第二章 静电场的应用（单元测试）物理粤教版2019必修第三册

静电场的利用 单元检测卷 建议用时：75分钟，满分：100分 一、单选题（每小题4分，共28分） 1．从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际加强对物理基本概念的认识和理解，是学好物理的基础，下列有关电学知识的说法正确的是（　　）    A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据静电屏蔽的原理制成的 C．图丙为避雷针的示意图，避雷针是在高大建筑物屋顶插入的一根尖锐导体棒，用地引线将其与接地装置连接可防止建筑物被雷击 D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷，这样使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 2．利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（    ） A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 3．某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　） A．粒子带正电荷 B．粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能 C．该静电场是孤立正电荷产生的 D．粒子在M点的电势高于它在N点的电势 4．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．实验前，用丝绸摩擦过的玻璃棒与电容器a板接触，可使电容器a板带正电 B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 5．如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，轨迹如图中虚线所示，则下列描述错误的是（　　） A．若微粒带负电荷，则A板可能带负电荷 B．微粒从M点运动到N点机械能一定增加 C．微粒从M点运动到N点电势能可能增加 D．微粒从M点运动到N点动能一定增加 6．如图所示，两块彼此绝缘的金属板A、B水平平行放置并与一个电源相连，其中B板接地。开关S闭合后，在A、B两板间C点处有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．若将S断开，再将A板向左移动一小段位移，油滴向下运动 B．若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，油滴的电势能变小 C．保持S闭合，再将A板向上平移一小段位移，C点电势升高 D．保持S闭合，再将B板向左移动一小段位移，电容器带电量增大 7．如图，带有等量异种电荷的平行板电容器与静电计相连，电容器上极板带正电，静电计金属外壳和电容器下极板均接地，两板间P点处固定一负电荷。下列说法正确的是（　　） A．静电计的指针张角变大，则表明电容器的带电量增大 B．将电容器上极板向下平移至虚线位置，静电计的指针张角变大 C．将电容器上极板向下平移至虚线位置，P处电荷的电势能不变 D．在两极板间插入云母片的过程中，P处电荷的电势能减小 二、多选题（每小题6分，共18分） 8．有一电场的电场线如图中实线所示，一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力，则（　　） A．粒子带负电荷 B．粒子的加速度逐渐减小 C．粒子的速度逐渐减小 D．粒子的电势能逐渐减小 9．如图所示，竖直线是等量异种点电荷和的连线的中垂线，交点为，点、、位置如图，其中点、、处于同一个金属球壳内。下列说法正确的是（　　） A．、、三点的电势的大小关系是 B．、、三点的电场强度的大小关系是 C．金属球壳上的感应电荷在、、三点场强大小关系是 D．金属球壳上的感应电荷在、两点场强方向水平向右，在点场强方向竖直向上 10．如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球，小球的质量为m，所带电荷量为q，现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为θ，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是（　　） A．该匀强电场的电场强度大小为 B．该匀强电场的电场强度大小为 C．撤去电场的瞬间，小球的加速度大小为gsinθ D．撤去电场的瞬间，小球的加速度大小为gtanθ 三、实验题 11．（6分）根据你所学的物理知识，完成下列各空。 (1)如图，用一金属网罩将验电器罩住，然后用一金属球不断地从别处取电后接触金属网罩，使金属网罩带电，则网罩内验电器的金属箔片 张开。（填“会”或“不会”） (2)如图，将一负电荷放在一不带电的导体棒的左端附近，由于静电感应，在导体棒的左端将感应出负电荷，在导体棒的右端将感应出正电荷，现保持负电荷及导体棒的位置不变，用一根导线将导体棒的端与端连接起来，则连通的瞬间导线中（　　） A．会出现从流向的电流 B．会出现从流向的电流 C．不会出现电流 (3)利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘，如右图是某种静电除尘器的结构简图，该静电除尘器由金属管和悬在管中的金属丝组成，其大致除尘原理是：当将分别通过两点处接上高压电源后，由于附近的电场强度很大，导致附近的气体分子被电离成为电子和正离子，电子很容易被空气中的粉尘吸附，就这样粉尘在静电力的作用下被吸附到金属管A的内表面上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。