备考2020高考物理一轮复习《第八单元 静电场》单元训练金卷(A)含答案解析

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资源描述

1、第八单元 静电场(A)注意事项:1答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。一、 (本题共13小题,每小题4分,共52分。在每小题给出的四个选项中,第18题只有一项符合题目要求,第913题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1

2、下列关于物理学家的贡献的说法中,正确的是()A物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷间的相互作用规律B物理学家法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量C物理学家密立根最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场D物理学家卡文迪许测出了静电力常量k2(2019全国I卷)如图,空间存在一方向水平向右的匀强磁场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则()AP和Q都带正电荷BP和Q都带负电荷CP带正电荷,Q带负电荷DP带负电荷,Q带正电荷3如图所示,一电荷量为+Q的点电荷甲固定在光滑绝缘的水平面上的O点,另一电荷量为+q、质量为m的点电荷乙从A点经C以v02

3、m/s的初速度沿它们的连线向甲运动,到达B点时的速度为零,已知ACCB,A3 V,B5 V,静电力常量为k,则()AC4 V BC4 VC点电荷乙的比荷为1 C/kg D点电荷乙的比荷为2 C/kg4如图所示,M、N是以MN为直径的半圆弧上的两点,O点为半圆弧的圆心。将带电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M、N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至O点正下方,则O点的电场强度大小变为E2,E1与E2之比为()A12B21C23D435一电子只在电场力作用下从电场中的A点移动到B点的过程中,电子克服电场力做了3 eV的功,则()AA点的电势比B点的电势高3 V BA点的

4、电势比B点的电势低3 VC电子的电势能减少了3 eV D电子的动能增加了3 eV6示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示。如果在荧光屏上的P点出现亮斑,那么示波管中的A极板X带正电 B极板X带负电C极板Y带正电 D极板Y不带电7如图所示为真空中某一点电荷Q产生的电场,a、b分别是其电场中的两点,其中a点处的电场强度大小EaE0, b点处的电场强度大小Eb3E0,且Ea、Eb间的夹角大于90,方向如图甲所示。一带负电的检验电荷q在场中由a运动到b,则()Aa、b两点到点电荷Q的距离之比rarb31Ba、b两点到点电荷Q的距离之比rarb31 Ca、b两点处的电势的大

5、小关系为abD在把检验电荷q沿直线从a移到b的过程中,电场力先做负功后做正功【答案】B【解析】通过作图找出点电荷Q的位置,如图所示,根据点电荷周围的电场强度的公式EkQr21r2可知,a、b两点到点电荷Q的距离之比rarb31,选项A错、B对;从图乙中可知,Q带正电,因为越靠近场源正电荷的点,其电势越高,所以aUCA,即BCCA,即C4 V,选项A、B错误;根据动能定理,qUAB012mv02,得qm1 C/kg,选项C正确、D错误。4【答案】B【解析】依题意,当两个等量异种点电荷分别在M、N两点时,两个点电荷在O点产生的电场强度之和E1EM+EN,且EMEN,故有EMENE12;当N点处的点

6、电荷移至O点正下方时,O点电场强度大小E22E12,则E1E221,B正确。5【答案】A【解析】由于电子带负电,电子克服电场力做功,电子一定是从高电势点向低电势点运动,因此选项A正确、B错误;电场力做负功,电子的电势能增加,动能减小,动能的减少量等于电势能的增加量,也等于电子克服电场力所做的功,选项C、D错误。6【答案】C【解析】根据亮斑的位置偏向Y极板,可知电子因受到电场力的作用而运动轨迹发生了偏转,因此极板X不带电,极板Y应带正电。7【答案】B【解析】通过作图找出点电荷Q的位置,如图所示,根据点电荷周围的电场强度的公式EkQr21r2可知,a、b两点到点电荷Q的距离之比rarb31,选项A

7、错、B对;从图乙中可知,Q带正电,因为越靠近场源正电荷的点,其电势越高,所以ab,选项C错误;检验电荷q带负电,电场力先做正功后做负功,选项D错误。8【答案】D【解析】小球在复合场中所受到的重力和电场力的合力为一恒力,其方向与水平方向的夹角为45,小球由静止释放,小球沿直线AB做匀加速运动,显然选项A、C错误;小球刚运动到B点的瞬时,绳子刚好被拉直,绳子对小球的拉力为零,选项B错误;小球刚运动到B点的瞬时,利用动能定理可得mgl+qElEk,求出Ek2mgl,选项D正确。9【答案】BC【解析】电容器的电容由CS4kd决定,选项A错;根据电容的决定式可知,仅减小平行板电容器极板的正对面积,电容器

