【红对勾】2020高考物理 静电场单元综合测试 新课标PAGE单元综合测试六(静电场)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,试卷满分为100分.考试时间为90分钟.第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)图11.如图1所示,O是一固定的正点电荷,另有一正点电荷q从很远处以初速度v0正对着点电荷O射入电场中,仅在电场力作用下的运动轨迹是实线MN,虚线a、b、c是以O为圆心,Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆,且Ra-Rb=Rb-Rc...
0),而且电荷均匀分布.两圆环的圆心O1和O2相距为2a,连线的中点为O,轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(r 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了以下方法来测量物体的带电量.如图11所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球,用绝缘丝线悬挂于O点,O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度α的量角器,M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下,请你帮助该小组完成:(1)用天平测出小球的质量m,按如图11所示进行器材的安装,并用刻度尺测出M、N板之间的距离d,使小球带上一定的电量.(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图,电源、开关已经画出).(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ.(4)以电压U为纵坐标,以________为横坐标作出过原点的直线,求出直线的斜率k.(5)小球的带电量q=________.(用m、d、k等物理量表示)答案:(2)如图12(a) (4)tanα (5)eq\f(mgd,k) 带电小球的受力如图12(b),根据平衡条件有tanθ=eq\f(F,mg),又有F=qE=qeq\f(U,d),联立解得,U=eq\f(mgd,q)tanθ=ktanθ,所以应以tanθ为横坐标.图12三、计算题(本题共4小题,13、14题各10分,15、16题各12分,共44分,计算时必须有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)图1313.在匀强电场中建立一个直角坐标系,如图13所示,从坐标原点沿+y方向前进0.346m到A点,电势降低34.6V;从坐标原点沿-x方向前进0.2m到B点,电势升高34.6V,求匀强电场的场强大小和方向.(取eq\r(3)=1.73)解析:令O点电势φO=0,则φA=-34.6V,φB=34.6V,再作点B关于点O的对称点B′,因为BO=OB′,则φB′=-34.6V.连接AB′,并作其垂线OE,则从O→E的方向即场强方向.tanθ=eq\f(OB′,OA)=eq\f(1,1.73)=eq\f(\r(3),3)E=eq\f(UOB′,d)=eq\f(UOB′,OB′sin60°)=200V/m.答案:200V/m,方向与x轴正方向成30°角.图1414.在点电荷Q产生的电场中有a,b两点,相距为d,已知a点的场强大小为E,方向与ab连线成30°角,b点的场强方向与ab连线成120°角,如图14所示,则b点的场强大小为多大?a,b两点电势哪点更高?解析:图15如图15所示,将a点场强方向和b点场强方向延长,交于O点,由几何知识得ab=d,aO=2dsin60°=eq\r(3)d,而E=eq\f(kQ,\r(3)d2),Eb=eq\f(kQ,d2),所以Eb=3E.以O点为圆心,以d为半径作弧交Oa于c点,则φb=φc,而φa>φc,所以φa>φb,即a点电势更高.答案:3E a图1615.如图16所示,水平放置的两块平行金属板A,B相距为d,电容为C.开始两块板均不带电,A板接地且中央有孔.现将带电荷量为+q,质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h处无初速滴下,落向B板的电荷全部传给B板,问:(1)第几滴液滴在A,B板间做匀速直线运动?(2)能够到达B板的液滴不会超过多少滴?解析:(1)设第n滴液滴在A,B板间做匀速直线运动,此时,板上电荷量为Q=(n-1)q,板上电压U=eq\f(Q,C)=eq\f(n-1q,C).板间电场强度E=eq\f(U,d)=eq\f(n-1q,Cd)①由平衡条件得qE=mg②由①②得n=eq\f(mgCd,q2)+1(2)设能够到达B板的液滴不会超过x滴,且第(x+1)滴到B板的速度恰为0,然后返回极板上,最大电荷量Q′=xq③极板间最大电压U′=eq\f(Q′,C)=eq\f(xq,C)④对第(x+1)滴,由动能定理得mg(h+d)-qU′=0⑤由④⑤解得x=eq\f(mgCh+d,q2).答案:(1)eq\f(mgCd,q2)+1 (2)eq\f(mgCh+d,q2)16.(2020·安徽高考)图17如图17所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E.在A(d,0)点有一个静止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒,其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动,经过一段时间到达(0,-d)点.不计重力和分裂后两微粒间的作用.试求:(1)分裂时两个微粒各自的速度;(2)当微粒1到达(0,-d)点时,电场力对微粒1做功的瞬时功率;(3)当微粒1到达(0,-d)点时,两微粒间的距离.解析:(1)设分裂时微粒1的初速度为v1,到达(0,-d)点所用时间为t.依题意可知微粒1带负电,在电场力的作用下做类平抛运动,得下列方程:-d=v1t①-d=eq\f(1,2)at2②qE=ma③由①②③解得v1=-eq\r(\f(-qEd,2m))④根号外的负号表示沿y轴的负方向.设分裂时另一微粒2的速度为v2,根据动量守恒定律mv1+mv2=0⑤图18得v2=eq\r(\f(-qEd,2m))⑥(2)当微粒1运动到B(0,-d)点时,速度在x轴方向上的分量为vBx,则vBx=-eq\r(-2ad)⑦由③⑦解得vBx=-eq\r(\f(-2qEd,m))电场力对它做功的瞬时功率P=qEvBx=-qEeq\r(\f(-2qEd,m)).(3)中性微粒分裂时,根据电荷守恒定律,微粒2带等量的正电荷,所受电场力沿x轴的正方向,在电场力的作用下也做类平抛运动.根据对称性,当微粒1到达B(0,-d)点时,微粒2运动到C(2d,d)点,此时两微粒间的距离是BC=eq\r(2d2+2d2)=2eq\r(2)d.答案:(1)v1=-eq\r(\f(-qEd,2m)) v2=eq\r(\f(-qEd,2m))(2)-qEeq\r(\f(-2qEd,m)) (3)2eq\r(2)d