《全品選考復習方案》2026版《全品高考》選考復習方案物理08單元過關卷(七)答案單元過關卷(七)1.C[解析]庫侖力公式只適用于真空中的點電荷間電場力的計算,A錯誤;當r→0時,帶電體已不能看成點電荷,庫侖力公式F=kq1q2r2已不適用,B錯誤;由庫侖力公式F=kq1q2r2可知,電荷間距離一定時,F的大小與兩個點電荷電荷量乘積成正比,C正確;靜電力常量的單位是2.B[解析]圖甲中,建筑物頂端的避雷針利用了尖端放電原理,故A正確,不滿足題意要求;圖乙中,當帶電小球靠近金屬網(wǎng)時,根據(jù)靜電屏蔽可知,驗電器箔片不會張開,故B錯誤,滿足題意要求;圖丙中,三條高壓輸電線上方的兩條導線與大地相連,形成一個稀疏的金屬網(wǎng),可把高壓線屏蔽起來,免遭雷擊,故C正確,不滿足題意要求;圖丁中,帶電作業(yè)工人穿著含金屬絲織物制成的工作服,金屬絲織物能起到靜電屏蔽作用,因此能屏蔽高壓線周圍的電場,D正確,不滿足題意要求.3.C[解析]根據(jù)圖像可知,內(nèi)部場強并非為零,根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知,帶電球體不是等勢體,電勢在改變,故A錯誤;E?r曲線下圍成的面積表示電勢差,則球心與球表面間的電勢差ΔU=E0R2,故B錯誤,C正確;球外電場可等效于電荷量集中在球心的點電荷產(chǎn)生,帶電球體所帶的電荷量為Q,根據(jù)R處的場強為E0,有E0=kQR2,解得Q=E4.B[解析]一般取無窮遠處電勢為零,則P點電勢小于零,M點電勢大于零,故A錯誤;由于等差等勢面的分布越密,電場強度越大,所以P點電場強度大小比M點的小,故B正確;左右負極桿對M點的電場方向向下,M點更靠近上極桿,所以上下極桿對M點的電場方向向下,所以M點電場強度方向沿z軸負方向,故C錯誤;沿y軸運動的帶電粒子,在不同的等勢面上,電勢能不同,故D錯誤.5.D[解析]根據(jù)軌跡的彎曲方向可判斷出粒子P受到排斥力,其電性與場源電荷的電性相同,粒子Q受到吸引力,與場源電荷電性相反,所以兩粒子的電性一定相反,A錯誤.電場力對粒子P先做負功,后做正功,則電勢能先增加后減少;電場力對粒子Q先做正功,后做負功,則電勢能是先減少后增大,B錯誤.兩個粒子的初速率相等,而粒子P從A到B、粒子Q從A到C電場力做功不同,則經(jīng)過B、C兩點兩粒子的速率一定不相等,C錯誤.粒子P電性與場源電荷的電性相同,若取無窮遠處為零電勢,則P粒子經(jīng)過B點時的電勢能為正值;粒子Q電性與場源電荷的電性相反,若取無窮遠處為零電勢,則Q粒子經(jīng)過C點時的電勢能為負值,所以P粒子經(jīng)過B點時的電勢能大于Q粒子經(jīng)過C點時的電勢能,D正確.6.B[解析]對試探電荷受力分析可知,試探電荷在B點時受到的靜電力為0,過程1中,試探電荷受到的靜電力可能減小,也可能先增大后減小,選項A錯誤;試探電荷在B點時受到的靜電力為0,過程2中,試探電荷受到的靜電力逐漸增大,選項B正確;過程1中,試探電荷受到的靜電力方向與位移方向相同,靜電力做正功,試探電荷的電勢能減小,選項C錯誤;過程2中,試探電荷受到的靜電力方向與位移方向相同,靜電力做正功,選項D錯誤.7.D[解析]由靜止突然向前加速時,N極板向后運動,電容器兩極板間的距離d變大,根據(jù)C=εrS4πkd可知,電容器的電容C變小,故A錯誤;電壓傳感器相當于靜電計,由于電容器的電荷量Q不變,根據(jù)C=QU可知,在Q不變的情況下,C減小,則U增大,故B錯誤;根據(jù)E=Ud=QCd=4πkQεrS可知,Q不變,d變大的情況下,E不變,故C錯誤;電壓傳感器示數(shù)與極板間距之間的關系為U=QC=4πkdQεrS,可得ΔU=4πkQεrSΔd,設彈簧勁度系數(shù)為k',對N極板由牛頓第二定律可得加速度與彈簧形變量的關系為a=2k'xm,即Δa=2k'8.C[解析]根據(jù)軌跡可知D點電子所