絕密★啟用前2023年下學期高二物理選修3-1單元提升檢測第一章：靜電場考試范圍：選修3-1物理第一章靜電場命題人:luozhi、luodaqiao審題人:sunyie時間:90分鐘；滿分:100分第I卷（選擇題）一、選擇題（本大題共20小題，每小題3分，有的選項有多個答案正確，有的只有一個答案正確，選對部分得1分，全部選對得3分，有選錯或不作答的0分，本大題共60分）1．下列說法正確的是A．時，物體在斜面上的運動就變成了自由落體運動B．運動的合成與分解是研究曲線運動的一般方法，該方法不適用于研究勻速圓周運動C．物理模型在物理學的研究中起了重要作用，其中“質(zhì)點”、“點電荷”和“輕彈簧”都是理想化模型D．庫侖利用扭秤裝置研究電荷間相互作用力的大小跟電荷量和距離的關系時，采用了理想實驗法2．小強在加油站加油時，看到加油機上有如圖所示的圖標，關于圖標涉及的物理知識及其理解，下列說法正確的是A．制作這些圖標的依據(jù)是靜電屏蔽原理B．工作人員工作時間須穿絕緣性能良好的化纖服裝C．化纖手套與接觸物容易摩擦起電存在安全隱患D．用絕緣的塑料梳子梳頭應該沒有關系3．三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑．球2所帶電荷量的大小是球1所帶電荷量大小的n倍，球3不帶電且離球1和球2很遠，此時球1、2之間的引力大小為F．現(xiàn)使球3與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠處，此時球1、2之間表現(xiàn)為斥力，大小仍為F．由此可知A．n＝3B．n＝6C．n＝7D．n＝104．a(chǎn)、b兩個帶電小球的質(zhì)量均為m，所帶電荷量分別為＋q和－q，兩球間用絕緣細線連接，a球又用長度相同的絕緣細線懸掛在天花板上，在兩球所在的空間有方向斜向下的勻強電場，電場強度為E，平衡時細線都被拉緊，則平衡時可能位置是5．如圖所示，在兩個等量負點電荷形成的電場中，O點是兩電荷連線的中點，a、b是該線上的兩點，c、d是兩電荷連線中垂線上的兩點，acbd為一菱形．若將一負粒子（不計重力且不影響原電場分布）從c點勻速移動到d點，電場強度用E表示，電勢用φ表示．則下列說法正確的是A．φa一定小于φO，φO一定大于φcB．Ea一定大于EO，EO一定大于EcC．負粒子的電勢能一定先增大后減小D．施加在負粒子上的外力一定先減小后增大6．如圖所示，以o為圓心的圓周上有六個等分點a、b、c、d、e、f。等量正、負點電荷分別放置在a、d兩處時，在它們共同形成的電場中，圓心o處產(chǎn)生的電場強度大小為E，下列敘述正確的是（）A．在兩個點電荷形成的電場中，e、f處場強相同B．在兩電荷的連線上o處場強大小最大C．若僅將a處點電荷移至移至e處，o處的電場強度大小減半，方向沿ocD．a(chǎn)d垂直平分線上各點的場強大小不等、方向也不相同7．如圖所示A、B、C是平行紙面的勻強電場中的三點，它們之間的距離均為L，電荷量為q＝-1．0×10－5C的電荷由A移動到C電場力做功W1＝4．0×10－5J，該電荷由C移動到B電場力做功W2＝－2．0×10－5J，若B點電勢為零，以下說法正確的是（）A．A點電勢為2VB．A點電勢為－2VC．勻強電場的方向為由C指向AD．勻強電場的方向為垂直于AC指向B8．如圖所示，在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方的P點，固定一電荷量為＋Q的點電荷．一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的物塊（可視為質(zhì)點的檢驗電荷），從軌道上的A點以初速度v0沿軌道向右運動，當運動到P點正下方B點時速度為v．已知點電荷產(chǎn)生的電場在A點的電勢為φ（取無窮遠處電勢為零），P到物塊的重心豎直距離為h，P、A連線與水平軌道的夾角為60°，k為靜電常數(shù)，下列說法正確的是A．物塊在A點的電勢能B．