2023年高中物理静电场复习试题新人教版选修3.docx

高三静电场复习试题 一．不定项选择题 1．如图，在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电量的大小都是，在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电量的大小都是，．六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条〔 〕 A． B． C． D． 2.如以下图，在直线MN上有一个点电荷，A、B是直线MN上的两点，两点的间距为L， 场强大小分别为E和2E.那么〔 〕 A．该点电荷一定在A点的右侧 B．该点电荷一定在A点的左侧 C．A点场强方向一定沿直线向左 D．A点的电势一定低于B点的电势 3．如以下图，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c〔可视为点电荷〕，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，那么以下判断正确的选项是 〔　 〕 A．a对b的静电力一定是引力　　 B．a对b的静电力可能是斥力 A D B C C．a的电量可能比b少　 D．a的电量一定比b多 A B C D E A/ B/ C/ D/ 4、匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1 m，D为AB的中点，如以下图。电场线的方向平行于ΔABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14 V、6 V和2 V。设场强大小为E，一电量为1×10－6 C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W，那么 A．W＝8×10－6 J，E＞8 V/m B．W＝6×10－6 J，E＞6 V/m C．W＝8×10－6 J，E≤8 V/m D．W＝6×10－6 J，E≤6 V/m 5、如以下图的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A＇、B＇、C＇、D＇作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直。以下说法正确的选项是 A．AD两点间电势差UAD与A A＇两点间电势差UAA＇相等 B．带正电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电场力做正功 C．带负电的粒子从A点沿路径A→D→D＇移到D＇点，电势能减小 D．带电的粒子从A点移到C＇点，沿对角线A C＇与沿路径A→B→B＇→C＇电场力做功相同 6、一点电荷仅受电场力作用，由A点无初速释放，先后经过电场中的B点和C点。点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB、EC表示，那么EA、EB和EC间的关系可能是 A．EA＞EB＞EC B．EA＜EB＜EC C．EA＜EC＜EB D．EA＞EC＞EB 7．如以下图，A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关 S分别与电源两极相连，两极中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落，假设不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回．现要使带电质点能穿过b孔，那么可行的方法是〔 〕 A．保持S闭合，将A板适当上移B．保持S闭合，将B板适当下移 C．先断开S，再将A板适当上移D．先断开S，再将B板适当下移 8. 如以下图，在某一真空空间，有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开，假设正极板A以固定直线00/为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时，恰有一质量为m带负电荷的粒子(不计重力)以速度沿垂直于电场方向射入平行板之间，那么带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负极板B固定不动，带电粒子始终不与极板相碰) 〔 〕 A．直线 B．正弦曲线 C．抛物线 D．向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线 9．如以下图，P为金属球壳内的点，壳外一带负电体A移近金属球壳时，金属球壳内的P点处的场强E和电势ψ的变化是〔 〕 A．E不变，ψ降低 B．E不变，ψ升高 C．E增大，ψ升高 D．E增大，ψ降低 10.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，如以下图。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的〔 〕 A．极板x应带正电 B．极板x´应带正电 C．极板y应带正电 D．极板y´应带正电 二． 填空题 11．在一条直线上，从左向右依次固定A、B、C三个质量之比为mA∶mB∶mc＝1∶2∶3的带电小球，小球所在的光滑平面是绝缘的。当只将A球释放的瞬间，它获得向左的加速度，大小为5m／s2，当只将B球释放的瞬间，它获得向右的加速度，大小为4m／s2；那么，当只将C球释放的瞬间，它获得向＿＿＿＿的加速度，大小为＿＿＿＿。 12．如以下图，是测定液面上下的传感器示意图，A为固定的导体芯， B为导体芯外面的一层绝缘物体，C为导电液体，把传感器接到图示电路中。灵敏电流计指针偏转方向与电流方向相同。如果发现指针正向左偏转，那么导电液体的深度h的变化是 ，说明电容器的电容 。 13．如以下图的实验装置中，左边的非匀强电场使电子加速，右边的匀强电场使电子减速。设非匀强电场的电压为U，匀强电场的电压为U′，实验结果是：只要U′ U〔填“>〞或，“<〞〕电流计的指针就偏转；只要U′ U〔填“>〞或“<〞〕，电流计的指针就不偏转。从这个实验结果可得到的结论是 O N M 3 2 O y/m x/m M v0 2222222 N 3 14．如以下图，在竖直平面的xoy坐标系内，oyxoy方向竖直向上抛出，初动能为4JM点所示，那么小球在M点时的动能为 J,小球落回x轴时的位置N点的横坐标为 m，小球到达N点时的动能为 J. 三、计算题〔要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。〕 15．〔18分〕一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图，AB与电场线夹角θ=30°，带电微粒的质量m×10－7kg，电量q×10－10C，A、B相距L=20cm。〔取g=10m/s2，结果保存二位有效数字〕求： 〔1〕说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由。 〔2〕电场强度的大小和方向？ 〔3〕要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？ 16、如以下图，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。 ⑴假设粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能； b a c d E ⑵假设粒子离开电场时动能为Ek／，那么电场强度为多大？ 17．如图3-3所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E，方向一定．在圆周平面内将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点．在这些点中，到达c点时小球的动能最大，ac和bc间的夹角θ= 30°，假设不计重力和空气阻力，求： (1)电场方向与ac间的夹角α为多大？ (2)假设小球在a点时初速度与电场方向垂直，那么小球恰好能落在C点，那么初动能为多大？ θ 18．有带平行板电容器竖直安放如图9－5－4所示， 两板间距d=0.1m，电势差U=1000V，现从平行板上A处以 vA=3m/s速度水平射入一带正电小球〔小球带电荷量q=10-7C，质量m=0．02q〕经一段时间后发现小球打在A点正下方的B处，求A、B间的距离SAB。〔g取10m/s2〕 m、带有电荷－q的小物体，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向，如图9—3—22所示，小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力Ff作用，且Ff＜qE；设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s. 20、飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比q/m，如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间t1。改良以上方法，如图2，让离子飞越AB后进入场强为E〔方向如图〕的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间t2，〔不计离子重力〕 ⑴忽略离子源中离子的初速度，①用t1计算荷质比；②用t2计算荷质比。 ⑵离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同，设两个荷质比都为q/m的离子在A端的速度分别为v和v/〔v≠v/〕，在改良后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差Δt，可通过调节电场E使Δt＝0。求此时E的大小。 L B A U O 真空管 离子源 图1 L B A U 真空管 离子源 图2 C E 静电场答案 1B 2 A 3AD 4A 5BD 6 AD 7B 8C 9A 10 AC 11. 向左 1m／s2 12．正增大，增大。 13．< ， >，只要电压相同，不管是否匀强电场电场对带电粒子所加的作用是相同的 14 9，12，40 , 15．〔1〕微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如以下图，微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度vA方向相反，微粒做匀减速运动。 〔2〕在垂直于AB方向上，有qEsinθ－mgcosθ=0 所以电场强度E×104N/C 电场强度的方向水平向左 〔3〕微粒由A运动到B时的速度vB=0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得， mgLsinθ+qELcosθ=mvA2/2 代入数据，解得vA 16、 ⑴由L＝v0t得 所以： qEL＝Ekt－Ek 所以：Ekt＝qEL＋Ek＝5Ek， ⑵假设粒子由bc边离开电场，那么： L＝v0t Ek／－Ek＝ 所以： 假设粒子由cd边离开电场，那么： qEL＝Ek/－Ek 所以： 17. (1)小球在c点时的动能最大，即c点的电势最低．作过c点与圆周相切的线，切线为等势线，Oc方向即为电场方向，其与直径ac夹角为：θ＝∠acO＝30° (2)小球做类平抛运动．有：＝vot　　　　　　　① 在沿着电场线方向有：＝　  ②　 由图几何关系可得： ＝2Rcosθ＝　　　　　 ③　 ＝·sinθ＝　　④ 　 ＝·cosθ+R＝　　⑤　 　将③、④、⑤式代入①、②两式并解得vo＝．所以Eko= ． 18.【分析与解答】小球m在处以vA以水平射入匀强电场后，运动轨迹如以下图。对于这类较复杂的运动，中学中常用的处理方法是将其分解成两个或几个简单的直线运动，根据力的独立作用原理及运动的互不相干性分别加以分析。 考察竖直方向情况：小球无初速，只受重力mg，可看作是自由落体运动；考察水平方向情况，有初速vA，受恒定的电场力qE作用，作匀速直线运动，小球的曲线运动由上述两个正交的直线运动叠加而成。 由题可知：E=U/d=1000/0.1=104V/m