方向上电场力大小为kqQcos45°2R2＝2kQq4R2，方向向上，B正确．]2．B3．D[由等量异种点电荷的电场线和等势面分布可知，φOφDφC，选项A错误；在AB连线中垂线上的各点电场强度方向水平向左，EC和ED的方向斜向左上，选项B错误；负电荷在电势低处电势能大，所以同一带负电的试探电荷在C点的电势能大于在D点的电势能，选项C错误；ECED，所以同一试探电荷在C点受到的电场力比在D点受到的电场力小，选项D正确．]4．B[根据等势线与电场线垂直可画出电场线，确定带电粒子运动所受电场力的方向偏向左侧，粒子带正电，粒子在P点的动能大于在Q点的动能，选项A错误，B正确；由于带电粒子只受电场力，带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变．根据A、B、C三条等势线的电势分别为3V、5V、7V，粒子带正电，粒子在P点的电势能小于粒子在Q点的电势能，选项C错误；由于P点所在处等差等势面疏，电场强度小，所以粒子在P点受到的电场力小于在Q点受到的电场力，选项D错误．]5．B[由题意知在ac段粒子受重力和电场力的合力，由a到c做匀加速运动，加速度是gcosθ.a至d重力、电场力做正功，重力势能、电势能均减小，cd段由合力指向轨迹的弯曲方向可判断出电场力大于重力．cd段粒子的合力方向不沿轨迹的切线方向．只有选项B正确．]6．D[小球到达B点时速度为0，向心力为0，则沿细线方向合力为0，而小球有沿圆弧的切向分力，故在B点小球的合力不为0，不是平衡状态，A错误．根据动能定理有mglsinθ－qEl(1－cosθ)＝0，解得Eq＝3mg，B错误．类比单摆，小球将在A、B之间往复运动，能量守恒，振幅不变，C错误．小球从A到B，沿电场线方向运动的有效距离d＝l－lcosθ＝12l，所以电场力做功W＝－qEd＝－12Eql，D正确．]7．A[粒子射入电场在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上前半个周期内做匀加速直线运动，在后半个周期内做匀减速直线运动，一个周期末竖直方向上的分速度为0，可知粒子射出电场时的速度方向一定沿垂直电场方向，选项A正确；在t＝T2时刻，粒子在水平方向上的分速度为v0，因为两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，则有v0T＝vy2·T2×2，解得vy＝2v0，根据平行四边形定则知，粒子在T2时刻的速度为v＝5v0，选项B错误；若该粒子在T2时刻以速度v0进入电场，粒子在竖直方向上的运动情况与t＝0时刻进入时运动的方向相反，运动规律相同，则粒子不会打在板上，选项C错误；若该粒子的入射速度变为2v0，则粒子射出电场的时间T＝L2v0＝T2，选项D错误．]8．AC[根据电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致向左，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受的电场力方向大致向左，则知粒子一定带正电，故A正确．由题图知，等势面间电势差相等，而B处等差等势面较密，则B点的场强较大，故B错误．从A点飞到B点，电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小，动能增大，故C正确，D错误．]9．AC[如题图甲，取对称微元，实线上面的电荷在O点产生的电场方向夹角小，合电场强度E1大，实线下面的电荷在O点产生的电场方向夹角大，合电场强度E2小，即E1E2，又E1＋E2＝E0，则E1kQ4R2，选项A正确，B错误；如题图乙，左右两边对称，在O点产生的电场强度E3＝E4，再由矢量合成可知，E3＝E412E0＝kQ4R2，选项C正确，D错误．]10．AB[由题意得qE＝mgsinθ，在运动到最低点的过程中，电场力做的功与重力做的功相等，则滑块电势能的增加量等于滑块重力势能的减少量，故A正确．滑块到达最低点的过程中，克服弹簧弹力做功等于弹性