PAGE1階段過關檢測（七）靜電場電路及其應用（后附答案）時間:75分鐘滿分100分一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.(2024梅州一模)如圖,新風系統除塵由機械除塵和靜電除塵兩部分構成,其中靜電除塵是通過電離空氣后使空氣中的粉塵微粒帶電,從而被電極吸附的空氣凈化技術。如圖虛線為一帶電粉塵(不計重力)在靜電除塵管道內的運動軌跡,實線為電場線(未標方向),下列說法正確的是(C)A.帶電粉塵帶正電B.帶電粉塵在除塵管道內做勻變速曲線運動C.帶電粉塵在a點的加速度小于在b點的加速度D.帶電粉塵在a點的電勢能大于在b點的電勢能2.(2024海淀期末)將一個不帶電的空腔導體放入勻強電場中,達到靜電平衡時,導體外部電場線分布如圖所示。W為導體殼壁,A、B為空腔內兩點。下列說法正確的是(C)A.導體殼壁W的外表面和內表面感應出等量的異種電荷B.空腔導體上的感應電荷在B點產生的場強為零C.空腔內的電場強度為零D.空腔內A點的電勢高于B點的電勢3.(2024海淀一模)空間內有一與紙面平行的勻強電場,為研究該電場,在紙面內建立直角坐標系。規定坐標原點的電勢為0,測得x軸和y軸上各點的電勢如圖1、2所示。下列說法正確的是(D)A.電場強度的大小為160V/mB.電場強度的方向與x軸負方向夾角的正切值為4C.點(10cm,10cm)處的電勢為20VD.紙面內距離坐標原點10cm的各點電勢最高為20V4.(2024廣東一模)在與紙面平行的勻強電場中,建立如圖甲所示的直角坐標系,a、b、c、d是該坐標系中的4個點,已知φa=6V、φb=4V、φd=2V;現有一電子以某一初速度從O點沿Od方向射入,則圖乙中abcd區域內,能大致反映電子運動軌跡的是(B)A.①B.②C.③D.④5.(2024安徽安慶二模)如圖所示,兩個完全相同的平行板電容器水平放置,上極板由導線經二極管相互連接,下極板由導線直接連接且接地,開始時兩電容器上極板帶電荷量相等。帶電小球A靜止在左邊電容器的中間位置,另一個帶電小球B通過絕緣細線懸掛在右邊電容器的上極板上,且B球靜止時到下極板的距離為兩板間距的四分之一。兩球均可視為點電荷。下列說法正確的是(D)A.A球的電勢能大于B球的電勢能B.將左邊電容器下極板上移少許,A、B兩球開始所在位置處的電勢均升高C.將左邊電容器下極板下移少許,穩定后左、右兩平行板電容器內電場強度大小相等D.在左邊電容器靠近下極板插入一電介質板,穩定后右邊電容器內電場強度大小不變6.(2024海淀二模)如圖所示為某靜電除塵裝置的簡化原理圖,兩塊平行帶電極板間為除塵空間。質量為m、電荷量為-q的帶電塵埃分布均勻,均以沿板方向的速率v射入除塵空間,當其碰到下極板時,所帶電荷立即被中和,同時塵埃被收集。調整兩極板間的電壓可以改變除塵率η(相同時間內被收集塵埃的數量與進入除塵空間塵埃的數量之百分比)。當兩極板間電壓為U0時,η=80%。不計空氣阻力、塵埃的重力及塵埃之間的相互作用,忽略邊緣效應。下列說法正確的是(B)A.兩極板間電壓為U0時,塵埃在板間運動的最大動能為qU0+mB.兩極板間電壓為54U0C.僅增大塵埃的速率v,可以提升除塵率D.僅減少塵埃的電荷量,可以提升除塵率7.(2024江蘇蘇錫常鎮一模)如圖所示,半徑為R的球面均勻帶有正電荷,球內電場強度處處為0,O點為球心,在球面最右端A處取下一足夠小、帶電荷量為q的曲面并將其沿OA延長線移動至B處,AB=R,C點是AB的中點,D點是O點正上方的一點。