2014届高三物理总复习课时作业单元综合测试六

1单元综合测试六(静电场)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．如图所示，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a、b两端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是()A．闭合S1，有电子从枕形导体流向地B．闭合S2，有电子从枕形导体流向地C．闭合S1，有电子从地流向枕形导体D．闭合S2，没有电子通过S2解析：在S1、S2都闭合前，对于枕形导体它的电荷是守恒的，a、b出现的负、正电荷等量．当闭合S1、S2中的任何一个以后，便把导体与大地连通，使大地也参与了电荷转移．因此，导体本身的电荷不再守恒，而是导体与大地构成的系统中电荷守恒．由于静电感应，a端仍为负电荷，大地远处感应出等量正电荷，因此无论闭合S1还是S2，都是有电子从大地流向导体．答案：C2．如下图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点．一个带负电的点电荷仅受电场力作用，从A点沿电场线运动到B点．在此过程中，该点电荷的速度v随时间t变化的规律如图乙所示．下列说法中正确的是()2A．A点的电场强度比B点的大B．A、B两点的电场强度相等C．A点的电势比B点的电势高D．A点的电势比B点的电势低解析：由点电荷的速度v随时间t变化的规律可知，带负电的点电荷是做加速度逐渐增大的减速运动，故A点的电场强度比B点的小，负电荷的动能减小，电势能增加，对应位置的电势减小，因此C对．答案：C3．某电场的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点，则以下判断正确的是()A．A点的电场强度大于B点的电场强度，B点的电势高于A点的电势B．若将一个电荷由A点移到B点，电荷克服电场力做功，则该电荷一定为负电荷C．一个负电荷处于A点的电势能大于它处于B点的电势能D．若将一个正电荷由A点释放，该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动解析：电场线密集处电场强度大，沿电场线的方向电势逐渐降低，所以A对；逆着电场线方向移动电荷，电场力对正电荷做负功，对负电荷做正功，B错；负电荷在电势高的地方的电势能小，正电荷在电势高的地方的电势能大，故C对；正电荷由A点释放，它将向图中电场线密集处运动，加速度增大，D错．答案：AC4．如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面是一小块金属片，与该金属片隔有空气间隙的是另一块小的固定金属片．这两块金属片组成一个小电容器．该电容器的电容C可用3公式C＝ESd计算，式中常量E＝9×10－12F·m－1，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离．当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为54mm2，键未按下时两金属片的距离为0.6mm.如果电容变化0.25pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下()A．0.15mmB．0.25mmC．0.35mmD．0.45mm解析：由C＝ESd得C1＝ES/d1，①C2＝ES/d2②又C2－C1＝0.25×10－12F③解①②③得：d1－d2＝Δd＝0.15mm.故A项正确．答案：A5．(2013·江西六校联考)真空中，两个相距L的固定点电荷P、Q所带电荷量分别为QP和QQ，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向，电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与PQ连线平行，且∠NPQ∠NQP，则()A．P带正电，Q带负电，且QPQQB．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点C．过N点的等势面与过N点的切线垂直4D．负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能解析：由电场线方向可知，P带正电，Q带负电，如图所示，N点电场强度由平行四边形可知，QPQQ，选项A错，因电场线是曲线，故选项B错；由电场线与等势面垂直可知，过N点的等势面与过N点的切线垂直，选项C对；负检验电荷在电势高的地方电势能反而小，故选项D错．答案：C6．(2013·辽宁大连双基测试)如图所示，在等量异种点电荷＋Q和－Q的电场中，有一个正方形OABC，其中O点为两电荷连线的中点．下列说法正确的是()A．A点电场强度比C点的电场强度大B．A点电势比B点的电势高C．将相同的电荷放在O点与C点电势能一定相等D．移动同一正电荷，电场力做的功WCB＝WOA解析：由等量异种点电荷的电场线分布知A点电场强度大于C点电场强度，选项A正确；由等量异种点电荷的等势面分布知A点电势低于B点电势，选项B错误；O、C两点在同一等势面上，故相同的电荷在O、C两点处的电势能相等，选项C正确；A点电势低于B点电势，O点电势等于C点电势，且O、C为高电势点，故移动同一正电荷，电场力做功WCBWOA，选项D错误．答案：AC7．(2013·福建龙岩质检)如图所示，竖直平面内的同心圆是一点电荷在真空中形成电场的一簇等势线，一带正电的小球从A点静止释放，沿直线到达C点时速度为零，以下说法正确的是()5A．此点电荷为负电荷B．电场强度EAEBECC．电势φAφBφCD．小球在A点的电势能小于在C点的电势能解析：一带正电的小球从A点静止释放，沿直线到达C点时速度为零，说明电场方向由C点指向A点，此点电荷为正电荷，选项A错误；从图可以看出C点的电场线的密集程度大于A点的密集程度，故C点的电场强度大于A点的电场强度，且ECEBEA，选项B错误；沿电场线的方向电势逐渐降低，C点的电势高于A点的电势，φCφBφA，选项C错误；电场方向由C点指向A点，带正电小球从A点静止释放，沿直线到达C点，电场力做负功，电势能增加，小球在A点的电势能小于在C点的电势能，选项D正确．答案：D8．(2013·东北四校一模)如图所示，质量为m、半径为R的圆形光滑绝缘轨道放在水平地面上固定的M、N两竖直墙壁间，圆形轨道与墙壁间摩擦忽略不计，在轨道所在平面加一竖直向上的场强为E的匀强电场．