则根据分析可知金属丝B在M点处接的是高压电源的 。（填“正极”、“负极”） 12．（6分）随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及。在电流传感器观察电容器的放电过程实验中，图甲为该实验电路图，其中电源电压为。小明先将开关接1挡位为电容器充电，待电容器充满电后再将开关接到2挡，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的图像如图乙。 (1)下列说法正确的是___________。 A．电容器放电的过程中，电容器两极板间的场强不断变小 B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大 C．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板 D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为其他形式的能量 (2)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为 C。该电容器的电容为 F。 四、解答题 13．（14分）如图所示，地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m、带电荷量为的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为，此时小球到地面的距离为h，重力加速度为g。 (1)求匀强电场的场强的大小； (2)若丝线突然断掉，求小球落地时的速度的大小。 14．（14分）如图所示，有一质子（质量为m、电荷量为e）由静止开始经电压为U1的电场加速后，进入两极板间距离为d，板间电压为U2的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入电场，并且恰能从下板右边缘穿出电场，求： （1）质子刚进入偏转电场时的速度； （2）质子在偏转电场中运动的时间和金属板的长度； （3）质子穿出偏转电场时的动能。 15．（14分）如图，ABCD为竖直放在场强为E=104 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的 部分是半径为R的半圆形轨道，轨道的水平部分与其半圆相切，A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2 m，把一质量m=0.1 kg、带电荷量q=＋1×10－4 C的小球放在水平轨道的A点由静止开始释放，小球在轨道的内侧运动。（g取10 m/s2）求： （1）小球到达C点时的速度是多大？ （2）小球到达C点时轨道对小球的弹力是多大？ （3）若让小球安全通过D点，开始释放点离B点至少多远？    原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 静电场的利用 单元检测卷（参考答案） 建议用时：75分钟，满分：100分 一、单选题（每小题4分，共28分） 1．【答案】C 【详解】A．题图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上含金属丝编织的衣服，以起到静电屏蔽的作用，选项A错误； B．题图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的，选项B错误； C．避雷针是在高大建筑物屋顶插入的一根尖锐导体棒，用地引线将其与接地装置连接，可防止建筑物被雷击，选项C正确； D．喷枪喷出的油漆微粒带负电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷的金属件带正电，对雾状油漆产生引力，使油漆喷涂更均匀，选项D错误。 故选C。 2．【答案】B 【详解】A．电容器充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电路中的电流逐渐减小，电容器充电结束后，电流表示数为零，故A错误； B．电容器充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电压表测量电容器两端的电压，电容器两端的电压迅速增大，电容器充电结束后，最后趋于稳定，故B正确； CD．电容器放电过程中，两极板间的电荷量越来越少，电压越来越小，电荷所受电场力越来小，则其移动的速度越来越小，故电流越来越小，所以电压表、电流表的示数都是不均匀减小至零，故CD错误。 故选B。 3．【答案】B 【详解】A．电场线方向不确定，虽然根据轨迹可以判断受力方向，但是不能确定粒子的电性。故A错误； B．根据粒子的轨迹弯曲情况，可判断出电场力与速度夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小。即粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能。故B正确； C．从图中电场线的分布来看，不是孤立电荷产生的。故C错误； D．粒子的电性不明，故无法判断其电势的高低。故D错误。 故选B。 4．【答案】A 【详解】A．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，则当用带电玻璃棒与电容器a板接触，可使电容器a板带正电，故A正确； B．根据电容器的决定式 将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电容C减小，根据 可知电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，故B错误； C．