物塊在A點時受到軌道的支持力大小為C．點電荷＋Q產(chǎn)生的電場在B點的電場強度大小D．點電荷＋Q產(chǎn)生的電場在B點的電勢9．如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N。今有一帶電質(zhì)點，自A板上方相距為d的P點由靜止自由下落（P、M、N在同一豎直線上），空氣阻力忽略不計，到達N孔時速度恰好為零．然后沿原路返回。若保持兩極板間的電壓不變，則正確的是A．質(zhì)點從P到N過程中，重力勢能的減小量大于電勢能的增加量B．質(zhì)點在電場中運動時所受電場力的大小為重力的兩倍C．若將A板向上平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后將不能返回D．若將B板向下平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落10．如圖所示，邊長為L的正方形ABCD處在豎直平面內(nèi)。一帶電粒子質(zhì)量為m,電荷量為+q，重力不計，以水平速度v0從A點射入正方形區(qū)域。為了使帶電粒子能從C點射出正方形區(qū)域，可以在正方形ABCD區(qū)域內(nèi)加一個豎直方向的勻強電場，也可以在D點放入一個點電荷，則下列說法正確的是A．勻強電場的方向豎直向上，且電場強度B．放入D點的點電荷應帶負電，且電荷量（為靜電力常量）C．粒子分別在勻強電場和點電荷的電場中運動時，經(jīng)過C點時速度大小之比為2∶1D．粒子分別在勻強電場和點電荷的電場中運動時，從A點運動到C點所需時間之比為2∶π11．如圖甲所示，平行金屬板中央有一個靜止的電子(不計重力)，兩板間距離足夠大．當兩板間加上如圖乙所示的交變電壓后，在下圖中，反映電子速度v、位移x和加速度a三個物理量隨時間t的變化規(guī)律可能正確的是()甲乙12．如圖所示，在真空室中有一水平放置的不帶電平行板電容器，板間距離為d，電容為C，上板B接地?，F(xiàn)有大量質(zhì)量均為m、帶電量均為q的小油滴，以相同的初速度持續(xù)不斷地從兩板正中間沿圖中虛線所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P點。如果能落到A板的油滴僅有N滴，且第N＋l滴油滴剛好能飛離電場，假定落到A板的油滴的電量能被板全部吸收，不考慮油滴間的相互作用，重力加速度為g，則（）A、落在A板的油滴數(shù)B、落在A板的油滴數(shù)C、第N+1滴油滴通過電場的整個過程所增加的動能等于D、第N+1滴油滴通過電場的整個過程所增加的動能等于13．空間某區(qū)域電場線分布如圖所示，帶正電小球(質(zhì)量為m，電荷量為q)在A點速度為v1，方向水平向右，至B點速度為v2，v2與水平方向間夾角為α，A、B間高度差為H，以下判斷正確的是()A．A、B兩點間電勢差 B．小球由A至B，電勢能的減少量為C．小球由A至B，電場力做功為D．小球重力在B點的瞬時功率為mgv2sinα14．如圖所示，虛線框內(nèi)有勻強電場，、、是該電場的三個等勢面，相鄰等勢面間的距離為，其中為零勢面。一個質(zhì)量為，電量為的粒子沿方向以初動能自圖中的P點進入電場，剛好從點離開電場。已知，粒子的重力忽略不計，下列說法正確的是（）A．該粒子通過零勢面時的動能是B．該粒子在P點的電勢能是C．該粒子到達點時的動能是D．該粒子到達點時的電勢能是15．如圖所示，A、B、C三個小球（可視為質(zhì)點）的質(zhì)量分別為m、2m、3m，B小球帶負電，電荷量為q，A、C兩小球不帶電（不考慮小球間的靜電感應），不可伸長的絕緣細線將三個小球連接起來懸掛在O點，三個小球均處于豎直向上的勻強電場中，電場強度大小為E，以下說法正確的是A．靜止時，A、B兩小球間細線的拉力為5mg+qEB．靜止時，A、B兩小球間細線的拉力為5mg-qEC．剪斷O點與A小球間細線的瞬間，A、B兩小球間細線的拉力為qED·剪斷O點與A小球間細線的瞬間，A、B兩小球間細線的拉力為qE16．