受電場力沿M'N'向右,即在M'N'線上電場方向向左,所以C點的電勢高于D點的電勢,故A正確;根據(jù)電子在電勢高處電勢能小,所以電子在C點的電勢能小于在D點的電勢能,故B正確;動量的變化率ΔpΔt=mΔvΔt=ma,即電子所受合力F合=qE,由等差等勢面間距變化可知D點運動到B點過程中電場強度E變化,故C錯誤;由于只有電場力做功,故運動中電勢能與動能之和不變,故D9.D[解析]由題意得粒子在電場中的運動時間t=2dv0=T,可得在垂直于極板方向上,先做12T時間的初速度為0的勻加速直線運動,再做12T時間的勻減速直線運動;由圖乙可知,垂直極板方向上加速和減速的加速度大小均為a=qU0dm=qU0md.由運動學的特點可知,加速12T垂直于極板方向上的速度v1=a×12T=qU0mv0,再減速12T垂直于極板方向上的速度v2=v1-a×12T=0,所以在t=0時刻進入的粒子離開電場時速度沿極板方向,速度大小為v0;由運動學知識可得v12t=d,將v1=qU0mv0、t=2dv0代入解得粒子的電荷量q=mv02U0,故A、B錯誤.由題意可分析,在t=18T時刻進入的粒子,在垂直于極板方向上,先加速38T,又減速38T,再反向加速18T,最后反向減速18T,粒子在垂直于極板方向上所走的位移大小y=2×12a×38T2-2×12a×18T2,將a=qU0md、T=2dv0、q=mv02U0代入整理可得y=d2,由于進、出電場時電場強度方向相同,進場位置和出場位置的電勢差U12=φ1-φ2=U0d·d2=U02,所以在t=18T時刻進入的粒子離開電場時電勢能減少了ΔEp=10.B[解析]初末速度為0,中間過程不為0,所以動能先增加后減小.設正電荷Q的正上方x處電場強度為0,則k·4Q(y0+x)2=kQx2,解得x=y0,即A點場強為0,結合圖可知,A點上方場強方向向下,A點到正電荷場強方向向上,則小球從O點到B點,電場力先做正功后做負功,電勢能先減小后增加,y0處為0.在B點,小球總能量為EB=Ep1B+Ep2B,分析可知,在A、B點之間動能最大,設為C點,則EC=Ep1C+Ep2C+Ekm,由于EC=EB,Ep1C+Ep2C>Ep1B,則Ep2B>Ekm,即電勢能最大值大于動能最大值,電場力先做正功后做負功,則電勢能先減小后增加,機械能先增加后減小,而重力一直做正功,11.BCD[解析]在φ?x圖像中,其斜率表示的是電場強度的大小和方向,由圖像可知x1與x3處的電場方向不相同,從x1運動到x3,其斜率先減小,x2處的斜率為零,電場強度為零,從x2到x3,斜率逐漸增大,故A錯誤,B、D正確;由圖可知,電子從x2運動到x3,電勢減小,電勢能增大,C正確.12.ACD[解析]由兩等量異種點電荷產(chǎn)生的電場的對稱性可知,F'點與E'點的電場強度大小相等,A正確;畫出兩點電荷分別在B'點和E'點產(chǎn)生的電場強度示意圖,如圖甲所示,可知B'點的合場強在△ADB'所在的平面內(nèi),E'點的合場強在△ADE'所在的平面內(nèi),而這兩個平面存在夾角,即B'點與E'點的電場強度方向之間存在夾角,因此B'點與E'點的電場強度方向不相同,B錯誤;設A'點的電勢為φA',D'點的電勢為φD',由兩等量異種點電荷產(chǎn)生的電場的特點可知,O'點的電勢是零,F'點的電勢大于零,由對稱性可得φA'-φO'=φO'-φD'=Δφ,由A'、F'、O'三點的電勢關系可得φA'-φF'<Δφ,則有φA'-φF'<φO'-φD',即UA'F'<UO'D',C正確;正六棱柱上表面如圖乙所示,由幾何關系可知,正電荷在FO中點K的場強方向垂直于FO,負電荷在K點的場強方向指向D點,則K點的合場強與FO的夾角為銳角,而在F點的合場強與FO的夾角為鈍角,因此將試探電荷+q由F點沿直線移動到O點,電場力先做負功后做正功,則有其電勢能先增大后減小,D正確.甲乙13.Ⅰ.(1)正(2)4.4×10-4[解析](1)開關K與1端相連,電容器上極板與電源正極連接,故充滿電的電容器上極板帶正電.