十年高考物理真题分类汇编专题09静电场含解析.pdf
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1、专 题09静电场选择题1.(2 0 1 9 全国n卷叮7)静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M 点由静止开始运动,M 为粒子运动轨迹上的另外一点,则A.运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小B.在 K 两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C.粒子在历点的电势能不低于其在N点的电势能D.粒子在加点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行【答案】AC【解析】【详解】A.若电场中由同种电荷形成即由4 点释放负电荷,则先加速后减速,故 A 正确;笔 一 第B.若电场线为曲线,粒子轨迹不与电场线重合,故 B 错误。C.由于力点速度大于等于零,故 点动能大于等于 点动能,由能量守恒可知,
2、/V 点电势能小于等于M 点电势能,故 C 正确D.粒子可能做曲线运动,故 D错误;2.(2 0 1 9 全国H I 卷中8)如图,电荷量分别为g 和-。储 0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、A 是正方体的另外两个顶点。则A.a 点和。点的电势相等B.a 点和6 点的电场强度大小相等C.a点和6 点的电场强度方向相同D.将负电荷从a 点移到6 点,电势能增加【答案】BC【解析】由几何关系,可知b的电势大于a的电势,故 A 错误,把负电荷从a移到b,电势能减少,故D错误;由对称性和电场的叠加原理,可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同,故 B、C 正确。3.(2 0 1 9 全国I 卷
3、叮2)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则C.一带正电荷,0 带负电荷B.2 和 0 都带负电荷D.尸带负电荷,。带正电荷【答案】I)【解析】AB、受力分析可知,P和 Q两小球,不能带同种电荷,AB错误;CD、若 P球带负电,Q球带正电,如下图所示,恰能满足题意,则 C 错误D正确,故本题选D,4.(2 0 1 9 北京卷叮5)如图所示,a、6 两点位于以负点电荷-0(。0)为球心 球面上,c 点在球面外,则A.a 点场强的大小比6 点大B.人点场强的大小比c 点小C.a 点电势比6 点高D.6 点电势比。点
4、低【答案】1)【解析】由点电荷场强公式 =女考确定各点的场强大小,由点电荷的等势线是以点电荷为球心的r球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低。由点电荷的场强公式 =可知,a、6 两点到场源电荷的距离相等,所 以 a、6 两点的电r场强度大小相等,故 A 错误;由于c 点到场源电荷的距离比6 点的大,所 以。点的场强大小比。点的大,故 B 错误;由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面,所以a点与6 点电势相等,负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷,根据沿电场线方向电势逐渐降低,所以 6点电势比c 点低,故 D正确。5.(2 0 1 9 江苏卷5)一匀强电场的方向竖直向上,户0时刻
5、,一带电粒子以一定初速度水平射入该电场,电场力对粒子做功的功率为只不计粒子重力,则 2 一力关系图象是【解析】由于带电粒子在电场中类平抛运动,在电场力方向上做匀加速直线运动,加速度 为 处,m经过时间f ,电场力方向速度 为 这 f,功率为P=F v=q E x 姮 t ,所以0与成正比,mm故 A 正确。6.(2 0 1 9 江苏卷 T9)如图所示,4?。为等边三角形,电荷量为+g 的点电荷固定在/点.先将一电荷量也为+0 的点电荷。从无穷远处(电势为0)移 到。点,此过程中,电场力做功为一W.再 将 Q 从 C点 沿 移 到 6 点并固定.最后将一电荷量为一2 q 的点电荷 从无穷远处移到
6、C 点.下列说法正确的有A?、q/8、-cA.a移入之前,c 点的电势为一qB.a从 c 点移到6 点的过程中,所受电场力做的功为oC.从无穷远处移到C 点的过程中,所受电场力做的功为2/D.Q 在移到。点后的电势能为-41【答案】A B D【解析】E IV由题意可知,。点的电势为%=二=一,故 A正确;由 于 反。两 点 到/点(+q)的距离q q相等,所 以 反。两点的电势相等,所以。从 C点移到6 点的过程中,电场力做功为0,故2WB正确;由于8、C两点的电势相等,所以当在B点固定Qi后,C点的电势为一,所以Qz从q(2W无穷远移到 点过程中,电场力做功为:W=q U=-2qx 0-I
