第二章 静电场的应用 单元测1-2024-2025学年高二上学期物理粤教版必修第三册

2024-2025学年广东省高二上必修三第二章静电场的应用单元测1 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．如图所示，一对带绝缘支柱的导体A、B彼此接触，且均不带电。把带正电的物体C移近导体A。下列说法正确的是（　　） A．虽靠近C，但导体A内的场强与B内的场强相同 B．因更靠近C，导体A内的场强比B内的场强大 C．若先把A、B分开，再移去C，A带正电，B带负电 D．若先移去C，再把A、B分开，A带负电，B带正电 2．对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是（　　） A．甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷 B．乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上 C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 D．丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理 3．实线为三条未知方向的电场线，从电场中的点以相同的速度飞出、两个带电粒子，、的运动轨迹如图中的虚线所示（、只受静电力作用），则（　　） A．一定带正电，一定带负电 B．静电力对做正功，对做负功 C．的速度将减小，的速度将增大 D．的加速度将减小，的加速度将增大 4．两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，仅在静电力作用下，关于电子的运动，下列说法正确的是（    ） A．电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 B．电子在从a点向O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C．电子运动到O点时，加速度为零，速度最大 D．电子通过O点后，速度越来越大 5．如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为的带电小球，以初速度从点竖直向上运动，通过点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从运动到的过程（    ） A．动能增加 B．机械能增加 C．重力势能增加 D．电势能增加 6．如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两极板间恰有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，下列正确的是（　　） A．若将A向左平移一小段位移，则电流表A中有a→b的电流 B．若将A向上平移一小段位移，则电流表A中有b→a的电流 C．若将A向下平移一小段位移，则油滴向下加速运动 D．若将S断开，则油滴将做自由落体运动 7．如图所示，平行板电容器与电动势为E′的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（  ） A．平行板电容器的电容将变小 B．静电计指针张角变小 C．带电油滴的电势能减少 D．若将上极板与电源断开后再将下极板左移一小段距离，则油滴所受电场力不变 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图所示，M、N为两个等量同号正电荷Q，在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负点电荷q，不计重力影响，下列关于点电荷q的运动的说法正确的是（　　）    A．从P→O的过程中，加速度可能越来越大，速度也越来越大 B．从P→O的过程中，加速度可能越来越小，而速度越来越大 C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达到最大值 D．点电荷越过O点后，速度越来越小，而加速度可能越来越大，直到速度为零 9．如图所示，是平行板电容器的两个极板，为滑动变阻器。用绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关，给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A．保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向端滑动，则增大 B．保持S闭合，将板向板靠近，则增大 C．断开S，将板向板靠近，则增大 D．断开，将板向下移动少许，则增大 10．电晕放电在电选矿、静电除尘等方面均有广泛应用。以针板式电晕放电为例，如图，在针板式电极场中，在高电压作用下，针式电极周围空气被电离，在周围产生电晕区，生成正离子和负离子。电晕区的负离子在电场力的作用下向集尘极移动，途中黏附在灰尘上，并在电场力作用下继续向集尘极移动，最后沉积在集尘极上面。下列说法正确的是（    ） A．供电装置上端为电源正极，下端为电源负极 B．供电装置上端为电源负极，下端为电源正极 C．带电灰尘飞向集尘极的过程中，电势能减小 D．带电灰尘飞向集尘极的过程中，做匀加速直线运动 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。 (1)若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有_______。 A．油滴质量m B．两板间的电压U C．两板间的距离d D．