(2)由圖乙可知電容器充滿電時,電容器兩極板間的電壓為8V,I?t圖像與橫坐標軸圍成的面積表示電荷量,圖中約14小格,則電容器充滿電的電荷量為Q=14×1×0.25×10-3C=3.5×10-3C,電容器的電容約為C=QU=3.5×10-38F≈4.Ⅱ.(1)b(2)500(3)如圖所示4.9×10-5[解析](1)閉合開關S1,滑動變阻器是分壓式接法,若要升高電容器充電電壓,滑動變阻器R1的滑片應向b端滑動.(2)由圖乙可知,電容器開始充電電流是I1=6mA,則開始充電瞬間電流是6mA,則充電瞬間,由歐姆定律可得R2=U1I1=(3)由表中數(shù)據(jù),在圖丙中描點畫U?Q圖像,如圖所示.根據(jù)電容的定義式C=QU,可得U=QC,則U?Q圖像的斜率1C=80.39×10-3F-1,電容器電容C=0.39×14.(1)450V(2)100V(3)0.06m[解析](1)在加速電場中,由動能定理有qU=12mv解得U=450V(2)粒子的運動軌跡如圖所示在偏轉(zhuǎn)電場中,粒子做類平拋運動,平行于極板方向有l(wèi)=v0t垂直于極板方向有a=qEm=qUABmd,y其中y=d2=0.聯(lián)立解得UAB=100V(3)帶電粒子在離開電場后做勻速直線運動,由相似三角形知識得yY=解得Y=0.06m15.(1)2eU0m(2)2U0R(3)(4)t=(2d+πR+L)m[解析](1)由動能定理可得eU0=12mv解得v=2e(2)由牛頓第二定律可得neE=mv由動能定理可得neU0=12mv聯(lián)立解得E=2(3)n價離子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動,由位移公式可得L=vty=12at在偏轉(zhuǎn)電壓為U1的電場中的加速度為a=nen價離子能從C、D板左邊緣離開時滿足y≤L聯(lián)立v=2neUU1≤2U0(4)n價離子在A、B間的運動時間t1=dv2靜電分析器中離子運動時間t2=πR在偏轉(zhuǎn)電場中離子運動時間t3=L飛行總時間為t=t1+t2+t3=2d+πR+L聯(lián)立v=2neUt=(2d+πR+L)m16.(1)2v03v022RE0(2)[解析](1)在O點根據(jù)三角函數(shù)得cos60°=v解得v=2v0設粒子在O點時速度的豎直分量為vy,tan60°=v豎直方向有vy2=2a0根據(jù)牛頓第二定律得a0=qE解得qm=3(2)設粒子從O點運動到A點的時間為t0,根據(jù)位移公式得R=12a0解得t0=2因為B為圓周上電勢最低點,則圓形區(qū)域電場方向沿PB方向.設粒子從A點運動到B點的時間為t1,在垂直于圓形區(qū)域電場方向有Rcos37°=(v0cos37°)t1解得t1=Rv粒子從O點運動至B點所用的時間t=t0+t1解得t=23(3)設粒子在圓形區(qū)域電場方向的偏轉(zhuǎn)距離為h1,則h1=Rsin37°+R=1.6R在圓形區(qū)域電場方向,h1=v0sin37°·t1+12a1解得a1=2根據(jù)牛頓第二定律得qE1=ma1解得E1=43E在圓形區(qū)域電場中E1=UAB解得UAB=3215RE單元過關卷(七)[考查范圍:靜電場]選擇題部分一、選擇題Ⅰ(本題共10小題,每小題3分,共30分.每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的,不選、多選、錯選均不得分)1.[2024·湖州模擬]關于庫侖力,下列說法中正確的是()A.庫侖力公式適用于所有帶電體之間電場力的計算B.由庫侖力公式F=kq1q2r2可知,當rC.由庫侖力公式F=kq1q2r2可知D.靜電力常量是一個沒有單位的常數(shù)2.下列說法不正確的是()A.圖甲中,建筑物頂端的避雷針利用了尖端放電原理B.