根据电容器的决定式 只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容C增大，根据 可知， 电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角减小，故C错误； D．根据 可知， 电量Q增大，静电计指针的张角变大，则说明电压U也会增大，则不能表明电容变大，故D错误。 故选A。 5．【答案】B 【详解】A．若微粒带负电荷，假如A板带负电荷，向下的重力和电场力同向，合力向下能如图中轨迹运动，故A正确； B．若微粒带正电荷、A板带负电荷，电场力的方向向上，微粒从M点运动到N点电场力对微粒做负功，电势能增加，机械能减少，故B错误； C．若微粒带正电荷、A板带负电荷，此时电场力向上，微粒从M点运动到N点过程中，电场力对微粒做负功，微粒的电势能增加，故C正确; D．由运动轨迹可知微粒所受合外力一定向下，微粒从M点运动到N点合外力做正功，由动能定理可知微粒的动能一定增加，故D正确。 本题选错误项，故选B。 6．【答案】B 【详解】A．若将S断开，则电容器所带电荷量不变，根据 可知，再将A板向左移动一小段位移，正对面积减小，板间场强增大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，故A错误； B．根据A选项可知 因此若将S断开，则不变，板间场强不变。根据场强与电势差间的关系可知 又因为B板接地，则，则变大，变大，变大。又因为油滴所受电场力竖直向上，而板间场强方向向下，故油滴带负电，油滴的电势能变小，故B正确； C．保持S闭合，则电容器两极板间电势差不变，根据可知，若将A板向上平移一小段位移，板间场强减小。根据 可知减小、不变，则减小，C点电势降低，故C错误； D．将B板向左移动一小段位移，根据可知，正对面积减小，电容器电容变小。保持S闭合，则电容器两极板间电势差不变，根据可知，电容器带电量减小，故D错误。 故选B。 7．【答案】C 【详解】A．静电计的指针张角变大，说明电容器两板间电势差增大，电容器的带电量可认为是不变的，故A错误； B．将电容器上极板向下平移至虚线位置，两板间距离d变小，根据可知电容C变大，根据可知，两板间电压减小，则静电计的指针张角变小，故B错误； C．根据 将电容器上极板向下平移至虚线位置，两板间的电场强度不变，根据U=Ed可知P点和下极板之间的电势差不变，下极板接地，则P点电势不变，所以P处电荷的电势能不变，故C正确； D．根据可知，在两极板间插入云母片的过程中，极板间电场强度变小，根据U=Ed可知，P处的电势降低，对负电荷来说，电势越低电势能越大，所以P处电荷的电势能增大，故D错误。 故选C。 二、多选题（每小题6分，共18分） 8．【答案】ABC 【详解】A．由粒子的运动轨迹可知，粒子所受的电场力大致向左，可知粒子带负电荷，选项A正确； B．因A处电场线较B点密集，可知A处场强较大，粒子受电场力较大，则从A到B粒子的加速度逐渐减小，选项B正确； CD．粒子从A到B电场力做负功，则动能减小，即粒子的速度逐渐减小，电势能逐渐变大，选项C正确，D错误。 故选ABC。 9．【答案】AC 【详解】A．处于静电平衡的金属球壳是一个等势体，则，相比金属球壳，离负电荷更近，所以金属球壳的电势大于点电势，故有，故A正确； B．金属球壳内部场强处处为零，点场强不为零，则有，故B错误； C．等量异种点电荷和在、、三点场强大小关系为 由于金属球壳内部场强处处为零，所以金属球壳上的感应电荷在、、三点场强大小关系是，故C正确； D．等量异种点电荷和在、、三点场强均水平向左，则金属球壳上的感应电荷在、、三点场强方向均水平向右，故D错误。 故选AC。 10．【答案】BC 【详解】AB．对小球受力分析，根据平衡条件可得 解得，故A错误，B正确； CD．撤去电场的瞬间，小球受重力和轻绳的拉力作用，即将斜向下做圆周运动，将重力沿轻绳方向和垂直绳方向分解成两个分力。此时速度为零，则重力沿轻绳方向的分力与轻绳的拉力平衡，故小球此时的合力等于重力垂直轻绳方向的分力，则有 解得，故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题 11．（6分）【答案】(1)不会 (2)C (3)负极 【详解】（1）金属网罩处于静电平衡状态，起到屏蔽的作用，可以是网罩内的验电器不受外部电场的影响，所以里面的验电器金属箔片不会张开 （2）导体棒处在负电荷Q的电场之中，处于静电平衡状态，处于静电平衡状态下的导体是个等势体，所以A点和B点电势相等，用导线连接起来不会有电荷的定向移动，不会形成电流，C选项符合题意。 故选C。 （3）因为粉尘在静电力的作用下被吸附到金属管A的内表面上，由此可知粉尘受到的作用力方向是指向金属管A的，可知金属管A带正电，所以金属丝B带负电，金属丝B在M点处接的是高压电源的负极相连接的。 12．（6分）【答案】(1)AD (2) 1.68×10-3/1.72×10-3/1.76×10-3 4.2×10-4/4.3×10-4/4.4×10-4 【详解】（1）A．电容器放电的过程中，电容器所带电荷量逐渐减小，电压减小，两板间距不变，则两极板间的场强不断变小，故A正确； B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小，故B错误； C．电容器充电的过程中，负电荷由电源的负极移动到电容器的负极板，故C错误； D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其他形式的能量，故D正确。 故选AD。 （2）[1][2]因电荷量 根据图像的含义，可知图线与时间轴所围的面积表示整个放电过程中释放的电荷量，根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子所表示的电荷量为 共有42格，所以释放的电荷量是 则电容器的电容为 考虑到数格子的估读，计算出的释放的电荷量可为或或，则电容器的电容可为或或。 