7、q)=4 W故C错误;2W由于C点的电势为一,所以电势能为E p=-4 W,故D正确。q7.(2019海南卷T1)如图,静电场中的一条电场线上有M N两点,箭头代表电场的方向,则M_*NA.材点的电势比川点的低B.材点的场强大小一定比N点的大C.电子在M点的电势能比在2点的低D.电子在极点受到的电场力大小一定比在N点的大【答案】C【解析】顺着电场线电势逐渐降低,可知M点的电势比N点的高,选项A错误;一条电场线不能确定疏密,则不能比较MN两点场强的大小,也不能比较电子在MN两点受电场力的大小,选项BD错误;负电荷在高电势点的电势能较低,选项C正确;8.(2019天津卷4 3)如图所示,在水平向右
8、的匀强电场中,质量为m的带电小球,以初速度v从M点竖直向上运动,通 过N点时,速度大小为2 v,方向与电场方向相反,则小球从M运动到N的过程如1 9A.动能增加一根tZ23 oC.重力势能增加一小2B.机械能增加2加D.电势能增加2机【答案】B【解析】【详解】由动能的表达式线=万加广可知带电小球在M点的动能为6tM =-/n v2.在 N点1 3的动能为4=万加(2 丫)=2 M 丫 2,所以动能的增量为故A错误;带电小球在电场中做类平抛运动,竖直方向受重力做匀减速运动,水平方向受电场力做匀加速运动,由 运 动 学 公 式 有 V、.=V =g f,匕=2 v =a f=处/,可得q E =2
9、 mg ,竖直方向的位移V2Vh =-t ,水 平 方 向 的 位 移*=/=/,因 此 有 x=2/i,对 小 球 写 动 能 定 理 有正功,机械能增加,故 机 械 能 增 加 电 势 能 减 少 2 加声,故 B正确D错误,重力做负功重力势能增加量为 一 加 故 c错误。29.(2 0 1 8 新课标I 卷 T 3)如图,三个固定的带电小球a、b和 c,相互间的距离分别为a b=5c m,b c=3 c m,c a=4 c m。小球c 所受库仑力的合力的方向平衡于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则()、%A.a、b的电荷同号,k=39B.a、b的电荷异号,k=96
10、4C.a、b的电荷同号,k=2764D.a、b的电荷异号,k 27【答案】1)【解析】本题考查库仑定律、受力分析及其相关的知识点。对小球c 所受库仑力分析,画出a对 c的库仑力和b对 c的库仑力,a 对 c的库仑力为排斥力,a c 的电荷同号、b 对 c的库仑力为吸引力,b e 电荷为异号,所以a b 的电荷为异号。设a c 与 b e的夹角为。,利用平行四边形定则和几何关系、库仑定律可得,F*=k 甥 5 F”=k 缪,42 32t a n 0=3/4,t a n 9=Fb c/Fa c,a b 电荷量的比值k=%,联立解得:k=64/2 7,选项D正确。【点睛】此题将库仑定律、受力分析、平
11、行四边形定则有机融合,难度不大。1 0.(2 01 5 江苏卷 T 2)静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的 记 载 春秋纬考异邮中有玳瑁吸模之说,但下列不属于静电现象的是A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引C.小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流D.从干燥的地毯走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉【答案】C【解析】梳过头发的塑料梭子吸起纸屑,是因为梳子与头发摩擦起电,静电吸引轻小物体,故A 属于静电现象,所以A 错误;带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引,是因为先感应起电,然后静电作用力,故B 错误;小钱圈接近通电线
12、圈过程中,小线圈中产生感应电流是电磁感应现象,不是静电现象,所以C 正确;从干燥的地毯走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉,是因为摩携起电,所以D 错误。【考点定位】静电现象1 1.(2 01 6 浙江卷)如图所示,两个不带电的导体A和 B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,HA.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和 B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合【答案】C【解析】由静电感应可知,A的左端带负电,B的右端带正电,A B 的电势相等,选 项 A B 错误;
13、若移去C,则两端的感应电荷消失,贴在A、B下部的金属箔都闭合,选项C正确;先把 A和 B分开,然后移去C,则 A、B带的电荷仍然存在,故贴在A、B下部的金属箔仍张开,选项D错误;故选C。【考点定位】静电感应【名师点睛】此题是来自课本上的一个学生实验,考查静电感应问题,只要课本上的实验弄清楚,此题是没难度的。解决类似试题的关键是,知道静电感应的实质是同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引;带电体达到静电平衡时,带电体是一个等势体。1 2.(2 0 1 6 江 苏 卷 T 3)一金属容器置于绝缘板上,带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图所示.容器内表面为等势面,A、B为容器内表面上的
14、两点,下列说法正确的是V/mA.A点的电场强度比B点的大B.小球表面的电势比容器内表面的低C.B点的电场强度方向与该处内表面垂直D.将检验电荷从A点沿不同路径移到B点,电场力所做的功不同【答案】C【解析】试题分析:由图知6处的电场线比力处密集,所以B点的电场强度比A点的大,故 A错误:根据沿电场线的方向电势降低可知,小球表面的电势比容器内表面的高,所以B错误;电场线的方向与等势面垂直,故 C正确:由于/、6在同一等势面上,将检验电荷从A点沿不同路径到6点,电场力所做的功都为零,所以D 错误。【考点定位】考查静电平衡、带电粒子在电场中的运动【方法技巧】掌握根据电场线的疏密判断电场强弱的方法以及由
15、电场线的方向比较电势的高低,电场线与等势面垂直的关系,在等势面上移动电荷电场力不做功的特点,本题重点考查电场的基本性质,考试的热点,每年必考。1 3.(2 0 1 5 安徽卷 T 1 4)图示是a粒子(氯原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的a粒子在各点处的加速度方向正确的是A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点【答案】C【解析】由库仑定律,可得两点电荷间的库仑力的方向在两者的两线上,同种电荷相互排斥,由牛顿第二定律,加速度的方向就是合外力的方向,故 C正确,A B D错误。【考点定位】考查库仑定律和牛顿第二定
16、律。1 4.(2 0 1 5 浙江卷 T 1 6)如图所示为静电力演示仪,两金属极板分别固定于绝缘支架上,且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极,表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间,则A.乒乓球的左侧感应出负电荷B.乒乓球受到扰动后,会被吸在左极板上C.乒乓球共受到电场力,重力和库仑力三个力的作用D.用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞【答案】D【解析】从图中可知金属板右侧连接电源正极,所以电场水平向左,故乒乓球上的电子移动到右侧,即乒乓球的右侧感应出负电荷,A错误;乒乓球右侧带负电,受到的电场力向右,乒乓球左侧带正电,受到的电场力向左,因
17、为左右两侧感应出的电荷量相等,所以受到的电场力相等,乒乓球受到扰动后,最终仍会静止,不会吸附到左极板上,B错误;乒乓球受到重力和电场力作用,库仑力即为电场力,C错误;用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,乒乓球带正电,在电场力作用下,与左极板接触,然后乒乓球带负电,又在电场力作用下,运动到右极板,与右极板接触后乒乓球带正电,在电场力作用下,运动到左极板,如此重复,即乒乓球会在两极板间来回碰撞,D正确。【考点定位】考查了库仑力,静电感应1 5.(2 0 1 1 海南卷)三个相同的金属小球1.2.3.分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。球 1 的带电量为q,球 2的带电量为n q,球
18、3 不带电且离球1 和球2 很远,此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触,再与球1 接触,然后将球3移至远处,此 时 1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变。由此可知A.n=3 B.n=4 C.n=5 D.n=6【答案】D【解析】球 3与 1、2 接触后1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变,1、2 之间距离不变,由库仑定律可知,球 3与 1、2 接触前后,球 1 和球2的电荷乘积相等,带电后3个小球均带上同种电荷。接触前,1、2电荷乘积为n q 3 与 2接触后,2、3的电荷变为 丝;3 与 12叫+q 巴+q接触后,1、3的电荷变为N,最 后 1、2电荷乘积变为一。综上所述
19、,2 2 2+“.=nq1,解得 n=6,选 D.2 2【考点定位】库仑定律1 6.(2 0 1 5 安徽卷 T 1 5)由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电荷量分别为qi和 qz。其间距离为r 时,它们之间相互作用力的大小为尸=左峥,式中k为静电力常量。厂若用国际单位制的基本单位表示,k的单位应为A.k g A ,m3 B.k g ,A ,m*,s C.k g ,m2,C J I).N m2 A 【答案】B,方-M A”N-m2 kg-m/s2-m2 kg-m m2 kg-m3,解析】I I I k=可得单位为一 厂=上z-=/、=%.,故选B。0%c2 C2(A-S)2-S2 A2