8、的电容减小,选项B正确;若保持平行板电容器所带电荷量不变,仅减小极板间的距离,根据电容的定义式CQU、决定式CS4kd和EUd可得,E4kQS不变,选项C正确;若保持平行板电容器两极板间的电势差不变,仅减小极板间距离,则电容器的电容增大,根据QCU可知,电容器所带电荷量增大,选项D错误。10【答案】AB【解析】电子在电场中运动时的加速度大小不变,但方向改变,因此选项C错误;电子在两板间先加速后减速,恰好能到达B板,设板间距离为d,有212qU0mdT42d,解得dqU0T216m,选项A正确;当tT2时电子速度最大,有vmqU0mdT4qU0m,选项B正确;若电子在tT8时刻进入,则在T8T2

9、时间段内,电子做匀加速直线运动,其位移x98d,已经到达B板,显然选项D错误。11 【答案】AC【解析】若电场中由同种电荷形成即由A点释放负电荷,则先加速后减速,故A正确;若电场线为曲线,粒子轨迹不与电场线重合,故B错误。由于N点速度大于等于零,故N点动能大于等于M点动能,由能量守恒可知,N点电势能小于等于M点电势能,故C正确;粒子可能做曲线运动,故D错误。12【答案】AD【解析】小球在重力与电场力的合力作用下运动,从A点运动到C点,小球在竖直方向所受合力为零,因此,电场方向与水平方向成45角斜向上,选项A对、B错;在小球从A点运动到C点的过程中,其受力情况为qEcos 45mg,即小球的重力

10、与电场力之比为12,选项C错误、D正确。13【答案】BC【解析】由几何关系,可知b的电势大于a的电势,故A错误,把负电荷从a移到b,电势能减少,故D错误;由对称性和电场的叠加原理,可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同,故B、C正确。二、(本题共4小题,共48分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)14【解析】(1)设微粒刚进入两板间的速度为v,根据动能定理,有:qE1d12mv2(3分)解得:v2qE1dm。(2分)(2)微粒恰能在两板间运动而不与板发生相互作用,说

11、明微粒在两板间做匀速圆周运动,有:qE2mv2L。 (3分)E22dLE1。(2分)15【解析】(1)当小球与导轨间无作用力时,小球仅受重力、库仑力作用,根据平衡条件,沿导轨半径方向,有:kq2(2rcos)2cos mgsin 2(2分)解得:q8mgr2sincos2k(1分)根据点电荷的电场强度公式得:Ekq(2rcos)2mgksin2r2cos2。 (2分)(2)小球与导轨间无作用力时所在处的切向合力:Fkq2(2rcos)2sin +mgcos 2(2分)即:Fmg(1分)因此,小球在此位置时的切向加速度aFmg。 (2分)16【解析】(1)电容器不带电时,微粒做平抛运动,设初速度

12、为v0,则有:L2v0t(2分)d212gt2 (2分)联立两式得:v0L2gd (1分)代入数据得:v02.5 m/s。(1分)(2)若微粒能从A板右边缘射出,则有:Lv0t1(1分)d212a1t12(1分)又由于mgqEma1(1分)联立以上各式:E1500 V/m (1分)设射入n个微粒后,微粒才可以从该电容器穿出,由于EUd,UQCnqC得:EnqCd(2分)代入数据,解得:n9.9故至少射入10个微粒后,微粒才可以从该电容器穿出。 (1分)17【解析】(1)设带电体通过C点时的速度为vC,依据牛顿第二定律,有:mgmvC2R(2分)解得 vC2.0 m/s (1分)在带电体从P到C

13、的过程中,根据动能定理,有:qEsmg2R12mvC2(2分)解得:E1.0104 V/m。(2分)(2)由(1)知,qEmg,重力和电场力的合力与重力方向成45夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45处。设小球的最大动能为Ekm,带电体在从P点开始运动到速度最大的过程中,根据动能定理有:qE(s+Rsin 45)mgR(1cos 45)Ekm(2分)解得Ekm1.17 J (或22+35 J)(1分)即:12mvm222+35 J(1分)在速度最大的位置,带电体对轨道的压力最大,设最大压力为N,根据牛顿第二定律,有:N2mgmvm2R (2分)解得:N(3+32) N(或7.24 N)。 (2分)

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