（新课标）2017届高三物理一轮总复习 第6章 静电场（课件+试题）（打包8套）（选修3-1）.zip

1第 3 节 电容器带电粒子在电场中的运动一、选择题：1～6 题为单选，7～9 题为多选．1．如图，带电荷量为＋q、质量为 m 的滑块，沿固定的绝缘斜面匀速下滑．现加上一竖直向上的匀强电场，电场强度为 E，且 qE＜mg.物体沿斜面下滑的过程中，以下说法正确的是A．滑块将沿斜面减速下滑B．滑块仍沿斜面匀速下滑C．加电场前，系统机械能守恒D．加电场后，重力势能的减少量等于电势能的增加量2．如图，两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，接通开关 S，电源即给电容器充电A．保持 S 接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B．保持 S 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量减小C．断开 S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D．断开 S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大3．如图所示，在两条竖直边界线所围的匀强电场中，一个不计重力的带电粒子从左边界的 P 点以某一水平速度射入电场，从右边界的 Q 点射出，下列判断正确的有A．粒子带正电B．粒子做匀速圆周运动C．粒子电势能增大D．若增大电场强度粒子通过电场的时间变大4．如图所示，平行板电容器通过一滑动变阻器 R 与直流电源连接， G 为一零刻度在表盘中央的灵敏电流表，闭合开关 S 后，下列说法正确的是A．若只在两板间插入电介质，电容器的两板间电压将增大B．若只在两板间插入电介质，电容器的电容将保持不变C．若只将电容器下极板向下移动一小段距离，此过程电流计中有从 a 到 b 方向的电流2D．若只将滑动变阻器滑片 P 向上移动，电容器储存的电量将增加5．示波管的内部结构如图甲所示．如果在偏转电极 XX′、YY′之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心．如果在偏转电极 XX′之间和 YY′之间加上图丙所示的几种电压，荧光屏上可能会出现图乙中( a)、( b)所示的两种波形．则A．若 XX′和 YY′分别加电压(3)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中( a)所示波形B．若 XX′和 YY′分别加电压(4)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中( a)所示波形C．若 XX′和 YY′分别加电压(3)和(4)，荧光屏上可以出现图乙中( b)所示波形D．若 XX′和 YY′分别加电压(4)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中( b)所示波形6．如图所示，一个质量为 m、带电量为 q 的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电场垂直的方向射入，不计粒子所受的重力当粒子的入射速度为 v 时，它恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上．现欲使质量为 m、入射速度为 的粒子也能恰好穿过这一电场区域而v2不碰到金属板，在以下的仅改变某一物理量的方案中，不可行的是A．使粒子的带电量减少为原来的14B．使两板间所接电源的电压减小到原来的一半C．使两板间的距离增加到原来的 2 倍D．使两极板的长度减小为原来的一半7．如图所示，ABCD 为匀强电场中相邻的四个等势面，相邻等势面间距离为 5 cm.一个电子仅受电场力垂直经过电势为零的等势面 D 时，动能为 15 eV(电子伏)，到达等势面 A时速度恰好为零．则下列说法正确的是A．电场强度方向从 A 指向 DB．匀强电场的电场强度为 100 V/mC．电子经过等势面 C 时，电势能大小为 5 eVD．电子在上述等势面间运动的时间之比为 1∶2∶38．如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是3A．从 t＝0 时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上B．从 t＝0 时刻释放电子，电子可能在两板间振动C．从 t＝ 时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上T4D．从 t＝ 时刻释放电子，电子必将打到左极板射出3T89．如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为 θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球 A，细线与斜面平行．小球A 的质量为 m、电量为 q.小球 A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球 B，两球心的高度相同、间距为 d.静电力常量为 k，重力加速度为 g，两带电小球可视为点电荷．小球 A 静止在斜面上，则A．小球 A 与 B 之间库仑力的大小为kq2d2B．当 ＝ 时，细线上的拉力为 0qd mgsin θkC．当 ＝ 时，细线上的拉力为 0qd mgtan θkD．当 ＝ 时，斜面对小球 A 的支持力为 0qd mgktan θ二、计算题10．如图所示，一平行板电容器接在 U＝12 V 的直流电源上，电容 C＝3.0×10 －10 F，两极板间距离 d＝1.2×10 －3 m，取 g＝10 m/s2，求：(1)该电容器所带电量；(2)若板间有一带电微粒，其质量为 m＝2.0×10 －3 kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电量为多少？带何种电荷？411．光滑绝缘的水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的“∟”形板(其水平部分足够长、左端竖直部分为 A 壁)， “∟”形板的质量为 m.距板的 A 壁距离为 L 的 B 处放有一质量也为 m、电荷量为 q 的带正电的小物体(可视为质点)，小物体与板面间的摩擦可忽略不计，整个装置处于电场强度大小为 E，方向水平向左的匀强电场中，原来板与小物体都静止，且它们始终处于电场中，求：(1)释放小物体，它第一次与板 A 壁碰前的速度 v1的大小；(2)若小物体与 A 壁碰撞后交换速度(碰撞后小物体的速度为板碰撞前的速度，即速度为零；板以小物体碰前的速度运动)，且碰撞时间可忽略．则小物体在第二次跟 A 壁碰撞瞬间，板运动的总位移为多大；(3)若小物体与板 A 壁每次碰撞后都交换速度，求小物体从开始运动到与板第三次碰撞瞬间，小物体电势能的增量．答案 题号12354567896第 3 节 电容器带电粒子在电场中的运动【考点集训】1． B 2. C 3. A 4. D 5. A 6. B 7. BC 8. AC 9. AC10． 【解析】(1)由公式 C＝ 得QUQ＝CU＝3.0×10 －10 ×12 C＝3.6×10 －9 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止，则 qE＝mg，而 E＝Ud解得 q＝ ＝ C＝2.0×10 －6 CmgdU 2.0×10－ 3×10×1.20×10－ 312微粒带负电荷．11． 【解析】(1)根据动能定理有 qEL＝ mv ，解得：v 1＝12 21 2qELm(2)设第一次碰撞至第二次碰撞经历的时间为 t2，根据题意有v1t2＝ t ，解得：t 2＝12qEm2 2mv1qE板运动的总位移 s2＝v 1t2＝ ＝4L(3)第二次碰撞后 B 的速度 vB＝v 1，A 的速度 vA＝ t2＝2v 1qEm设第二次碰撞后至第三次碰撞前所经历的时间为 t3， 则有2v1t3＝v 1t3＋ t ，解得：t 3＝12qEm23 2mv1qE此过程中小物块的位移 s＝L＋v 1t2＋2v 1t3＝13L小物块电势能的增量 Δ EP＝－W＝－13qEL1第 2节 电场的能的性质一、选择题：1～7 题为单选，8～11 题为多选．1．如图，a、b、c、d 是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在平面平行．已知 a点的电势为 20 V，b 点的电势为 24 V，d 点的电势为 4 V，由此可知 c点的电势为A．4 V B．8 V C．12 V D．24 V2．如图所示，在 x轴上相距为 L的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，虚线是以＋Q 所在点为圆心、 为半径的圆，a、b、c、d 是圆上的四个点，其中 a、c 两点在 x轴上，L2b、d 两点关于 x轴对称．下列判断错误的是A．b、d 两点处的电势相同B．四个点中 c点处的电势最低C．b、d 两点处的电场强度相同D．将一试探电荷＋q 沿圆周由 a点移至 c点，＋q 的电势能减小3．如图所示：长为 L、倾角为 θ 的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为＋q、质量为 m的小球以初速度 v0从斜面底端 A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端 B点时，速度仍为 v0，则A．小球在 B点的电势能一定大于在 A点的电势能B．A、B 两点间的电压一定等于mgLsin θqC．若电场是匀强电场，则该电场的电场强度最大值一定为mgqD．若该电场是由放置在 C点的点电荷 Q产生，则 θ 为 45°4．如图所示，相互垂直的固定绝缘光滑挡板 PO、QO 竖直放置在重力场中，a、b 为两个带有同种电量的小球(可以近似看成点电荷)，当用水平向左的作用力 F作用于 b时，2a、b 紧靠挡板处于静止状态．现若稍改变 F的大小，使 b稍向左移动一小段距离，则当a、b 重新处于静止状态后A．a、b 间电场力增大 B．作用力 F将减小C．系统重力势能减小 D．系统的电势能将增加5．如图所示，在真空中分别固定有电荷量为＋Q 和－Q 的点电荷，a、b、c、d 是两点电荷连线上的四个点，已知 a、b 到＋Q 的距离以及 c、d 到－Q 的距离均为 L，下列说法正确的是A．a、d 两点的电场强度相同，电势相同B．b、c 两点的电场强度不同，电势相等C．将一个正试探电荷从 a点沿任意路径移动到 b点时电场力做的功，跟从 d点沿任意路径移动到 c点时电场力做的功相同D．一个正试探电荷在 c点的电势能大于它在 d点的电势能6．位于正方形四角上的四个等量点电荷的分布如右图所示，ab、cd 分别是正方形两条边的中垂线，O 点为中垂线的交点，P、Q 分别为 cd、ab 上的点．OQOP，则下列说法正确的是A．P、O 两点的电势关系为 φ P＝φ OB．P、Q 两点电场强度的大小关系为 EP＜E QC．若在 O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零D．若将某一负电荷由 P点沿着图中曲线 PQ移到 Q点，电场力做负功7．如图所示，金属圆筒左侧接在电源的正极上，电源的负极接在金属板 B上(B 板接地)，AB 间为匀强电场．一带负电粒子(重力不计)以某一速度自圆筒 O点经小孔 A运动到B板上，则这一过程中带电粒子的电势能 E随位置 x变化的图象为38．如图所示，水平放置的固定圆环 A均匀带电＋Q，从盘中心 O点正上方 D处由静止释放一质量为 m、带电＋q 的小球，小球下降 H后到达 B点，速度变为 0，经过 C点时速度最大，由此可求出圆环 A所带电荷＋Q 形成的电场中A．C 点的电场强度 B．B 点的电场强度C．D、C 间电势差 D．D、B 间电势差9．如图( a)，MN 是长为 L倾角为 θ 的光滑绝缘杆，M、N、P 为直角三角形的三个顶点，MP中点处固定一电量为 Q的正点电荷，杆上套有一质量为 m的带正电的小球(可视为点电荷)，小球自 N点由静止释放．小球的重力势能和电势能随位置 x(取 M点处 x＝0)的变化图象如图( b)所示，不计空气阻力，重力加速度为 g.下列说法正确的是 A．图( b)中表示电势能随位置变化的是图线ⅡB．小球经过 x1位置时电场力做功的功率最大C．小球在 M点受到的库仑力比在 N点受到的库仑力大D．若图象中的 E1 、E 2 、E 0为已知，则可求得小球在 M点时的速度10．如图，真空中有一个边长为 L的正方体，正方体的两个顶点 M、N 处分别放置一对电荷量都为 q的正、负点电荷．图中的 a、b、c、d 是其他的四个顶点，k 为静电力常量，下列表述正确的是A．M、N 点电荷间的库仑力大小为 F＝kq22L2B．c、d 两点电势相等C．a、b 两点电场强度大小相等D．a 点电势高于 b点电势11．真空中，两个相距 L的固定电荷 E、F 所带电荷量分别为 Q1和 Q2，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图实线所示，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 EF连线平行，且∠NEF∠NFE，则4A．