四、解答题 13．（14分）【答案】(1) (2) 【详解】（1）对小球受力分析，如图所示 竖直方向有 （2分） 水平方向有 （2分） 联立解得 （2分） （2）丝线断掉后小球受重力mg和电场力qE，此二力的合力与T等大反向；故小球所受合力为 （2分） 加速度大小为 （2分） 根据运动学公式可得 （2分） 其中 （1分） 解得小球落地时的速度大小为 （1分） 14．（14分）【答案】（1）；（2），；（3） 【详解】（1）质子在加速电场中，根据动能定理有 （2分） 解得 （2分） （2）质子在偏转电场中的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，则水平方向有 L=v0t（1分） 竖直方向有 （1分） 加速度 （2分） 由以上各式解得极板长 （1分） 运动时间 （1分） （3）质子从静止释放到穿出偏转电场，根据动能定理可得 （2分） 可得质子穿出偏转电场时的动能为 （2分） 15．（14分）【答案】（1）2 m/s；（2）3 N；（3）0.5 m 【详解】（1）由A点到C点应用动能定理有 （2分） 解得 （2分） （2）在C点应用牛顿第二定律得： （2分） 得 （2分） （3）小球要安全通过D点，必有 （2分） 设释放点距B点的距离为x，由动能定理得： （2分） 以上两式联立可得 （2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 静电场的利用 单元检测卷 建议用时：75分钟，满分：100分 一、单选题（每小题4分，共28分） 1．从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际加强对物理基本概念的认识和理解，是学好物理的基础，下列有关电学知识的说法正确的是（　　）    A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据静电屏蔽的原理制成的 C．图丙为避雷针的示意图，避雷针是在高大建筑物屋顶插入的一根尖锐导体棒，用地引线将其与接地装置连接可防止建筑物被雷击 D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷，这样使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 2．利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（    ） A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 3．某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　） A．粒子带正电荷 B．粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能 C．该静电场是孤立正电荷产生的 D．粒子在M点的电势高于它在N点的电势 4．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．实验前，用丝绸摩擦过的玻璃棒与电容器a板接触，可使电容器a板带正电 B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 5．如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，轨迹如图中虚线所示，则下列描述错误的是（　　） A．若微粒带负电荷，则A板可能带负电荷 B．微粒从M点运动到N点机械能一定增加 C．微粒从M点运动到N点电势能可能增加 D．微粒从M点运动到N点动能一定增加 6．如图所示，两块彼此绝缘的金属板A、B水平平行放置并与一个电源相连，其中B板接地。开关S闭合后，在A、B两板间C点处有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．若将S断开，再将A板向左移动一小段位移，油滴向下运动 B．若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，油滴的电势能变小 C．保持S闭合，再将A板向上平移一小段位移，C点电势升高 D．保持S闭合，再将B板向左移动一小段位移，电容器带电量增大 7．如图，带有等量异种电荷的平行板电容器与静电计相连，电容器上极板带正电，静电计金属外壳和电容器下极板均接地，两板间P点处固定一负电荷。下列说法正确的是（　　） A．静电计的指针张角变大，则表明电容器的带电量增大 B．将电容器上极板向下平移至虚线位置，静电计的指针张角变大 C．将电容器上极板向下平移至虚线位置，P处电荷的电势能不变 D．在两极板间插入云母片的过程中，P处电荷的电势能减小 二、多选题（每小题6分，共18分） 8．有一电场的电场线如图中实线所示，一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力，则（　　） A．粒子带负电荷 B．粒子的加速度逐渐减小 C．粒子的速度逐渐减小 D．粒子的电势能逐渐减小 9．如图所示，竖直线是等量异种点电荷和的连线的中垂线，交点为，点、、位置如图，其中点、、处于同一个金属球壳内。下列说法正确的是（　　） A．、、三点的电势的大小关系是 B．、、三点的电场强度的大小关系是 C．金属球壳上的感应电荷在、、三点场强大小关系是 D．金属球壳上的感应电荷在、两点场强方向水平向右，在点场强方向竖直向上 10．