某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場，其中豎直的一條電場線如圖1中虛線所示。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在電場中從點由靜止開始沿電場線豎直向下運動。以為坐標原點，取豎直向下為x軸的正方向，小球的機械能E與位移x的關系如圖2所示，不計空氣阻力。則（（）A.電場強度大小恒定，方向沿x軸負方向B.從O到x1的過程中，小球的速率越來越大，加速度越來越大C.從O到x1的過程中，相等的位移內(nèi)，小球克服電場力做的功相等D.到達x1位置時，小球速度的大小為17．如圖所示，在絕緣水平面上固定著一光滑絕緣的圓形槽，在某一過直徑的直線上有O、A、D、B四點，其中O為圓心，D在圓上，半徑OC垂直于OB。A點固定電荷量為Q的正電荷，B點固定一個未知電荷，使得圓周上各點電勢相等。有一個質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電小球在滑槽中運動，在C點受的電場力指向圓心，根據(jù)題干和圖示信息可知A.固定在B點的電荷帶正電B.固定在B點的電荷電荷量為QC.小球在滑槽內(nèi)做勻速圓周運動D.C、D兩點的電場強度大小相等18．某同學設計了一種靜電除塵裝置，如圖甲所示，其中有一長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面板為絕緣材料，上、下面板為金屬材料．圖乙是裝置的截面圖，上、下兩板與電壓恒定為U的高壓直流電源相連．帶負電的塵埃被吸入矩形通道的水平速度為v0，當碰到下板后其所帶電荷被中和，同時被收集．將被收集塵埃的數(shù)量與進入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值，稱為除塵率．不計塵埃的重力及塵埃之間的相互作用．要增大除塵率，則下列措施可行的是（）A．只增大電壓UB．只增大高度dC．只增大長度LD．只增大塵埃被吸入水平速度v019．如圖所示，一個電量為＋Q的點電荷甲，固定在絕緣水平面上的O點，另一個電量為－q、質(zhì)量為m的點電荷乙從A點以初速度v0．沿它們的連線向甲運動，到B點時速度最小且為v．已知靜電力常量為k，點電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為μ，A、B間距離為L，則以下說法不正確的是A．O、B間的距離為B．從A到B的過程中，電場力對點電荷乙做的功為W＝μmgL＋mv02－mv2C．從A到B的過程中，電場力對點電荷乙做的功為W＝μmgL＋mv2－mv02D．從A到B的過程中，兩電荷的電勢能一直減少20．在電場方向水平向右的勻強電場中，一帶電小球從A點豎直向上拋出，其運動的軌跡如圖所示，小球運動的軌跡上A、B兩點在同一水平線上，M為軌跡的最高點，小球拋出時的動能為8J，在M點的動能為6J，不計空氣的阻力。則（）A．小球水平位移x1與x2的比值1:3B．小球水平位移x1與x2的比值1:4C．小球落到B點時的動能為32JD．小球從A點運動到B點的過程中最小動能為6J第II卷（非選擇題）二、填空題（本大題共6小題，每小題2分，共12分。）21．如圖所示，在直角三角形區(qū)域ABC內(nèi)（包括邊界）存在著平行于AC方向的豎直方向的勻強電場，AC邊長為L，一質(zhì)量為m，電荷量＋q的帶電小球以初速度v0從A點沿AB方向進入電場，以2v0的速度從BC邊中點出來，則小球從BC出來時的水平分速度vx＝________，電場強度的大小E＝_________。（重力加速度為g）22．在場強為E的勻強電場中，放一個電量為Q的點電荷，并以它為圓心在平行于電場線的平面內(nèi)做一個圓。過圓心的電場線和圓交于A.B兩點，A.B的垂直平分線交圓于C.D，如右圖所示。A點的電場強度是零。電荷帶電，圓的半徑R＝，B點的合場強大小是，C點的合場強大小是。23．如圖所示，物體a與物體b用跨過定滑輪的絕緣細繩相連，a、c帶有異種電荷，b不帶電．ma=200g，mb=mc=500g．a(chǎn)、b處于一水平方向的有界勻強電場中，c物體處于電場外置于臺秤的絕緣托盤上．現(xiàn)a、b、c三物體均處于靜止狀態(tài)．則c物帶電荷；臺秤的讀數(shù)為N．（取g=10m/s2）24．如圖所示，有一水平方向的勻強電場，場強大小為900N/C，在電場內(nèi)一水平面上作半徑為10cm的圓，圓上取A、B兩點，AO沿E方向，BO⊥OA，另在圓心處放一電量為10﹣9C的正點電荷，則A處場強大小EA=N/C，B處的場強大小EB=N/C．25．如圖所示，ABC為一等邊三角形的三個頂點,三角形的邊長為2cm，某勻強電場的電場線平行該三角形所在的平面?，F(xiàn)將帶電量為10－8C的正點電荷從A點移到C點，電場力做功為3×10－6J；將另一帶電量為10－8C的負電荷從A電移到B點，克服電場力做功3×10－6J，則該勻強電場的電場強度為_______V/m。26．在靜電學中有如下結(jié)論：一個完整的半徑為R的均勻帶電球殼，如果其帶電量為Q，則其內(nèi)部任意一點的電勢均為。如圖，有一個均勻帶正電的半球殼，帶電量為q，O為球心，P、Q為關于O對稱的兩個位置，已知P點的電勢為，則Q點的電勢為。三、實驗題（本大題共1小題，共6分。）27．如圖所示實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器左側(cè)極板和靜電計外殼接地，電容器右側(cè)極板與靜電計金屬球相連．（1）使電容器帶電后與電源斷開①將左極板上移，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角____（選填變大，變小或不變）；②將極板間距離減小時，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角____（選填變大，變小或不變）；③兩板間插入一塊玻璃，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角_____（選填變大，變小或不變）；④由此可知平行板電容器的電容與有關。（2）下列關于實驗中使用靜電計的說法中正確的有______A.使用靜電計的目的是觀察電容器電壓的變化情況B.使用靜電計的目的是測量電容器電量的變化情況C.靜電計可以用電壓表替代D.靜電計可以用電流表替代四、計算題（本大題共3個小題，共22分。）28．（本題6分）如圖所示，一帶電荷量為q＝－5×10－3C，質(zhì)量為m＝0．1kg的小物塊處于一傾角為θ＝37°的光滑絕緣斜面上，當整個裝置處于一水平向左的勻強電場中時，小物塊恰處于靜止狀態(tài)．（g取10m/s2）（sin37°＝0．6，cos37°＝0．8）求：（1）電場強度多大？（2）若從某時刻開始，電場強度減小為原來的，物塊下滑距離L＝1．5m時的速度大小？29．（本題8分）如圖所示，粗糙、絕緣的直軌道OB固定在水平桌面上，B端與桌面邊緣對齊，A是軌道上一點，過A點并垂直于軌道的豎直面右側(cè)有大小E＝1．5×106N/C，方向水平向右的勻強電場。帶負電的小物體P電荷量是2．0×10－6C，質(zhì)量m＝0．25kg，與軌道間動摩擦因數(shù)μ＝0．4，P從O點由靜止開始向右運動，經(jīng)過0．55s到達A點，到達B點時速度是5m/s，到達空間D點時速度與豎直方向的夾角為α，且tanα＝1．2。P在整個運動過程中始終受到水平向右的某外力F作用，F(xiàn)大小與P的速率v的關系如表所示。P視為質(zhì)點，電荷量保持不變，忽略空氣阻力，取g＝10m/s2，求：（1）小物體P從開始運動至速率為2m/s所用的時間；（2）小物體P從A運動至D的過程，電場力做的功。30．