两板的长度L (2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量 （已知重力加速度为g）。 (3)在进行了几百次的测量以后，密立根发现油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷。其值为 C。（保留三位有效数字） (4)关于元电荷下列说法正确的是（　　） A．油滴的电荷量可能是 B．油滴的电荷量可能是 C．元电荷就是电子 D．任何带电体所带电荷量可取任意值 12．某研究性学习小组做“用传感器观察电容器的充电和放电”的实验，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先将开关S拨至1端，电源向电容器充电，然后将开关S拨至2端，电容器放电，与电流传感器相连接的计算机记录这一过程中电流随时间变化的线，如图乙所示。    （1）关于电容器的充、放电，下列说法中正确的是 。（填正确答案标号） A．电容器充、放电过程中，外电路有电流 B．电容器充、放电过程中，外电路有恒定电流 C．电容器充电过程中，电源提供的电能全部转化为内能 D．电容器放电过程中，电容器中的电场能逐渐减小 （2）在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间的电压 ；在形成电流线2的过程中，电容器的电容 。（均选填“逐渐增大”“不变”或“逐渐减小”） （3）曲线1与横轴所围面积 （选填“大于”“等于”或“小于”）曲线2与横轴所围面积。 13．如图所示的平行金属板电容器的电容，极板A、B之间可以看成匀强电场，场强，极板间距离为L=5cm，电场中c点到A极板、d点到B极板的距离均为0.5cm，B极板接地。求： （1）B极板所带电荷量Q；（2）d点处的电势φd； （3）将电荷量的负点电荷从d移到c，静电力的功Wdc。 14．如图所示，竖直固定的光滑绝缘圆轨道处于水平向右的匀强电场中，轨道半径为R。一质量为m、电荷量为（）的带电小球（可视为质点）在轨道内侧的P点处于静止，过P点的轨道半径与竖直方向的夹角，，，重力加速度为g。某时刻，沿轨道切线方向给小球一大小为v的速度，使小球能沿轨道做完整的圆周运动。 （1）求电场强度的大小； （2）求小球做圆周运动通过P点时对轨道的压力大小； （3）设P点的电势为零，求小球在运动过程中的最大电势能。    15．如图所示，在平面直角坐标系第一象限和第二象限区域内有电场强度均为、方向分别沿负方向和负方向的匀强电场，将一电荷量为、质量为的粒子由第一象限的点静止释放，不计粒子重力，求： （1）粒子到达轴的时间； （2）粒子从第二象限电场的左侧边界飞出时的位置坐标。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2024-2025学年广东省高二上必修三第二章静电场的应用单元测1参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D C B B C BCD BD BC 1．A【详解】AB．把带正电的物体C移近导体A，在A的左端感应出负电荷，在B的右端出现正电荷，电荷只分布在外表面，内部场强处处为零，故B错误，A正确； CD．带正电的物体C移近导体A时，导体A、B由于接触，则导体中的负电荷向A端移动，则A端带负电，B端失去电子带正电，若先把A、B分开，再移去C，A带负电，B带正电；若先移去C，再把A、B分开，则A、B不带电，故CD错误。故选A。 2．B【详解】A．甲图中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A正确； B．乙图中线状电离器B带负电，管壁A带正电，带负电的尘埃被收集在管壁A上，故B错误； C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确； D．金属体壳能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故D正确。 故选B。 3．D【详解】A．由图，b粒子的轨迹向右弯曲，b粒子受到的电场力方向向右，a的轨迹向左弯曲，a粒子受到的电场力方向向左，由于电场线方向未知，因此无法确定两个粒子的电性，选项A错误； BC．由图知，电场力方向与粒子速度方向的夹角都是锐角，所以电场力对两个粒子都做正功，动能都增大，速度都增大，选项BC错误； D．向左电场线越来越疏，场强越来越小，则a所受电场力减小，加速度减小；b所受电场力增大，加速度增大，选项D正确。故选D。 4．C【详解】AB．根据等量同种电荷中垂线上的电场线分布可知，电子在从a点向O点运动的过程中，场强可能逐渐减小，也可能先增加后减小，即加速度可能逐渐减小，也可能先增加后减小，但是速度一直会越来越大，选项AB错误； C．电子运动到O点时，场强为零，则加速度为零，此时速度最大，选项C正确； D．电子通过O点后，加速度反向，则电子做减速运动，速度越来越小，选项D错误。故选C。 5．B【详解】由动能的表达式可知带电小球在M点的动能为，在N点的动能为，所以动能的增量为，故A错误；带电小球在电场中做类平抛运动，竖直方向受重力做匀减速运动，水平方向受电场力做匀加速运动，由运动学公式有，可得，竖直方向的位移，水平方向的位移，因此有，对小球写动能定理有，联立上式可解得，，因此电场力做正功，机械能增加，故机械能增加，电势能减少，故B正确D错误，重力做负功重力势能增加量为，故C错误． 6．B【详解】A．根据平行板电容器的电容表达式有 可知若将A向左平移一小段位移，正对面积S减小，电容减小；根据 可知极板间电压U一定，则极板带电量Q减小，则电容器放电，因下极带正电，故电流表A中有b→a的电流，A错误； B．极板间电压U一定，若将A向上平移一小段位移，间距d增大，根据平行板电容器的电容表达式有 可知电容减小，根据 可知极板间电压U一定，则极板带电量Q减小，则电容器放电，因下极带正电，故电流表A中有b→a的电流，B正确； C．