如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球，小球的质量为m，所带电荷量为q，现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为θ，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是（　　） A．该匀强电场的电场强度大小为 B．该匀强电场的电场强度大小为 C．撤去电场的瞬间，小球的加速度大小为gsinθ D．撤去电场的瞬间，小球的加速度大小为gtanθ 三、实验题 11．（6分）根据你所学的物理知识，完成下列各空。 (1)如图，用一金属网罩将验电器罩住，然后用一金属球不断地从别处取电后接触金属网罩，使金属网罩带电，则网罩内验电器的金属箔片 张开。（填“会”或“不会”） (2)如图，将一负电荷放在一不带电的导体棒的左端附近，由于静电感应，在导体棒的左端将感应出负电荷，在导体棒的右端将感应出正电荷，现保持负电荷及导体棒的位置不变，用一根导线将导体棒的端与端连接起来，则连通的瞬间导线中（　　） A．会出现从流向的电流 B．会出现从流向的电流 C．不会出现电流 (3)利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘，如右图是某种静电除尘器的结构简图，该静电除尘器由金属管和悬在管中的金属丝组成，其大致除尘原理是：当将分别通过两点处接上高压电源后，由于附近的电场强度很大，导致附近的气体分子被电离成为电子和正离子，电子很容易被空气中的粉尘吸附，就这样粉尘在静电力的作用下被吸附到金属管A的内表面上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。则根据分析可知金属丝B在M点处接的是高压电源的 。（填“正极”、“负极”） 12．（6分）随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及。在电流传感器观察电容器的放电过程实验中，图甲为该实验电路图，其中电源电压为。小明先将开关接1挡位为电容器充电，待电容器充满电后再将开关接到2挡，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的图像如图乙。 (1)下列说法正确的是___________。 A．电容器放电的过程中，电容器两极板间的场强不断变小 B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大 C．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板 D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为其他形式的能量 (2)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为 C。该电容器的电容为 F。 四、解答题 13．（14分）如图所示，地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m、带电荷量为的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为，此时小球到地面的距离为h，重力加速度为g。 (1)求匀强电场的场强的大小； (2)若丝线突然断掉，求小球落地时的速度的大小。 14．（14分）如图所示，有一质子（质量为m、电荷量为e）由静止开始经电压为U1的电场加速后，进入两极板间距离为d，板间电压为U2的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入电场，并且恰能从下板右边缘穿出电场，求： （1）质子刚进入偏转电场时的速度； （2）质子在偏转电场中运动的时间和金属板的长度； （3）质子穿出偏转电场时的动能。 15．（14分）如图，ABCD为竖直放在场强为E=104 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的 部分是半径为R的半圆形轨道，轨道的水平部分与其半圆相切，A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2 m，把一质量m=0.1 kg、带电荷量q=＋1×10－4 C的小球放在水平轨道的A点由静止开始释放，小球在轨道的内侧运动。（g取10 m/s2）求： （1）小球到达C点时的速度是多大？ （2）小球到达C点时轨道对小球的弹力是多大？ （3）若让小球安全通过D点，开始释放点离B点至少多远？    试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 静电场的利用 单元检测卷 建议用时：75分钟，满分：100分 一、单选题（每小题4分，共28分） 1．从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际加强对物理基本概念的认识和理解，是学好物理的基础，下列有关电学知识的说法正确的是（　　）    A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据静电屏蔽的原理制成的 C．图丙为避雷针的示意图，避雷针是在高大建筑物屋顶插入的一根尖锐导体棒，用地引线将其与接地装置连接可防止建筑物被雷击 D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷，这样使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 【答案】C 【详解】A．题图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上含金属丝编织的衣服，以起到静电屏蔽的作用，选项A错误； B．