圖乙中,當帶電小球靠近金屬網(wǎng)時,驗電器箔片會張開C.圖丙中,高壓輸電線上方的兩條接地導線可把高壓線屏蔽起來,使它免遭雷擊D.圖丁中,電工穿著含金屬絲織物制成的工作服,是為了屏蔽高壓線周圍的電場3.[2024·余姚模擬]半徑為R、均勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場;場強大小沿半徑分布如圖所示,圖中E0已知,E?r曲線下0~R部分的面積等于R~2R部分的面積.已知靜電力常量為k,則下列判斷正確的是()A.帶電球體是等勢體B.球心與球表面間的電勢差U=E0RC.球心與球表面間的電勢差U=E0D.帶電球體所帶的電荷量Q=E4.[2024·慈溪模擬]圖甲為金屬四極桿帶電粒子質(zhì)量分析器的局部結構示意圖,圖乙為四極桿內(nèi)垂直于x軸的任意截面內(nèi)的等勢面分布圖,相鄰兩等勢面間電勢差相等,則()A.P點電勢比M點的高B.P點電場強度大小比M點的小C.M點電場強度方向沿z軸正方向D.沿y軸運動的帶電粒子,電勢能不變5.[2024·寧波模擬]如圖所示,虛線為一正點電荷電場的等勢面,P、Q兩個帶電荷量大小相等的帶電粒子,以相同的速率沿不同的方向從A點飛入電場,分別沿不同的徑跡1和2運動.若取無窮遠處電勢為零,且不計兩個粒子之間的相互作用和粒子的重力,下列說法正確的是()A.P、Q兩粒子電性相同B.P、Q兩粒子的電勢能均先增加后減少C.P、Q兩粒子經(jīng)過B、C兩點時的速率可能相等D.P經(jīng)過B點時的電勢能一定高于Q經(jīng)過C點時的電勢能6.[2024·河南新鄉(xiāng)模擬]如圖所示,將帶負電的試探電荷沿著帶等量正電荷的兩點電荷連線的中垂線從A點移動到B點,該過程稱為過程1,再沿著連線從B點移動到C點,該過程稱為過程2.下列說法正確的是()A.過程1中,試探電荷受到的靜電力逐漸增大B.過程2中,試探電荷受到的靜電力逐漸增大C.過程1中,試探電荷的電勢能逐漸增大D.過程2中,靜電力對試探電荷做負功7.電容式加速度傳感器在安全氣囊、手機移動設備等方面應用廣泛,其工作原理簡化為如圖所示,M和N為電容器兩極板,充電后與電源斷開.M極板固定在手機上,N極板兩端與固定在手機上的兩輕彈簧連接,只能按圖中標識的“前后”方向運動,電壓傳感器與靜電計等效,可直接測量電容器的電壓.當手機由靜止突然向前加速時,下列說法正確的是()A.電容器的電容增大B.電壓傳感器的示數(shù)不變C.電容器兩極板間的電場強度減小D.隨著加速度變大,電壓傳感器示數(shù)的變化量ΔU與加速度的變化量Δa之比不變8.[2024·紹興一中模擬]靜電透鏡是電子透鏡中的一種,一般由兩個或兩個以上的旋轉(zhuǎn)對稱圓筒形電極或開有小孔的金屬膜片電極構成,它廣泛應用于電子器件(如陰極射線示波管)和電子顯微鏡.如圖中虛線所示為其內(nèi)部靜電場中等差等勢面的分布示意圖.一電子(不計重力)由A點以某一速度射入該電場,僅在電場力作用下的運動軌跡如曲線AB所示,C、D為該軌跡曲線上的兩點,O點為互相垂直的對稱軸MN和M'N'的交點.下列說法不正確的是()A.C點的電勢高于D點的電勢B.電子在C點的電勢能小于在D點的電勢能C.電子從D點運動到B點過程中動量的變化率不變D.電子在C點的電勢能和動能之和等于在D點的電勢能和動能之和9.如圖甲所示,真空中水平放置兩塊長度為2d的平行金屬板P、Q,兩板間距為d,兩板間加上如圖乙所示最大值為U0的周期性變化的電壓,在兩板左側(cè)緊靠P板處有一粒子源A,自t=0時刻開始連續(xù)釋放初速度大小為v0、方向平行于金屬板的相同帶電粒子,t=0時刻釋放的粒子恰好從Q板右側(cè)邊緣離開電場,已知電場變化周期T=2dv0,粒子質(zhì)量為m,不計粒子重力及相互間的作用力,則(A.在t=0時刻進入的粒子離開電場時速度大小為2v0B.粒子的電荷量為mC.在t=18T時刻進入的粒子離開電場時電勢能減少了18D.在t=14T時刻進入的粒子剛好從P10.