若球面剩余部分電荷量與電荷分布保持不變,則(C)A.D點的電場強度方向由D指向AB.D、O兩點的電勢相等C.O點電場強度的大小為3D.C點電場強度的大小為8二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩個或者兩個以上選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.(2024肇慶二模)如圖甲所示,在“觀察電容器的充、放電現象”實驗中,將單刀雙擲開關S與“1”端相接,并將電阻箱的阻值調為R1和R2(R1>R2)兩種情況,兩次得到的電流I隨時間t的變化圖像如圖乙所示,下列說法正確的是(AC)A.實線是電阻箱阻值為R1時的結果B.電路達到穩定時,電阻箱的阻值為R1時電容器所帶的電荷量較大C.S與“2”端相接時,電容器的放電時間與電阻箱阻值的變化無關D.電容器的其他參數不變,當兩極板間的距離增大時,其電容變大9.(2024江門一模)如圖所示,O、A、B為一粗糙絕緣水平面上的三點,不計空氣阻力,一電荷量為+Q的點電荷固定在O點,現有一質量為m、電荷量為+q的小金屬塊(可視為質點),從A點以速度v0向右運動,最后停止在B點,已知小金屬塊與水平面間的動摩擦因數為μ,A、B間距離為L,靜電力常量為k,重力加速度為g,則下列說法正確的是(CD)A.該過程中小金屬塊的電勢能增大B.A、B兩點間的電勢差為mC.若在A處庫侖力大于摩擦力,則小金屬塊速度最大時距O點的距離為kQqD.若在A處庫侖力小于摩擦力,則小金屬塊由A到B運動過程的平均速度大于v10.(2024廣東二模)如圖所示,氕(11H)和氘(12H)兩種原子核由靜止經同一加速電場加速后,沿A.離開加速電場時,動能相等B.離開加速電場時,動量相等C.離開偏轉電場后,在感光紙上留下1個感光點D.離開偏轉電場后,在感光紙上留下2個感光點三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.（8分）(2024豐臺二模)在“測量金屬絲電阻率”的實驗中。(1)如圖所示,用螺旋測微器測量金屬絲直徑,則金屬絲直徑D=0.298(0.297或0.299均可)mm;(2)待測金屬絲電阻較小,為使電阻的測量結果盡量準確,且金屬絲兩端的電壓從零開始變化。以下實驗電路符合要求的是A;ABCD(3)實驗中改變滑動變阻器滑片的位置,讀取多組電壓、電流值,描繪出的U-I圖像如圖所示。若圖線的斜率為k,金屬絲的長度為l,直徑為D,則金屬絲電阻率的表達式為kπ(4)某同學認為,在不改變電路結構的基礎上,可以另外設計一種實驗方案,通過改變金屬絲長度,并利用某一電表測得的數據,作出相應的圖像,進而通過圖線的斜率求得金屬絲的電阻率。請簡要說明實驗方案,并用斜率k'表示金屬絲的電阻率(需要的其他物理量可自選符號表示)。解析(4)實驗中改變金屬絲長度,通過改變滑動變阻器滑片的位置,使得每次電流表的示數均為I0,測量出金屬絲長度l,以及對應的電壓表示數U,根據歐姆定律可得U=I0R又R=ρlS=ρ聯立可得U=4I作出U-l圖像,可知斜率為k'=4解得金屬絲的電阻率為ρ=k其他合理答案也給分。12.（10分）(2024朝陽二模)物理課外研究小組欲通過實驗研究某一直流電源的帶載特性。除所用電源、開關、導線外,實驗室還備有器材:電壓表(量程3V)、電流表(量程3A)、定值電阻R0、滑動變阻器RL。(1)測量電源的電動勢和內阻。