题图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的，选项B错误； C．避雷针是在高大建筑物屋顶插入的一根尖锐导体棒，用地引线将其与接地装置连接，可防止建筑物被雷击，选项C正确； D．喷枪喷出的油漆微粒带负电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷的金属件带正电，对雾状油漆产生引力，使油漆喷涂更均匀，选项D错误。 故选C。 2．利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是（    ） A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 【答案】B 【详解】A．电容器充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电路中的电流逐渐减小，电容器充电结束后，电流表示数为零，故A错误； B．电容器充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电压表测量电容器两端的电压，电容器两端的电压迅速增大，电容器充电结束后，最后趋于稳定，故B正确； CD．电容器放电过程中，两极板间的电荷量越来越少，电压越来越小，电荷所受电场力越来小，则其移动的速度越来越小，故电流越来越小，所以电压表、电流表的示数都是不均匀减小至零，故CD错误。 故选B。 3．某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　） A．粒子带正电荷 B．粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能 C．该静电场是孤立正电荷产生的 D．粒子在M点的电势高于它在N点的电势 【答案】B 【详解】A．电场线方向不确定，虽然根据轨迹可以判断受力方向，但是不能确定粒子的电性。故A错误； B．根据粒子的轨迹弯曲情况，可判断出电场力与速度夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小。即粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能。故B正确； C．从图中电场线的分布来看，不是孤立电荷产生的。故C错误； D．粒子的电性不明，故无法判断其电势的高低。故D错误。 故选B。 4．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．实验前，用丝绸摩擦过的玻璃棒与电容器a板接触，可使电容器a板带正电 B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 【答案】A 【详解】A．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，则当用带电玻璃棒与电容器a板接触，可使电容器a板带正电，故A正确； B．根据电容器的决定式 将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电容C减小，根据 可知电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，故B错误； C．根据电容器的决定式 只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容C增大，根据 可知， 电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角减小，故C错误； D．根据 可知， 电量Q增大，静电计指针的张角变大，则说明电压U也会增大，则不能表明电容变大，故D错误。 故选A。 5．如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，轨迹如图中虚线所示，则下列描述错误的是（　　） A．若微粒带负电荷，则A板可能带负电荷 B．微粒从M点运动到N点机械能一定增加 C．微粒从M点运动到N点电势能可能增加 D．微粒从M点运动到N点动能一定增加 【答案】B 【详解】A．若微粒带负电荷，假如A板带负电荷，向下的重力和电场力同向，合力向下能如图中轨迹运动，故A正确； B．若微粒带正电荷、A板带负电荷，电场力的方向向上，微粒从M点运动到N点电场力对微粒做负功，电势能增加，机械能减少，故B错误； C．若微粒带正电荷、A板带负电荷，此时电场力向上，微粒从M点运动到N点过程中，电场力对微粒做负功，微粒的电势能增加，故C正确; D．由运动轨迹可知微粒所受合外力一定向下，微粒从M点运动到N点合外力做正功，由动能定理可知微粒的动能一定增加，故D正确。 本题选错误项，故选B。 6．如图所示，两块彼此绝缘的金属板A、B水平平行放置并与一个电源相连，其中B板接地。开关S闭合后，在A、B两板间C点处有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．若将S断开，再将A板向左移动一小段位移，油滴向下运动 B．若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，油滴的电势能变小 C．保持S闭合，再将A板向上平移一小段位移，C点电势升高 D．保持S闭合，再将B板向左移动一小段位移，电容器带电量增大 【答案】B 【详解】A．若将S断开，则电容器所带电荷量不变，根据 可知，再将A板向左移动一小段位移，正对面积减小，板间场强增大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，故A错误； B．根据A选项可知 因此若将S断开，则不变，板间场强不变。根据场强与电势差间的关系可知 又因为B板接地，则，则变大，变大，变大。