20、-S4【考点定位】考查库仑定律和单位制1 7.(2 0 1 6 浙江卷 T 1 9)如图所示,把 A、B两个相同的导电小球分别用长为0.1 0 m的绝缘细线悬挂于。,和0“两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A 球接触,棒移开后将悬点0“移到0,点固定。两球接触后分开,平衡时距离为0.1 2 m。已测得每个小球质量是8.0 x l 0 k g,带电小球可视为点电荷,重力加速度g=1 0 m/s 2,静电力常量&=9.0 x l()9 N-m 2/C 2,则0,0AO QBA.两球所带电荷量相等B.A球所受的静电力为1.0 X 1 0 2 NC.B 球所带的电荷量为4 7 6 x K T cD.A、B两
21、球连线中点处的电场强度为0【答案】A C D【解析】两相同的导电小球接触后电荷量均分,故两小球所带电荷量相等,选项A正确;对 A球进行受力分析可知,由几何关系,两球分开后,悬线与竖直方向的夹角为37 ,根据平行四边形法则可得,F=m gt a n 37=6.4X 10-3N,选项B 错误;根据库仑定律有尸=左 竿=左 军,解得加=小 甲=4指 乂 10一 3。,选项c正确:A B 带等量的同种电荷,故在A、B两小球连线中点处的电场强度为0,迭项D正确;故选A C D,【考点定位】物体的平衡;库仑定律;电场强度【名师点睛】此题是关于共点力的平衡及库仑定律的应用问题,是我们平时经常接触到的题目略作
22、改编而成的新试题,只要平时对基础题目理解到位,有一定的基础知识就能解答;所以建议我们的同学平时学习要扎扎实实的做好常规题。18.(2011 广东卷)图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。下列表述正确的是放电医痰尘极带电金-1|_ _宜流高压电该 A.到达集尘极的尘埃带正电荷B.电场方向由集尘极指向放电极C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大【答案】B 1)【解析】由于集尘极与电池的正极连接,电场方向有集尘板指向放电极,B正确.而尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积,说明尘
23、埃带负电,A错误.负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反,C错误,根据F=Eq可得,D正确.【考点定位】静电现象19.(2012 浙江卷)用金属箔做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后,将笔套自上而下慢慢靠近圆环,当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上,如图所示。对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是A.摩擦使笔套带电B.笔套靠近圆环时,圆环上、下部感应出异号电荷C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和【答案】ABC【解析】摩擦使笔套带电,带电的笔套靠近圆环的时候,圆环
24、反生静电感应,上下部分感应出等量的异号电荷,吸引过程中,圆环加速度向上,静电合力大于圆环重力;绝缘材料做出的笔套,自由电子无法移动,电荷无法立刻被综合,故ABC正确【考点定位】本题考查静电感应,牛顿定律及其相关知识20.(2014 广东卷 T20)如图所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电荷量为+Q的小球P。带电荷量分别为-q和+2q的小球M和N。由绝缘细杆相连,静止在桌面上。P与M相距L,P、M和N视为点电荷。下列说法正确的是A.M与N的距离大于LB.P、M和N在同一直线上C.在P产生的电场中,M、N处的电势相同D.M、N及细杆组成的系统所受合外力为零【答案】BD解析岫 于MN处于静止状
25、态,则MN合力为0,即Fw尸%,即 左 丝=k 坐,则有x=0 L ,那么MN间距离约为0.4 L,故选项A错误;由于MN静止不动,P对M和对N的力应该在一条直线上,故选项B正确;在P产生电场中,M点电势较高,故选项C错误;由于MN静止不动,则M、N和杆组成的系统合外力为0,故选项D正确。【考点定位】本题考查库仑定律、电场的性质和物体平衡条件21.(2014 浙江卷)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为0。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。小球A的质量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度
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- 十年 高考 物理 分类 汇编 专题 09 静电场 解析
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