E 带正电，F 带负电，且 Q1Q2B．过 N点的等势面与过 N点的切线垂直C．负检验电荷在 M点的电势能大于在 N点的电势能D．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点二、计算题12．如图所示，在匀强电场中，将带电荷量 q＝－6×10 －6 C的电荷从电场中的 A点移到 B点，克服电场力做了 2.4×10－5 J的功，再从 B点移到 C点，电场力做了 1.2×10－5 J的功．求：(1)A、B 两点间的电势差 UAB和 B、C 两点间的电势差 UBC；(2)如果规定 B点的电势为零，则 A点和 C点的电势分别为多少？(3)作出过 B点的一条电场线(只保留作图的痕迹，不写做法)．答案 题号12345678910115第 2节 电场的能的性质【考点集训】1． B 2. C 3. B 4. B 5. D 6. A 7. A 8. AD 9. ACD 10. AC 11. AB12． 【解析】(1)根据公式 W＝Uq 可得UAB＝ ＝ V＝4 V WABq － 2.4×10－ 5－ 6×10－ 6UBC＝ V＝－2 V, 1.2×10－ 5－ 6×10－ 6(2)因为 UAB＝φ A－φ B，U BC＝φ B－φ C，又 φ B＝0 故 φ A＝4 V，φ C＝2 V(3)取 AB的中点 D，D 点的电势为 2 V，连接 CD，为等势线，电场线与等势线垂直，由高电势指向低电势，如图所示．1第 1 节 电场的力的性质一、选择题：1～6 题为单选，7～10 题为多选．1．一个带正电的点电荷以一定的初速度 v0(v0≠0)，沿着垂直于匀强电场的方向射入电场，则其可能的运动轨迹应该是图中的2．电场中有一点 P，关于 P 点的电场强度，下列说法中正确的是A．若放在 P 点的检验电荷的电量减半，则 P 点的电场强度减半B．若 P 点没有检验电荷，则 P 点电场强度为零C．P 点的电场强度越大，则同一电荷在 P 点所受电场力越大D．P 点的电场强度方向为检验电荷在该点的受力方向3．如右图所示，A、B 均为半个绝缘正方体，质量均为 m，在 A、B 内部各嵌入一个带电小球，A 中小球带电量为＋q，B 中小球带电量为－q，且两个小球的球心连线垂直于 AB接触面．A、B 最初靠在竖直的粗糙墙上．空间有水平向右的匀强电场，场强大小为 E，重力加速度为 g.现将 A、B 无初速度释放，下落过程中始终保持相对静止，忽略空气阻力，则下列说法中正确的是A．A、B 下落的加速度大小均为 gB．A、B 下落的加速度大小应小于 gC．A、B 之间接触面上的弹力为零D．A、B 下落的加速度应大于 g4．如图，质量分别为 mA、m B的 A、B 两小球带有同种电荷，电荷量分别为 qA、q B，用绝缘细线悬挂在水平天花板上．平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为 α 与 β(αβ)．现突然让两小球失去各自所带电荷，接着开始摆动，摆动过程中最大速度分别为 vA、v B，则A．m A一定小于 mB B．q A一定大于 qBC．v A一定小于 vB D．v A可能等于 vB5．如图所示，水平光滑绝缘杆从物体 A 中心的孔穿过，A 的质量为 M，用绝缘细线将2另一质量为 m 的小球 B 与 A 连接，Mm，整个装置所在空间存在水平向右的匀强电场 E.现仅使 B 带正电且电荷量大小为 Q，发现 A、B 一起以加速度 a 向右运动，细线与竖直方向成α 角．若仅使 A 带负电且电荷量大小为 Q′，发现 A、B 一起以加速度 a′向左运动，细线与竖直方向也成 α 角，则A．a′＝a，Q′＝Q B．a′a，Q′＝QC．a′a，Q′Q6．如图所示，在正点电荷 Q 形成的电场中，在某点 M 放入一电荷量为 q 的正点电荷P，P 受到的库仑力为 F，下列表述正确的是A．P、Q 之间相互吸引B．若将 P 移走，则 M 点的电场强度为零C．若将 P 移近 Q，则 P 所受库仑力减小D．若将 P 的电荷量增大为 2q，则 P 所受库仑力增大为 2F7．如图所示，带正电的点电荷 O 固定，另外有两个质量相等、电荷量相同的点电荷A、B 分别在点电荷 O 的电场力的作用下沿 1、2 两轨道运动，其中电荷 A 沿半径为 r 的圆轨道 1 以速度 vA运动；电荷 B 沿椭圆轨道 2 运动，椭圆轨道到 O 的最远距离为 2r，电荷 B经过椭圆最远点的速度为 vB；两轨道相切于 C 点，若不考虑 A、B 间的相互作用，A、B、C、O 点在一条直线上，则A．电荷 A、B 均带负电B．v A＝v BC．两电荷分别经过 C 点时速度大小相等D．电荷 A 运动的加速度大小为8．如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘．两个质量均为 m、带有电量为qA、q B(qA≠q B)的同种电荷的小球 A、B 分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，用图示方向的水平推力 F 作用于小球 B，两球静止于图示位置，此时两小球之间的距离为 l.下面的结论或论述正确的是3A．k ＝qAqBl2 F2＋ （ mg） 2B．k ≠qAqBl2 F2＋ （ mg） 2C．若将两小球 A、B 接触后再放置在原位置，其他条件不变，两小球 A、B 仍能保持平衡D．若将两小球 A、B 接触后再放置在原位置，其他条件不变，两小球 A、B 不可能保持平衡9．如图所示，在电场强度大小为 E 的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为 m、电荷量为 q 的带负电小球，另一端固定在 O 点．把小球拉到使细线水平的位置 A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成 θ＝60°角的位置 B时速度为零．以下说法正确的是A．球在 B 点时，细线拉力为 T＝2EqB．球在 B 点时，细线拉力为 T＝ mg3C．小球重力与电场力的关系是 Eq＝ mg3D．小球重力与电场力的关系是 mg＝ Eq310．如图所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为 0.1 g，分别用10 cm 长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的一点，当平衡时 B 球偏离竖直方向 60°，A 竖直悬挂且与绝缘墙接触(g 取 10 m/s2)．静电力常量 k＝9.0×10 9 N·m2/C2.下列说法正确的是A．小球的带电荷量约为 3.33×10－8 CB．墙壁受到的压力约为 8.7×10－4 NC．A 球受到细线的拉力为 1.0×10－3 ND．B 球受到的拉力为 1.5×10－3 N答案 题号123456478910二、计算题11．如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球 B，静止在图示位置，若固定的带正电的小球 A 的电荷量为 Q，B 球的质量为 m，带电荷量为 q，θ＝30°，A 和 B 在同一条水平线上，整个装置处于真空中，(静电力常数为 k，重力加速度为 g)求：(1)带电小球 A 在 B 点处产生的电场强度；(2)A、B 两球间的距离．12．如图所示，在倾角为 α 的足够长光滑斜面上放置两个质量分别为 2m 和 m 的带电小球 A 和 B(均可视为质点)，它们相距为 L.两球同时由静止开始释放时，B 球的初始加速度恰好等于零．经过一段时间后，当两球距离为 L′时，A、B 的加速度大小之比为a1∶a 2＝11∶5.(静电力恒量为 k)(1)若 B 球带正电荷且电荷量为 q，求 A 球所带电荷量 Q 及电性；(2)求 L′与 L 之比．5第 1 节 电场的力的性质【考点集训】1． B 2. C 3. A 4. A 5. D 6. D 7. AD 8. AD 9. BC 10. AB11． 【解析】(1)根据题意，A、B 两球都受力平衡，对 B 球进行受力分析： F＝mg tan θE＝ 得 E＝ ，场强方向由 A 指向 BFq 3mg3q(2)两球之间库仑力：F＝kQql2以上两式联立解得：l＝3kQqmg12． 【解析】(1)对 B 球分析有，A 球带正电荷，初始时 B 球沿斜面方向合力为零： F－mg sin α＝0又 F＝kQqL2解得 Q＝mgL2sin αkq(2)B 球受力平衡，两球相互排斥运动一段距离后，两球间距离增大，库仑力一定减小，小于 mgsin α.A 球加速度 a1方向应沿斜面向下，根据牛顿第二定律，有F′＋2mg sin α＝2ma 1B 球加速度 a2方向应沿斜面向下，根据牛顿第二定律，有：mg sin α－F′＝ma 2依题意 a 1∶a 2＝11∶5得 F′＝ mgsin α49又 F′＝kQqL′ 2得 L′∶L＝3∶2