又因为油滴所受电场力竖直向上，而板间场强方向向下，故油滴带负电，油滴的电势能变小，故B正确； C．保持S闭合，则电容器两极板间电势差不变，根据可知，若将A板向上平移一小段位移，板间场强减小。根据 可知减小、不变，则减小，C点电势降低，故C错误； D．将B板向左移动一小段位移，根据可知，正对面积减小，电容器电容变小。保持S闭合，则电容器两极板间电势差不变，根据可知，电容器带电量减小，故D错误。 故选B。 7．如图，带有等量异种电荷的平行板电容器与静电计相连，电容器上极板带正电，静电计金属外壳和电容器下极板均接地，两板间P点处固定一负电荷。下列说法正确的是（　　） A．静电计的指针张角变大，则表明电容器的带电量增大 B．将电容器上极板向下平移至虚线位置，静电计的指针张角变大 C．将电容器上极板向下平移至虚线位置，P处电荷的电势能不变 D．在两极板间插入云母片的过程中，P处电荷的电势能减小 【答案】C 【详解】A．静电计的指针张角变大，说明电容器两板间电势差增大，电容器的带电量可认为是不变的，故A错误； B．将电容器上极板向下平移至虚线位置，两板间距离d变小，根据可知电容C变大，根据可知，两板间电压减小，则静电计的指针张角变小，故B错误； C．根据 将电容器上极板向下平移至虚线位置，两板间的电场强度不变，根据U=Ed可知P点和下极板之间的电势差不变，下极板接地，则P点电势不变，所以P处电荷的电势能不变，故C正确； D．根据可知，在两极板间插入云母片的过程中，极板间电场强度变小，根据U=Ed可知，P处的电势降低，对负电荷来说，电势越低电势能越大，所以P处电荷的电势能增大，故D错误。 故选C。 二、多选题（每小题6分，共18分） 8．有一电场的电场线如图中实线所示，一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力，则（　　） A．粒子带负电荷 B．粒子的加速度逐渐减小 C．粒子的速度逐渐减小 D．粒子的电势能逐渐减小 【答案】ABC 【详解】A．由粒子的运动轨迹可知，粒子所受的电场力大致向左，可知粒子带负电荷，选项A正确； B．因A处电场线较B点密集，可知A处场强较大，粒子受电场力较大，则从A到B粒子的加速度逐渐减小，选项B正确； CD．粒子从A到B电场力做负功，则动能减小，即粒子的速度逐渐减小，电势能逐渐变大，选项C正确，D错误。 故选ABC。 9．如图所示，竖直线是等量异种点电荷和的连线的中垂线，交点为，点、、位置如图，其中点、、处于同一个金属球壳内。下列说法正确的是（　　） A．、、三点的电势的大小关系是 B．、、三点的电场强度的大小关系是 C．金属球壳上的感应电荷在、、三点场强大小关系是 D．金属球壳上的感应电荷在、两点场强方向水平向右，在点场强方向竖直向上 【答案】AC 【详解】A．处于静电平衡的金属球壳是一个等势体，则，相比金属球壳，离负电荷更近，所以金属球壳的电势大于点电势，故有，故A正确； B．金属球壳内部场强处处为零，点场强不为零，则有，故B错误； C．等量异种点电荷和在、、三点场强大小关系为 由于金属球壳内部场强处处为零，所以金属球壳上的感应电荷在、、三点场强大小关系是，故C正确； D．等量异种点电荷和在、、三点场强均水平向左，则金属球壳上的感应电荷在、、三点场强方向均水平向右，故D错误。 故选AC。 10．如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球，小球的质量为m，所带电荷量为q，现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为θ，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是（　　） A．该匀强电场的电场强度大小为 B．该匀强电场的电场强度大小为 C．撤去电场的瞬间，小球的加速度大小为gsinθ D．撤去电场的瞬间，小球的加速度大小为gtanθ 【答案】BC 【详解】AB．对小球受力分析，根据平衡条件可得 解得，故A错误，B正确； CD．撤去电场的瞬间，小球受重力和轻绳的拉力作用，即将斜向下做圆周运动，将重力沿轻绳方向和垂直绳方向分解成两个分力。此时速度为零，则重力沿轻绳方向的分力与轻绳的拉力平衡，故小球此时的合力等于重力垂直轻绳方向的分力，则有 解得，故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题 11．（6分）根据你所学的物理知识，完成下列各空。 (1)如图，用一金属网罩将验电器罩住，然后用一金属球不断地从别处取电后接触金属网罩，使金属网罩带电，则网罩内验电器的金属箔片 张开。（填“会”或“不会”） (2)如图，将一负电荷放在一不带电的导体棒的左端附近，由于静电感应，在导体棒的左端将感应出负电荷，在导体棒的右端将感应出正电荷，现保持负电荷及导体棒的位置不变，用一根导线将导体棒的端与端连接起来，则连通的瞬间导线中（　　） A．会出现从流向的电流 B．会出现从流向的电流 C．不会出现电流 (3)利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘，如右图是某种静电除尘器的结构简图，该静电除尘器由金属管和悬在管中的金属丝组成，其大致除尘原理是：当将分别通过两点处接上高压电源后，由于附近的电场强度很大，导致附近的气体分子被电离成为电子和正离子，电子很容易被空气中的粉尘吸附，就这样粉尘在静电力的作用下被吸附到金属管A的内表面上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。则根据分析可知金属丝B在M点处接的是高压电源的 。（填“正极”、“负极”） 【答案】(1)不会 (2)C (3)负极 【详解】（1）金属网罩处于静电平衡状态，起到屏蔽的作用，可以是网罩内的验电器不受外部电场的影响，所以里面的验电器金属箔片不会张开 （2）导体棒处在负电荷Q的电场之中，处于静电平衡状态，处于静电平衡状态下的导体是个等势体，所以A点和B点电势相等，用导线连接起来不会有电荷的定向移动，不会形成电流，C选项符合题意。 