P、Q两点分别为轨道的最低点和最高点，在P点有一质量为m，电荷量为q的带正电的小球，现给小球一初速度v0，使小球在竖直平面内做圆周运动，不计空气阻力，重力加6速度为g，则下列说法正确的是()A．小球通过P点时对轨道一定有压力B．小球通过P点时的速率一定大于通过Q点时的速率C．从P到Q点的过程中，小球的机械能一定增加D．若mgqE，要使小球能通过Q点且保证圆形轨道不脱离地面，速度v0应满足的关系是：5gR－5qERm≤v06gR－5qERm解析：若电场力大于重力的情况下，小球通过P点时轨道可能没有压力，小球通过P点时的速率可能小于通过Q点时的速率，选项A、B错误；从P到Q点的过程中，电场力做功，小球的机械能一定增加，选项C正确；若mgqE，要使小球能通过Q点且保证圆形轨道不脱离地面，小球运动到Q点的最小速度满足mg－qE＝mv21R，解得v1＝mg－qERm，从P到Q，由动能定理，(qE－mg)2R＝mv212－mv2012，解得v01＝5gR－5qERm.要使圆形轨道不脱离地面，小球运动到Q点对圆形轨道的压力小于mg.小球运动到Q点的最大速度满足2mg－qEmv22R，解得v2mg－qERm，从P到Q，由动能定理，(qE－mg)2R＝mv222－mv2022，解得v026gR－5qERm，要使小球能通过Q点且保证圆形轨道不脱离地面，速度v0应满足的关系是：5gR－5qERm≤v06gR－5qERm，选项D正确．答案：CD9.如图所示，在平行于xOy平面的区域内存在着电场，一个正电荷沿直线先后从C点移动到A点和B点，在这两个过程中，均需要克服电场力做功，且做功的数值相等．下列说法正确的是()7A．A、B两点在同一个等势面上B．B点的电势低于C点的电势C．该电荷在A点的电势能大于在C点的电势能D．这一区域内的电场可能是在第Ⅳ象限内某位置的一个正点电荷所产生的解析：由W＝U·q，WCA＝WCB0可知，UCA＝UCB0，故有A、B两点电势相等，B点电势高于C点电势，A正确，B错误；因WCA0，故该电荷在A点的电势能大于电荷在C点的电势能，C正确；此区域内的电场可能是由第Ⅳ象限内的正电荷产生的，此电荷应在AB连线的中垂线上，D正确．答案：ACD10.质量为m的物块，带电荷量为＋Q，开始时让它静止在倾角α＝60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E＝3mg/Q的匀强电场中，如图所示，斜面高为H，释放物块后，物块落地时的速度大小为()A．2gHB.52gHC．22gHD．223gH解析：将重力和电场力合成如图所示，合力的方向与水平方向成30°.所以物体将沿合力方向8做初速度为0的匀加速直线运动，对此过程应用动能定理：mgH＋3QEH＝12mv2，解得v＝22gH.答案：C第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)11．(2011·上海单科)如图，在竖直向下，场强为E的匀强电场中，长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2(m1m2)，A带负电，电量为q1，B带正电，电量为q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为____________，在竖直位置处两球的总动能为________________．解析：由于场强方向向下，A球带负电受到向上的电场力．B球带正电受到向下的电场力，且m1m2，故系统必沿顺时针方向转动，则电场力对A球做正功W1＝q1El/2，对B球做正功W2＝q2El/2，总功为W＝W1＋W2＝(q1＋q2)El/2.此过程中两球重力所做总功W′＝m2gl2－m1gl2，由动能定理可知此时两球的总动能为Ek＝W＋W′＝[(q1＋q2)E＋(m2－m1)g]l2.答案：q1＋q2El2q1＋q2E＋m2－m1g]l212.9某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量．如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于O点，O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度α的量角器，M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场)．另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干．该小组的实验步骤如下，请你帮助该小组完成：(1)用天平测出小球的质量m，按如上图所示进行器材的安装，并用刻度尺测出M、N板之间的距离d，使小球带上一定的电量．(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图，电源、开关已经画出)．(3)闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ.(4)以电压U为纵坐标，以________为横坐标作出过原点的直线，求出直线的斜率k.(5)小球的带电量q＝________.(用m、d、k等物理量表示)解析：(2)如下图(a)(4)tanθ(5)mgdk带电小球的受力如下图(b)，根据平衡条件有tanθ＝Fmg，又有F＝qE＝qUd，联立解得，U＝mgdqtanθ＝ktanθ，所以应以tanθ为横坐标．三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时10必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13.在点电荷Q产生的电场中有a，b两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30°角，b点的场强方向与ab连线成120°角，如图所示，则b点的场强大小为多大？a，b两点电势哪点更高？解析：如右图所示，将a点场强方向和b点场强方向延长，交于O点，由几何知识得ab＝d，aO＝2dsin60°＝3d，而E＝kQ3d2，Eb＝kQd2，所以Eb＝3E.以O点为圆心，以d为半径作弧交Oa于c点，则φb＝φc，而φaφc，所以φaφb，即a点电势更高．答案：3Ea14.如图所示，A、B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场，一电