按如圖1所示的電路連接器材,并移動滑動變阻器RL滑片,讀出對應的電壓表和電流表示數,在圖2中標記相應的點并擬合出U-I圖線,可得電源電動勢E=3.0V,內阻r=1.3Ω(結果均保留2位有效數字)。(2)不考慮偶然誤差,由上述(1)方法測得的內阻r小于(填“大于”“等于”或“小于”)真實值,引起此誤差的原因是電壓表的分流。(3)測試電源的帶載特性。用R表示變阻器接入電路的阻值,I表示電流表的示數。為便于對比研究,采集兩種情況下的數據并作出相應的①、②圖線:①表示圖1中變阻器RL的功率變化規律;②表示圖3中變阻器RL的功率變化規律。在滑動變阻器RL的滑片移動過程中,不考慮電表的影響,下列選項正確的是AC。ABCD13.（10分）(2024東城期末)如圖所示,在豎直向上,場強大小為E的勻強電場中,一個質量為m、帶電荷量為+q的絕緣物塊B靜止于豎直方向的輕彈簧上端,另一個質量也為m、不帶電的絕緣物塊A由靜止釋放,下落高度H后與物塊B相碰,碰后二者粘在一起又下落h后到達最低點。整個過程中不計空氣阻力,不計電荷量的損失,彈簧始終在彈性限度內,重力加速度為g,兩物塊均可視為質點,針對上述過程,求:(1)A與B碰后的速度大小v;(2)電勢能的增加量ΔE電;(3)彈簧彈性勢能的增加量ΔEp。答案(1)2gH2(2)Eqh(3)14.（12分）(2024深圳實驗學校、湛江一中、珠海一中聯考)光刻機是半導體行業中重中之重的利器,我國上海微電子裝備公司(SMEE)在這一領域的技術近年取得了突破性進展。電子束光刻技術原理簡化如圖所示,電子槍發射的電子經過成型孔后形成電子束,通過束偏移器后對光刻膠進行曝光。某型號光刻機的束偏移器長L=0.02m,間距也為L,兩極間有掃描電壓,其軸線垂直晶圓上某芯片表面并過中心O點,該軸線也是束偏移器的一條對稱軸。芯片到束偏移器下端的距離為L2。若進入束偏移器時電子束形成的電流大小為I=2×10-8A,單個電子的初動能為Ek0=1.6×10-14J。不計電子重力及電子間的相互作用,忽略其他因素的影響,電子到達芯片即被吸收。(e=1.6×10-19(1)若掃描電壓為零,電子束在束偏移器中做何種運動?電子束到達芯片時的落點位置在哪?(2)掃描電壓為多少時,電子束剛好打在束偏移器的下邊界不離開束偏移器?(3)若某時刻掃描電壓為15kV,則電子束到達芯片時的位置到O點的距離為多少?答案(1)勻速直線運動O點(2)2×105V(3)1.5×10-3m15.（14分）(2024吉林五校聯考)如圖甲所示,在水平面C的上方,存在豎直平面內周期性變化的勻強電場,電場方向未知,變化規律如圖乙所示。把一質量m=1kg、帶電荷量q=+1C的小球在t=0時從A點以10J的初動能水平向右拋出,經過一段時間后,小球以大小為40J的動能豎直向下經過B點,隨后小球第一次經過A點正下方,且經過A點正下方時電場剛好第一次反向。已知A、B之間的高度差為2m,水平距離為1m,A點到水平面C的距離為240m,重力加速度g取10m/s2。求:(1)A、B兩點間的電勢差;(2)勻強電場的電場強度E0的大小和方向;(3)小球到達水平面C時與A點的水平距離。答案(1)10V(2)102N/C與水平方向成45°角斜向左下方(3)34階段過關檢測（七）靜電場電路及其應用1.C2.C3.D4.B5.D6.B7.C8.AC9.CD10.AC11.(1)0.298(0.297或0.299均可)(2)A(3)kπ(4)實驗中改變金屬絲長度,通過改變滑動變阻器滑片的位置,使得每