高中物理人教版（2019）必修三第九章静电场及其应用复习提...

更新时间：2023-01-04 浏览次数：168 类型：单元试卷

一、单选题

1. (2022高三上·安徽月考) 如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别固定于边长为 $\text{[math]}$ 的正三角形的三个顶点上； $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 带正电， $\text{[math]}$ 带负电，电荷量均为 $\text{[math]}$ ，已知静电力常量为 $\text{[math]}$ ，则正三角形中心处的电场强度大小为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2023高二上·衡阳期末) 如图所示，静电场中的一条直电场线上有A、B两点，电子仅受电场力作用下由A点静止释放后向B点运动，则下列判断正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 点的电势比 $\text{[math]}$ 点的电势高 B . $\text{[math]}$ 点的场强一定比 $\text{[math]}$ 点的场强大 C . 电子在A点的电势能比在B点的电势能大 D . 电子在A点受到的电场力一定比在B点大

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3. (2022高三上·沈阳月考) 电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子枪发射电子束，通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散.电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势线。一电子仅在电场力作用下运动，运动轨迹如图实线所示，a、b、c、d是轨迹上的四个点，下列说法正确的是（　　）

A . b处的电场强度与c处的电场强度相同 B . 电子从a到d运动时，加速度大小保持不变 C . 电子从a到d运动时，电势能先增大后减小 D . 电子在a处受到的电场力方向与a处虚线垂直

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4. (2022高二上·浙江月考) 一个内部含有空腔的矩形金属导体W放在静电场中，电场线如图所示，下列说法不正确的是（）

A . 金属发生感应起电，左端A处的感应电荷为负电荷 B . 金属表面是等势面，金属导体是等势体 C . 金属内部被静电屏蔽，空腔C处的电场强度为0 D . 金属处于静电平衡，金属内部的电子不受电场力作用，处于静止状态

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5. (2022高二上·浙江月考) 如图所示，匀强电场的方向平行于xOy平面，取坐标原点O的电势为零，已知平面内A、B两点的电势分别为240V和165V，下列说法不正确的是（）

A . C点处的电势为－75V B . 电场强度的大小为13V/cm C . 电子在B点的电势能比在A点大75eV D . 电子从B点沿BAOC运动到C点，电场力做的功为240eV

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6. (2022高二上·广东期中) 在图示电路中，A、B为两块正对的水平金属板，G为静电计。开关S闭合后，静电计指针张开一个角度，板间的带电油滴悬浮在两板之间静止不动，不考虑静电计电量的变化对平行板电容器的影响，下列说法正确的是（　　）

A . 若仅将A板水平向右缓慢平移一些，油滴依然静止不动 B . 若仅将B板竖直向下缓慢平移一些，静电计指针的张角将变大 C . 若断开S，仅将A板水平向左缓慢平移一些，静电计指针的张角将变小 D . 若断开S，仅将B板竖直向上缓慢平移一些，油滴的电势能变小

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7. (2022高三上·江西期中) 在圆锥体空间的顶点O固定一正点电荷，底面圆周上有三点a、b、c，O′是底面圆心，d点为Oc的中点，在该点电荷所产生的电场中，正确的判断是（）

A . a、b、c三点的电场强度相同 B . d点与O′点电势差和O′点与c点电势差关系为 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ C . 带正电的检验电荷沿直线从a至O′过程中电场力增大，电势能增大 D . 带负电的检验电荷沿直线从a至b过程中电势能先增大后减小

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8. (2022高二上·运城期中) 静电透镜是利用电磁场来偏转和聚焦电子束，两个电势不等的同轴圆筒就构成了一个最简单的静电透镜。静电透镜的原理图如图所示，圆筒A带负电，圆筒B带正电，圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示。当电子束沿中心轴从圆筒A射向圆筒B时，静电场使平行入射的电子束汇聚于中心光轴上，这就形成了最简单的静电透镜。现有电子在a点射入，则下列说法正确的是（）

A . 若电子在a点水平射入，后经过a、b、c三点，所受电场力先增大后减小，电势增大，电势能减少 B . 若电子在a点水平射入，则电子将做匀加速直线运动 C . 若电子在a点以与水平方向成某一角度射入，该电子可能做类平抛运动 D . 若电子在a点以与水平方向成某一角度射入，该电子可能做匀速圆周运动

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二、多选题

9. (2022高三上·安徽月考) 如图所示，在足够长光滑绝缘水平面的上方，存在着方向水平向右、场强大小为 $\text{[math]}$ 的匀强电场。一带正电小物块（可视为质点）从水平面上A点由静止释放，经时间t到达B点，小物块速度大小为v。此时水平面上方突然撤去原来电场，改加方向水平向左、场强大小为 $\text{[math]}$ 的匀强电场，小物块又经时间2t恰好返回A点。下列说法正确的是（　　）

A . 小物块返回A点时速度大小为 $\text{[math]}$ B . 小物块返回A点时速度大小为2v C . 电场强度的大小关系是 $\text{[math]}$ D . 电场强度的大小关系是 $\text{[math]}$

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10. (2022高三上·福建月考) 如图中所示，空间有一匀强电场与水平圆形区域O的夹角为60°，圆形区域的半径为R，AB是圆形区域的直径，带电量为e的正检验电荷在外力作用下从A点出发沿圆弧顺时针运动，检验电荷的电势能随转动角度 $\text{[math]}$ 的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A . B点的电势高于A点的电势 B . 匀强电场场强大小为 $\text{[math]}$ C . 电场强度的方向斜向右上 D . 若使一电子从A点沿圆弧顺时针运动，其电势能随转动角度 $\text{[math]}$ 的变化规律与图乙相同