故选C。 （3）因为粉尘在静电力的作用下被吸附到金属管A的内表面上，由此可知粉尘受到的作用力方向是指向金属管A的，可知金属管A带正电，所以金属丝B带负电，金属丝B在M点处接的是高压电源的负极相连接的。 12．（6分）随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及。在电流传感器观察电容器的放电过程实验中，图甲为该实验电路图，其中电源电压为。小明先将开关接1挡位为电容器充电，待电容器充满电后再将开关接到2挡，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的图像如图乙。 (1)下列说法正确的是___________。 A．电容器放电的过程中，电容器两极板间的场强不断变小 B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大 C．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板 D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为其他形式的能量 (2)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为 C。该电容器的电容为 F。 【答案】(1)AD (2) 1.68×10-3/1.72×10-3/1.76×10-3 4.2×10-4/4.3×10-4/4.4×10-4 【详解】（1）A．电容器放电的过程中，电容器所带电荷量逐渐减小，电压减小，两板间距不变，则两极板间的场强不断变小，故A正确； B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小，故B错误； C．电容器充电的过程中，负电荷由电源的负极移动到电容器的负极板，故C错误； D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其他形式的能量，故D正确。 故选AD。 （2）[1][2]因电荷量 根据图像的含义，可知图线与时间轴所围的面积表示整个放电过程中释放的电荷量，根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子所表示的电荷量为 共有42格，所以释放的电荷量是 则电容器的电容为 考虑到数格子的估读，计算出的释放的电荷量可为或或，则电容器的电容可为或或。 四、解答题 13．（14分）如图所示，地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m、带电荷量为的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为，此时小球到地面的距离为h，重力加速度为g。 (1)求匀强电场的场强的大小； (2)若丝线突然断掉，求小球落地时的速度的大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对小球受力分析，如图所示 竖直方向有 （2分） 水平方向有 （2分） 联立解得 （2分） （2）丝线断掉后小球受重力mg和电场力qE，此二力的合力与T等大反向；故小球所受合力为 （2分） 加速度大小为 （2分） 根据运动学公式可得 （2分） 其中 （1分） 解得小球落地时的速度大小为 （1分） 14．（14分）如图所示，有一质子（质量为m、电荷量为e）由静止开始经电压为U1的电场加速后，进入两极板间距离为d，板间电压为U2的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入电场，并且恰能从下板右边缘穿出电场，求： （1）质子刚进入偏转电场时的速度； （2）质子在偏转电场中运动的时间和金属板的长度； （3）质子穿出偏转电场时的动能。 【答案】（1）；（2），；（3） 【详解】（1）质子在加速电场中，根据动能定理有 （2分） 解得 （2分） （2）质子在偏转电场中的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，则水平方向有 L=v0t（1分） 竖直方向有 （1分） 加速度 （2分） 由以上各式解得极板长 （1分） 运动时间 （1分） （3）质子从静止释放到穿出偏转电场，根据动能定理可得 （2分） 可得质子穿出偏转电场时的动能为 （2分） 15．（14分）如图，ABCD为竖直放在场强为E=104 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的 部分是半径为R的半圆形轨道，轨道的水平部分与其半圆相切，A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2 m，把一质量m=0.1 kg、带电荷量q=＋1×10－4 C的小球放在水平轨道的A点由静止开始释放，小球在轨道的内侧运动。（g取10 m/s2）求： （1）小球到达C点时的速度是多大？ （2）小球到达C点时轨道对小球的弹力是多大？ （3）若让小球安全通过D点，开始释放点离B点至少多远？    【答案】（1）2 m/s；（2）3 N；（3）0.5 m 【详解】（1）由A点到C点应用动能定理有 （2分） 解得 （2分） （2）在C点应用牛顿第二定律得： （2分） 得 （2分） （3）小球要安全通过D点，必有 （2分） 设释放点距B点的距离为x，由动能定理得： （2分） 以上两式联立可得 （2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $