高考物理 试题分项解析 专题08 静电场（第02期）-人教版高三全册物理试题.doc

专题8 静电场一选择题1. （2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图所示，一个质量为m，带电量为+q的粒子在匀强电场中运动，依次通过等腰直角三角形的三个顶点A、C、B，粒子在A、B两点的速率均为v0，在C点的速率为，已知=d，匀强电场在ABC平面内，粒子仅受电场力作用。则该匀强电场的场强大小为A. B. C. D. 【参考答案】A【命题意图】本题考查静电场、动能定理的理解和运用。【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是不能根据题述条件找出等势线和匀强电场的方向，二是不能正确运用动能定理列方程得出场强大小。2. （2019河南名校联考4）如图所示，三角形abc的三个顶点各自固定一个点电荷，A处点电荷受力如图中F所示，则B处点电荷受力可能是A. F1 B F2 C. F3 D. F4 【参考答案】B3. （2019河南名校联考4）如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一个矩形的四个顶点，电场的方向平行于矩形平面。已知A点的电势是16V，B点的电势是10.6V，D点的电势是6.4V，且AB=9cm，BC=12cm，P为BC中点，下列说法正确的是A.电场强度的大小为100V/m B.C点的电势为2VC.电子从P点沿PD方向射出将做直线运动(不计电子重力)D.电子从C点运动到D点，电场力做功为5.4eV【参考答案】AD【名师解析】根据题述，A点的电势是A=16V，B点的电势是B=10.6V，D点的电势是C=6.4V，由A-D=B-C，解得C =1V，选项B错误；电子从C点运动到D点，电场力做功为W=e（D-C）=5.4eV，选项D正确；过D点作DE垂直于AC，的垂线，设E点的电势为E，则有：xCE=9×3/5cm=27/5cm，xAC=15cm，=，解得E=6.4V。DE为等势线，电场线方向沿AC方向，电场强度E=100V/m，选项A正确；电子从P点沿PD方向射出，所受电场力方向沿AC方向，初速度方向与所受外力方向不在一直线上，将做曲线运动，选项C错误。4（2019四川绵阳二诊）如图所示，质量为m、带电量为+q的三个相同的带电小球A、B、C从水平地面上同一高度以同一初速度vo水平抛出，B球始终在方向竖直向下、场强大小为E1的匀强电场中运动；C球始终在方向垂直纸面向里、场强大小为E2的匀强电场中运动，且其初速度方向垂直于电场。已知，g为重力加速度，不计空气阻力。小球A、B、C落地前瞬间速度大小分别为vA、vB、vC，落地前瞬间重力的功率分别为PA、PB、PC，则AvA<vB=vCBvA<vB<vCCPB>PA>PCDPB>PA=PC【参考答案】AD5某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图1所示连接电路。先使开关S接1，电容器很快充电完毕。然后将开关掷向2，电容器通过 R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图2所示。他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条I-t曲线。关于这条曲线，下列判断正确的是（   ）A曲线与坐标轴所围面积将增大B曲线与坐标轴所围面积将减小C曲线与纵轴交点的位置将向上移动D曲线与纵轴交点的位置将向下移动【参考答案】D6如图所示，绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角30°。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行，且小球A正好静止在斜面中点。在小球A的正下方地面处固定放置一带电小球B，两球相距为d。已知两球的质量均为m、电荷量均为q，静电力常量为k，重力加速度为g，两球均可视为点电荷。则下列说法不正确的是()A两球之间库仑力FkB.时，斜面对小球A的支持力C.时，细线上拉力为0D将小球B移到斜面底面左端C点，2时，斜面对小球A的支持力为0【参考答案】C【名师解析】根据库仑定律，两球之间的库仑力大小为F，选项A正确；当时，则有kmg，对球受力分析，如图甲所示，根据矢量的合成法则，依据三角知识，则斜面对小球A的支持力为N，T，选项B正确，C错误；当小球B移到斜面底面左端C点，对球受力分析，如图乙所示，Fkmg，mg、F、T三个力的合力为零，致使N0，小球恰要离开斜面，选项D正确。7.如图所示,在匀强电场中有一半径为R的圆,场强方向与圆所在平面平行,场强大小为E,电荷量为q的带正电粒子以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中,只在电场力作用下运动,从圆周上不同点离开圆形区域,其中从C点离开圆形区域的带电粒子的动能最大,图中O是圆心,AB是圆的直径,AC是与AB成角的弦,则()A.匀强电场的方向沿AC方向B.匀强电场的方向沿BC方向C.从A到C电场力做功为2qERcos D.从A到C电场力做功为2qERcos2【参考答案】D 【名师解析】 由题意知,从C点离开圆形区域的带电粒子动能最大,则圆上C点与A点电势差最大,即过C点的等势线与圆只有一个交点,该等势线即为过C点的圆的切线.根据匀强电场中电场线与等势线互相垂直的性质和圆的几何知识知,匀强电场沿OC方向,ACB为直角三角形,OAC=OCA=,=2Rcos ,从A到C电场力做功为W=qE··cos =2qERcos2,故D正确.8（2019福建泉州质检）如图所示，b点为等量异种点电荷+Q和-Q连线的中点，以+Q为圆心且过b点的虚线圆弧上有a、c两点，a、c两点关于连线对称。下列说法正确的是 Aa、b、c三点电势相等B电子在a、c两处受到的电场力不相同C电子由a点沿虚线圆弧移到b点的过程中电势能一直减小D电子由a点沿虚线圆弧移到c点的过程中电势能先增加后减小【参考答案】D9. （2019广东佛山一模）如图所示，在匀强电场中有O、A、B三点，OA=OB=5cm，其中O、A电势分别为0V、5V，OA与OB的夹角为120°，A、B在同一条竖直线上。现有一不计重力、带电量为e的粒子以4eV的动能从A点沿AO方向飞入电场，经过B点时，动能与在A点时相同，则下列说法正确的是A.该粒子带正电B.粒子运动过程中，电场力一直做正功C.粒子能运动到O点，且在O点时电势能为零D.该电场强度大小为200V/m，方向水平向左【参考答案】D10. （2019广东佛山一模）右图为一个以O为圆心、半径为R、带电量为+Q的均匀带电圆环，在圆心O处放一个带电量为q的负点电荷，AB为圆环的中轴线，C点在AB上距O的长度为R。现把该点电荷从O拉到C，若不考虑点电荷对场源的影响，则下列说法正确的是A.点电荷在O点受到的电场力不为零B.点电荷在C点受到的电场力大小为C.点电荷从O到C的过程中，外力对其做正功，电势能增大D.若将点电荷从C由静止释放，则它会一直沿由B到A的方向运动【参考答案】C【名师解析】将均匀带电圆环分成相同的微元，由库仑定律和对称性可知，点电荷在O点受到的电场力为零，选项A错误；把均匀带电圆环分成相同的微元Q，由库仑定律可得负点电荷q与微元Q之间的电场力为F=，沿AB轴线方向的分力为Fcos45°=，由对称性可知垂直AB方向的分力相互抵消。对Fcos45°=求和可得，点电荷在C点受到的电场力大小为F=Fcos45°=，选项B错误；点电荷从O到C的过程中，外力对其做正功，电势能增大，选项C正确；若将点电荷从C由静止释放，则它会沿由B到A的方向，先做加速运动后做减速运动，运动到A点时速度减小到零，然后反向运动，选项D错误。11（2019成都外国语学校一模）在平面直角坐标系的x轴上关于原点O对称的P、Q两点各放一个等量点电荷后，x轴上各点电场强度E随坐标x的变化曲线如图所示，规定沿x轴正向为场强的正方向，则关于这两个点电荷所激发电场的有关描述中正确的有（ ）A将一个正检验电荷从P点沿x轴移向Q点的过程中电场力一直做正功Bx轴上从P点到Q点的电势先升高后降低C若将一个正检验电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中一定是电场力先做正功后做负功D若将一个正检验电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中受到的电场力可能先减小后增大【参考答案】D12. （2019广东揭阳市期末）据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电，某同学登山时用这种超级电容器给手机充电，下列说法正确的是（   ） A.充电时，电容器的电容变小B.充电时，电容器存储的电能变小C.充电时，电容器所带的电荷量可能不变D.充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零 【参考答案】B 【温馨提示】充电的时候电容不变，给手机充电，电荷量变小，电容器的电压也变小。二 计算题1.（12分）（2019山西大学附中质检）如图所示，水平细杆上套一环，环A与球B间用一不可伸长轻质绝缘绳相连，质量分别为mA=0.20kg和rnB=0.40kg，A环不带电，B球带正电，带电量q=1.0×10-4C，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8求：（1）若B球处于一水平向右的匀强电场中，使环A与B球一起向右匀速运动运动过程中，绳始终保持与竖直方向夹角=37°，匀强电场的电场强度E多大？（2）环A与水平杆间的动摩擦因数；（3）若匀强电场的方向斜向右上方与水平成37°角，为了使环A与B球一起向右以5m/s2的加速度匀加速运动，则电场强度应为多大？（计算结果可用分数表示）【参考答案】匀强电场的电场强度为；环A与水平杆间的动摩擦因数为；电场强度应为。【名师解析】若B球处于一水平向右的匀强电场中，使A环与球B一起向右匀速运动；运动过程中，绳始终保持与竖直方向夹角；以B球为研究对象，受到重力、电场力和拉力，三力平衡；则有电场力；匀强电场的电场强度；对整体分析，在水平方向上有：；解得：；电场强度方向斜向右上与水平方向夹角为，根据牛顿第二定律得：；解得：2、（2019西安名校联考）如图,空间中存在大小为E=2.50 ×104N/C、方向水平向右的的匀强电场,匀强电场中有一半径为r=0.1m的光滑绝缘圆轨道,圆心为O,轨道平面竖直且与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行。一电荷为q=+4.0×10-5C、质量m=0.1kg的小球(可视为质点)沿轨道内侧小球从a点以某一初速度Va向下运动,恰好能通过最高点c。取重力加速度g=10m/s2,求:1.小球从a运动到b过程中电势能的变化量;2.小球在a点对轨道的压力N;3.找出小球在轨道上运动过程中速度最大的位置。【名师解析】1.从a到b电势能变化量2.小球从a运动到c过程中,根据动量定理有 小球恰好过c点,有综上得在a点得N=03.等效最低点在重力与电场力合力反向延长线过圆心的位置速度最大的位置在d点右侧,该点与圆心连线与水平方向成45o角3.如图所示，有一固定在水平面的平直轨道，该轨道由白色轨道和黑色轨道交替排列并平滑连接而成。各段轨道的编号已在图中标出。仅黑色轨道处在竖直向上的匀强电场中，一不带电的小滑块A静止在第1段轨道的最左端，绝缘带电小滑块B静止在第1段轨道的最右端。某时刻给小滑块A施加一水平向右的恒力F，使其从静止开始沿轨道向右运动，小滑块A运动到与小滑块B碰撞前瞬间撤去小滑块A所受水平恒力。滑块A、B碰撞时间极短，碰后粘在一起沿轨道向右运动。已知白色轨道和黑色轨道各段的长度均为L=0.10m，匀强电场的电场强度的大小E=1.0×104N/C；滑块A、B的质量均为m=0.010kg，滑块A、B与轨道间的动摩擦因数处处相等，均为=0.40，绝缘滑块B所带电荷量q=+1.0×10-5C，小滑块A与小滑块B碰撞前瞬间的速度大小v=6.0m/s。A、B均可视为质点（忽略它们的尺寸大小），且不计A、B间的静电力作。在A、B粘在一起沿轨道向右运动过程中电荷量保持不变，取重力加速度g =10m/s2。 （1）求F的大小；（2）碰撞过程中滑块B对滑块A的冲量；（3）若A和B最终停在轨道上编号为k的一段，求k的数值。【参考答案】（1）1.84N （2）I=0.030Ns，滑块B对滑块A冲量的方向水平向左 （3）17【名师解析】（1）以滑块A为研究对象，在第1段轨道上，滑块A受到摩擦力的大小对于滑块A在第1段轨道上从最左端到最右端的过程，根据动能定理有，解得：F=1.84N；（2）设滑块A、B碰撞后瞬间A和B的共同速度为vAB，根据动量守恒定律有，设滑块B对滑块A的冲量为I， 规定水平向右为正方向，以滑块A为研究对象，根据动量定理有：，解得：I=0.030Ns，滑块B对滑块A冲量的方向水平向左；