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11. (2022高三上·福建月考) 在光滑绝缘水平面上，两带有同种电荷、可视为质点的相同物块甲、乙放在A、B两点，C点为AB的中点，两物块所带的电荷量 $\text{[math]}$ 。某时刻给两物块大小相等的瞬时冲量，使两物块相向运动，经过一段时间发生弹性碰撞，碰后两物块再返回到A、B两点。则下列说法正确的是（　　）

A . 物块甲所受的库仑力较大 B . 两物块不一定在C点发生碰撞 C . 两物块一定在同一时刻回到A，B点 D . 两物块返回初始位置的动能均大于初动能

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12. (2022高二上·保定期中) 如图所示，在方向水平向左的匀强电场中有一倾角为 $\text{[math]}$ 、高为H的固定绝缘斜面体，现将一质量为m，带正电且电荷量为q的小物块（可视为质点）从斜面体顶端由静止释放，已知重力加速度为g，匀强电场的电场强度大小为 $\text{[math]}$ ，不计一切摩擦及空气阻力，则（　　）

A . 小物块到达地面时的速度大小为 $\text{[math]}$ B . 小物块到达地面时的速度大小为 $\text{[math]}$ C . 若其他条件不变，只增大电场强度，小物块到达地面前的运动时间将减少 D . 若其他条件不变，只增大电场强度，小物块到达地面前的运动时间将不变

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三、实验探究题

13. (2024高三下·长沙模拟) 某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有：专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。
1. （1）下列能使A，B小球带等量同种电荷的方式是___________。
  
  A . 用与A，B相同的带电小球C，先接触A，再接触B B . A，B小球接触后靠近带电体但不接触，然后分开A，B小球，再移走带电体 C . A，B小球接触后，用带电小球接触A，B，移除导体球，再分开A，B小球
2. （2）用天平测量小球的质量m，悬挂点到小球球心的距离l，将小球B固定在绝缘底座上，A球用丝线悬挂在支架上，使小球带上等量同种电荷。某次实验中小球A静止位置和B固定位置如图所示，则A、B小球之间的距离 $\text{[math]}$ cm。
3. （3）本实验中 $\text{[math]}$ ，丝线与竖直方向夹角 $\text{[math]}$ 很小， $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ 。本实验中若小球质量为10g， $\text{[math]}$ ，则库仑力 $\text{[math]}$ N（结果保留两位有效数字）。
4. （4）缓慢移动绝缘底座，得到五组F、r数据，根据库仑定律，拟合的库仑力F与距离r的关系图像可能正确的是___________；
  
  A . B . C .
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四、综合题

14. (2022高二上·浙江月考) 如图所示，带电量为＋Q的小球N固定在光滑绝缘的竖直圆轨道底端，质量为m的带电小球M恰好静止在圆轨道顶端，已知圆轨道半径为R，静电力常量为k，重力加速度为g，且带电小球M、N均可视为点电荷。求：
1. （1）带电小球M的带电量q。
2. （2）若带电小球M受到微扰沿圆轨道运动，且缓慢漏电，当带电量减少为原先的 $\text{[math]}$ 时，小球又恰好静止，求此时小球M受到的弹力大小 $\text{[math]}$ 和静止的位置（以小球MN连线与ON的夹角 $\text{[math]}$ 表示）。
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15. (2022高三上·安徽月考) 如图所示，在平面直角坐标系的第一、四象限内有水平向左、场强大小为 $\text{[math]}$ 的匀强电场，在第二、三象限的 $\text{[math]}$ 区域内有竖直向下、场强大小为 $\text{[math]}$ 的匀强电场，一个带电荷量为 $\text{[math]}$ ，质量为 $\text{[math]}$ 的粒子（重力不计）从第一象限内的S点（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）处由静止释放。
1. （1）求粒子通过 $\text{[math]}$ 轴时的速度大小；
2. （2）求粒子最终离开匀强电场时的速度方向；
3. （3）求粒子从释放到到达 $\text{[math]}$ 轴所用的时间。
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16. (2022高三上·徐州期中) 现代科技中常常利用电场来控制带电粒子的运动。某控制装置由加速电场、偏转电场和收集装置组成，如图所示。加速电场可以提供需要的电压，偏转电场为辐向电场，其内外圆形边界的半径分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，在半径相等的圆周上电场强度大小都相等，方向沿半径向外，且满足 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 为半径），已知 $\text{[math]}$ 处的电场强度大小为 $\text{[math]}$ ，带电粒子的质量为 $\text{[math]}$ ，电荷量为 $\text{[math]}$ ，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用。
1. （1）要使粒子由静止加速后能从A点沿半径 $\text{[math]}$ 的圆形轨迹1到达C点，求加速电场的电压 $\text{[math]}$ 。
2. （2）若加速后从PB间垂直PB方向进入的粒子都能做匀速圆周运动而到达收集装置，求粒子做圆周运动的周期 $\text{[math]}$ 与轨迹对应半径 $\text{[math]}$ 应满足的关系式。
3. （3）若粒子从电场左侧 $\text{[math]}$ 处B点垂直于OP方向射入，且恰能从右侧 $\text{[math]}$ 处D点垂直于OD方向射出，其轨迹如图中轨迹2所示，求粒子在偏转电场中的运动时间 $\text{[math]}$ 。
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