（本題8分）如圖所示，兩平行金屬板A、B板長L=8cm，兩板間距離d=8cm，A板比B板電勢高300V，一帶正電的粒子帶電量q=10-10C，質(zhì)量m=10-20kg。沿電場中心線OR垂直電場線飛入電場，初速度v0=2×106m/s，粒子飛出平行板電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后，進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域（設界面PS右邊點電荷的電場分布不受界面影響，界面MN、PS垂直中心線OR），已知兩界面MN、PS相距為12cm，O點在中心線上距離界面PS為9cm處，粒子穿過界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上。（靜電力常數(shù)k=9×109N·m2/C2，sin370=0.6，cos370=0.8）求粒子穿過界面MN時偏離中心線OR的距離多遠?（2）試在圖上粗略畫出粒子運動的全過程軌跡。（3）確定點電荷Q的電性并求其電量的大小。五、附加題（本大題共1個小題，共20分。）31.如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖．在xoy平面的第一象限，存在以軸、軸及雙曲線的一段（0≤≤L,0≤≤L）為邊界的勻強電場區(qū)域Ⅰ；在第二象限存在以＝－L、＝－2L、＝0、＝L的勻強電場區(qū)域Ⅱ．兩個電場大小均為E，不計電子所受重力，電子的電荷量為e，則：（1）從電場Ⅰ的邊界B點處靜止釋放電子，電子離開MNPQ時的位置坐標；6分（2）從電場I的AB曲線邊界處由靜止釋放電子，電子離開MNPQ時的最小動能；8分（3）若將左側(cè)電場II整體水平向左移動（n≥1），要使電子從=-2L，=0處離開電場區(qū)域II，在電場I區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。6分2023年下學期高二物理選修3-1單元提升檢測第一章：靜電場參考答案1．C2．C3．D4．A5．C6．C7．BC8．BD9．BD10．BD11．AD12．BC13．BD14．C15．AC16．BD17．BC18．AC19．ACD20．AC21．v0，22.負、、２Ｅ、23．負；224．0，1.27×10325．V/m26．27．（1）①變大；（1分）②變小；（1分）③變?。唬?分）④兩板正對面積、兩板間距離和兩板間介質(zhì)有關（2分）;(2)A28．（1）小物塊受力如圖由受力平衡得：qE－FNsinθ＝0①mg－FNcosθ＝0②由①②得代入數(shù)據(jù)得E＝150N/C．（2）由牛頓第二定律得：mgsinθ－cosθ＝ma③v2＝2aL④由③④得代入數(shù)據(jù)得速度大小為：v＝3m/s．29．（1）物體P在水平桌面上運動時，豎直方向上只受重力mg和支持力N作用，因此其滑動摩擦力大小為：f＝μmg＝1N根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，物體P在速率v＝0～2m/s時，所受水平外力F1＝2N＞f，因此，在進入電場區(qū)域之前，物體P做勻加速直線運動，設加速度為a1，不妨設經(jīng)時間t1速度為v1＝2m/s，還未進入電場區(qū)域。根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有：v1＝a1t1①根據(jù)牛頓第二定律有：F1－f＝ma1②由①②式聯(lián)立解得：t1＝＝0．5s＜0．55s，所以假設成立即小物體P從開始運動至速率為2m/s所用的時間為t1＝0．5s（2）當物體P在速率v＝2～5m/s時，所受水平外力F2＝6N，設先以加速度a2再加速t2＝0．05s至A點，速度為v2，根據(jù)牛頓第二定律有：F2－f＝ma2③根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有：v2＝v1