[2024·溫州模擬]如圖所示在豎直y軸上固定兩個點電荷,電荷量為+Q的點電荷在2y0處,電荷量為-4Q的點電荷在3y0處.將質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從坐標原點O靜止釋放,經(jīng)過A點后,能到達最低點B.以y0處為電勢能零點、2y0處為重力勢能零點,小球可視為點電荷.小球在此運動過程中的重力勢能Ep1、機械能E0、動能Ek及電勢能Ep2隨y變化的圖像可能正確的是()ABCD二、選擇題Ⅱ(本題共2小題,每小題3分,共6分.每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的.全部選對的得3分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)11.[2024·麗水模擬]一電子僅在靜電力作用下從坐標原點由靜止出發(fā)沿x軸運動,其所在位置處的電勢φ隨位置x變化的關系如圖中拋物線所示,拋物線與x軸相切于x2,下列說法正確的是()A.x1與x3處的電場方向相同B.電子在x2處的加速度為零C.電子從x2運動到x3,電勢能逐漸增大D.電子從x1運動到x3,電場力先減小再增大12.[2024·杭州模擬]如圖所示,正六棱柱上下底面的中心為O和O',A、D兩點分別固定等量異號的點電荷,下列說法正確的是()A.F'點與E'點的電場強度大小相等B.B'點與E'點的電場強度方向相同C.A'點與F'點的電勢差小于O'點與D'點的電勢差D.將試探電荷+q由F點沿直線移動到O點,其電勢能先增大后減小非選擇題部分三、非選擇題(本題共4小題,共64分)13.Ⅰ.(7分)[2024·嵊州模擬]隨著傳感器技術的不斷進步,傳感器在中學實驗室逐漸普及.某同學用電流傳感器和電壓傳感器做“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗,電路如圖甲所示.(1)先使開關K與1端相連,電源對電容器充電,這個過程很快完成,充滿電的電容器上極板帶(選填“正”或“負”)電;

(2)然后把開關K擲向2端,電容器通過電阻R放電,傳感器將電流、電壓信息傳入計算機,經(jīng)處理后得到電流和電壓隨時間變化的I?t、U?t曲線,如圖乙所示,則電容器的電容約為F(計算結果保留兩位有效數(shù)字).

Ⅱ.(7分)電容儲能已經(jīng)在電動汽車、風力發(fā)電等方面得到廣泛應用.某同學設計了圖甲所示電路,探究不同電壓下電容器的充、放電過程和測定電容器的電容.器材如下:電容器C(額定電壓10V,電容標識不清);電源E(電動勢12V,內(nèi)阻不計);滑動變阻器R1(最大阻值20Ω);電阻箱R2(阻值0~9999.9Ω);電壓表V(量程0~15V,內(nèi)阻較大);開關S1、S2,電流傳感器,計算機,導線若干.(1)按照圖甲連接電路,閉合開關S1、斷開開關S2,若要升高電容器充電電壓,滑動變阻器R1的滑片應向(選填“a”或“b”)端滑動.

(2)當電壓表的示數(shù)為U1=3V時,調(diào)節(jié)R2的阻值,閉合開關S2,通過計算機得到電容器充電過程電流隨時間變化的圖像;保持R2的阻值不變,斷開開關S1,得到電容器放電過程電流隨時間變化的圖像,圖像如圖乙所示.測得I1=6mA,則R2=Ω.

(3)重復上述實驗,得到不同電壓下電容器的充、放電過程的電流和時間的圖像,利用面積法可以得到電容器電荷量的大小,測出不同電壓下電容器所帶的電荷量如下表:實驗次數(shù)123456U/V345678Q/(10-3C)0.140.190.240.300.330.38請在圖丙中畫出U?Q圖像,并利用圖像求出電容器的電容為F.(結果保留兩位有效數(shù)字)

14.(13分)[2024·金華模擬]如圖所示,一質(zhì)量為m=1×10-20kg、帶電荷量為q=+1×10-10C的粒子,從靜止開始被