统考版高考物理复习热点专项练七静电场第60练(STSE问题)电场中的STSE问题含答案

第60练　(STSE问题)电场中的STSE问题　

一、选择题

1．[2022·浙江嘉兴联考]小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是(　　)

A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理

B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装

C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患

D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系

2．[2022·广东揭阳考试]静电喷涂时，喷枪喷出的涂料微粒带电，在带正电被喷工件的静电作用下，向被喷工件运动，最后吸附在其表面．在涂料微粒向工件靠近的过程中(　　)

A．涂料微粒带正电

B．离工件越近涂料微粒所受库仑力越小

C．电场力对涂料微粒做负功

D．涂料微粒的电势能减小

3.

[2022·长沙一模]如图是我国宁波公交使用的全球首创超级电容储能式无轨电车．该电车没有传统无轨电车的“辫子”，没有尾气排放，乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上，刹车时可把80%以上的动能转化成电能回收储存再使用．这种电车的核心元器件是“3 V，12 000 F”超级电容器，该电容器能反复充、放电100万次，使用寿命长达十年．下列说法正确的是(　　)

A．电容器放电的过程中，电荷量逐渐减少，电容也逐渐减小

B．电容器充电的过程中，电荷量逐渐增加，电容保持不变

C．电容器放电的过程中，电荷量逐渐减少，电容器两极板间的电压不变

D．若该电容器从电荷量为零到充满电用时30 s，则充电的平均电流为3 600 A

4．(多选)电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力，感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大，电压越大，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即为“闯红灯”，电子眼拍照，则红灯亮时(　　)

A．车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流

B．车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电

C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增加后减小

D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照

二、非选择题

5．多反射飞行时间质谱仪是一种测量离子质量的新型实验仪器，其基本原理如图所示，从离子源A处飘出的离子初速度不计，经电压为U的匀强电场加速后射入质量分析器．质量分析器由两个反射区和长为l的漂移管(无场区域)构成，开始时反射区1、2均未加电场，当离子第一次进入漂移管时，两反射区开始加上电场强度大小相等、方向相反的匀强电场，其电场强度足够大，使得进入反射区的离子能够反射回漂移管．离子在质量分析器中经多次往复即将进入反射区2时，撤去反射区的电场，离子打在荧光屏B上被探测到，可测得离子从A到B的总飞行时间．设实验所用离子的电荷量均为q，不计离子重力．

(1)求质量为m的离子第一次通过漂移管所用的时间T1；

(2)反射区加上电场，电场强度大小为E，求离子能进入反射区的最大距离x；

(3)已知质量为m0的离子总飞行时间为t0，待测离子的总飞行时间为t1，两种离子在质量分析器中反射相同次数，求待测离子质量m1.

第60练　（STSE问题）电场中的STSE问题

1．答案：C

解析：本题考查静电的防止，用塑料梳子梳头时会产生静电，穿衣、脱衣也会产生静电，这些图标都是为了减少静电的产生，不是依据静电屏蔽原理，选项A、D错误；若工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装，会引起静电，选项B错误；化纤手套与接触物容易摩擦起电，故会产生静电，有引起油料燃烧的危险，选项C正确．

2．答案：D

解析：由题图知，工件带正电，涂料微粒在静电力作用下向工件靠近，可知涂料微粒带负电，A错误；离工件越近，涂料微粒所受库仑力越大，B错误；涂料微粒在静电力作用下向工件运动，则电场力对涂料微粒做正功，其电势能减小，C错误，D正确．

3．答案：B

解析：电容是电容器本身的性质，故无论电容器是在放电过程中还是在充电过程中，电容的大小都不会随着电荷量的改变而改变，选项B正确，A错误；电容器放电过程中，电荷量逐渐减少到零，电容器两极板间的电压逐渐减小为零，选项C错误；若该电容器从电荷量为零到充满电用时30 s，则充电的平均电流为I＝＝＝ A＝1 200 A，选项D错误．

4．答案：BD

解析：车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；由题图乙可知，当车轮经过感应线时电流先增大后减小，然后反向增大再减小，因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，故B正确，C错误；若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照，故D正确．

5．答案：（1） 　（2）　（3）m0

解析：（1）设离子经加速电场加速后的速度大小为v，有qU＝mv2①

离子在漂移管中做匀速直线运动，则T1＝②

联立①②式，得T1＝ .③

（2）根据动能定理，有qU－qEx＝0④

得x＝.⑤

（3）离子在加速电场中运动和反射区电场中每次单向运动均为匀变速直线运动，平均速度大小均相等，设其为，有＝⑥

通过⑤式可知，离子在反射区的电场中运动路程是与离子本身无关的，所以不同离子在电场区运动的总路程相等，设为L1，在无场区的总路程设为L2，根据题目条件可知，离子在无场区速度大小恒为v，设离子的总飞行时间为t总，有t总＝＋⑦

联立①⑥⑦式，得t总＝（2L1＋L2） ⑧

可见，离子从A到B的总飞行时间与成正比．依题意可得＝

可得m1＝m0.⑨