极板间电压U一定，若将A向上平移一小段位移，间距d减小，根据 因U不变，极板间的电场强度增大，则油滴向上加速运动，C错误； D．若将S断开，极板保持Q一定，根据，，可得 电场强度不变，则油滴仍然保持静止状态，D错误。故选B。 7．C【详解】A．将电容器的上极板下移后，极板间距减小，根据C= 电容器的电容变大，A错误； B．电容器始终与电源相连，两极板的电势差不变，所以静电计指针张角不变，B错误； C．电容器的电势差不变，d减小，则电场强度E变大，P点与下极板间的电势差变大，即P点的电势增大，因为该油滴带负电，所以其电势能减少，C正确； D．若将电容器上极板与电源断开，则电容器的电荷量不变，当正对面积S减小时，电容器的电容变小，电势差增大，根据E=电场强度变大，油滴所受电场力变大，D错误。故选C。 8．BCD【详解】AB．等量同种正电荷周围的电场线如图所示    点电荷在从P→O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，故点电荷做加速运动，所以速度越来越大，因为从O点向上到无穷远，电场强度先增大后减小，从P→O的过程中，电场强度大小变化可能越来越小，也可能先增大再减小，加速度的变化也是如此，A错误，B正确； C．点电荷运动到O点时，所受的电场力为零，加速度为零，然后向下做减速运动，所以O点的速度达到最大值，C正确； D．根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷做减速运动，加速度可能越来越大，也可能先增大后减小，D正确。故选BCD。 9．BD【详解】根据对小球的受力分析可知，悬线偏离竖直方向的夹角符合 因此两极板间的场强越大，越大。 A．保持S闭合，极板间的电压大小等于电源电动势。滑动变阻器的滑片位置不会影响极板上的电压大小，则场强大小不变，不变。故A错误； B．保持S闭合，极板间电压不变时，将板向板靠近，则板间距离减小，根据场强可知场强大小增大，则增大。故B正确； C．断开S，则极板上的电荷量不变，将板向板靠近，则根据， 可得极板间的场强 极板间距离增大或减小不影响场强大小，其余物理量均不变，则场强大小不变，不变。故C错误； D．根据上述分析，断开，将板向下移动少许，则极板间的正对面积减小，则场强增大，则增大。故D正确。故选BD。 10．BC【详解】AB．负离子在电场力的作用下向集尘极移动，说明集尘极为正极，故供电装置上端为电源负极，下端为电源正极，A项错误，B项正确； C．带电灰尘飞向集尘极的过程中，电场力做正功，电势能减小，C项正确； D．由于电场并非匀强电场，另外，灰尘受到重力作用，所以带电灰尘做变加速运动，D项错误。 故选BC。 11．(1)ABC(2)(3)(4)B 【详解】（1）平行金属板板间存在匀强电场，液滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，则有 可得 所以要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有油滴质量m，两板间的电压U，两板间的距离d。故选ABC。 （2）根据（1）问分析可知，该油滴的电荷量为 （3）在进行了几百次的测量以后，密立根发现油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷。其值为 （4）AB．油滴的电荷量只能是元电荷的整数倍，根据， 故A错误，B正确； CD．元电荷不是电子，只是在数值上等于电子或质子的带电量；任何带电体所带电荷量都只能是元电荷的整数倍，故CD错误。故选B。 12． AD 逐渐增大 不变 等于 【详解】（1）[1]AB．由I-t图像可知，电容器充、放电过程中，外电路中有电流，电流不断变化，A正确，B错误； C．电容器充电过程中，电源提供的电能一部分转化为内能，一部分转化为电容器的电场能，C错误； D．电容器放电过程中，电容器中的电场能逐渐减小，D正确；故选AD； （2）[2][3]在形成电流曲线1的过程中，电容器充电，电容器两极板间的电压逐渐增大；电容器的电容不随电压及电荷量的变化而变化，在形成电流线2的过程中，电容器的电容不变； （3）[4]根据可知图像与坐标轴围成的面积等于电容器充电或放电电量，电容器充电的电量等于放电的电量，故曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积。 13．（1）C；（2）-6V；（3） 【详解】（1）BA间的电势差为VB极板所带电荷量Q为C （2）B极板与d之间的电势差为d点处的电势 （3）d、c之间的距离为d、c两点间的电势差为 静电力做的功 14．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）在P点对小球进行受力分析如图所示    则有解得 （2）根据题意可知，在P点有根据牛顿第三定律有 解得小球做圆周运动通过P点时对轨道的压力大小 （3）根据电场力做功与电势能的关系，若电势能最大，则小球克服电场力做功最多，由于电场方向水平向右，小球带正电，可知小球在运动过程中的最大电势能位置位于圆周水平直径的左端点，根据解得 15．（1）；（2）【详解】（1）粒子在第一象限内做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 根据位移公式有解出 （2）粒子从第一象限内，根据速度公式有 粒子从第二象限内做类平抛运动，加速度大小与第一象限内相等，若粒子在达到轴之前已经飞出电场，则有 ；；解得 表明粒子在达到轴之前已经飞出电场，之后做匀速直线运动，则飞出点的横坐标为，纵坐标为 则粒子从第二象限电场的左侧边界飞出时的位置坐标为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$