高考物理一轮复习 高考AB卷 专题七 静电场-人教版高三全册物理试题.doc
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1、专题七静电场A卷全国卷 库仑定律电场强度1(2013新课标全国卷,15,6分)(难度)如图所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()AkBkCkDk解析b点处的场强为零,说明q与Q在b点处产生的场强大小相等、方向相反,即kEb。由于d点和b点相对于圆盘是对称的,因此Q在d点产生的场强Edk。d点处的合电场强度E合kkk,故B正确。答案B2(2013新课标全国卷,18,6分)(难度)如图所示,
2、在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上;a、b带正电,电荷量均为q,c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为()A. B. C. D.解析对c受力分析,小球处于静止状态,满足kqcE,可得E,故B正确。答案B 电场能的性质3.(2016全国卷,15,6分)(难度)关于静电场的等势面,下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功解析若两个不同的等势
3、面相交,则在交点处存在两个不同电势数值,与事实不符,A错;电场线一定与等势面垂直,B对;同一等势面上的电势相同,但电场强度不一定相同,C错;将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做负功,故D错。答案B4(2016全国卷,20,6分)(难度)(多选)如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知()AQ点的电势比P点高B油滴在Q点的动能比它在P点的大C油滴在Q点的电势能比它在P点的大D油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小解析由于油滴受到的电场力和重力都是恒力,所以合外力为恒力,加速度恒定不变,所以D选
4、项错;由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧,所以油滴所受合外力沿竖直向上的方向,因此电场力竖直向上,且qEmg,则电场方向竖直向下,所以Q点的电势比P点的高,A选项正确;当油滴从P点运动到Q点时,电场力做正功,电势能减小,C选项错误;当油滴从P点运动到Q点的过程中,合外力做正功,动能增加,所以Q点动能大于P点的动能,B选项正确。答案AB5(2016全国卷,15,6分)(难度)如图,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa
5、、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc,则()Aaaabac,vavcvb Baaabac,vbvcvaCabacaa,vbvcva Dabacaa,vavcvb解析由库仑定律F可知,粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为FbFcFa,由a,可知abacaa。根据粒子的轨迹可知,粒子Q与场源电荷P的电性相同,二者之间存在斥力,由cba整个过程中,电场力先做负功再做正功,且Wba|Wcb|,结合动能定理可知,vavcvb,故选项D正确。答案D6.(2015新课标全国,15,6分)(难度)如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别
6、为M、N、P、Q。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等。则()A直线a位于某一等势面内,MQB直线c位于某一等势面内,MNC若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D若电子由P点运动到Q点,电场力做负功解析电子带负电荷,电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,有WMNWMP0,而WMNqUMN,WMPqUMP,q0,所以有UMNUMP0,即MNP,匀强电场中等势线为平行的直线,所以NP和MQ分别是两条等势线,有MQ,故A错误,B正确;电子由M点到Q点过程中,WMQq(MQ)0,电子由P点到Q点过程中,WPQq(PQ)0,故C、D错误。答案B7(201
7、4新课标全国,19,6分)(难度)(多选)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A电场强度的方向处处与等电势面垂直B电场强度为零的地方,电势也为零C随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向解析电场中场强为零的位置是绝对的,而电势为零的位置是人为选取的;再者场强的大小表征着电势随空间的变化率,而与电势的高低无关,故B错误;由沿电场线方向电势降低,可知电势的升降取决于场强的方向而与场强的大小无关,故C错误。答案AD8(2014新课标全国,21,6分)(难度)(多选)如图,在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点,M、N、P为直角三角形的三
8、个顶点,F为MN的中点,M30。M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示。已知MN,PF,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则()A点电荷Q一定在MP的连线上B连接PF的线段一定在同一等势面上C将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功DP大于M解析由MN,可知点电荷Q一定在MN连线的中垂线上,过F作MN的垂线交MP与O点,设MFFNl,则由几何关系MOl,FOltan 30l,OPMPMOMNcos 30ll,即FOOPl,ONOMl,故点电荷一定在MP的连线上的O点,选项A正确(另解:根据题意MN,PF,可知点电荷Q一定在MN的中垂线与PF连线的中垂线的交点处,作PF连线的中垂
9、线交MP于点O,连结O、F两点,由几何知识知OF为MN的中垂线,故点电荷Q一定在MP的连线上的O点,A正确);点电荷形成的电场的等势面是以点电荷为球心的同心球面,直线不可能在球面上,故B选项错误;由图可知OF0),同时加一匀强电场,场强方向与OAB所在平面平行。现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球,该小球通过了A点,到达A点时的动能是初动能的3倍;若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B点,且到达B点时的动能为初动能的6倍,重力加速度大小为g。求(1)无电场时,小球到达A点时的动能与初动能的比值;(2)电场强度的大小和方向。解析(1)设小球的初速度为v0,初动能为Ek0
10、,从O点运动到A点的时间为t,令OAd,则OBd,根据平抛运动的规律有dsin 60v0tdcos 60gt2又有Ek0mv由式得Ek0mgd设小球到达A点时的动能为EkA,则EkAEk0mgd由式得(2)加电场后,小球从O点到A点和B点,高度分别降低了和,设电势能分别减小EpA和EpB,由能量守恒及式得EpA3Ek0Ek0mgdEk0EpB6Ek0Ek0mgdEk0在匀强电场中,沿任一直线,电势的降落是均匀的。设直线OB上的M点与A点等电势,M与O点的距离为x,如图,则有解得xd。MA为等势线,电场必与其垂线OC方向平行。设电场方向与竖直向下的方向的夹角为,由几何关系可得30即电场方向与竖直
11、向下的方向的夹角为30。设场强的大小为E,有qEdcos 30EpA由式得E答案(1)(2),方向与竖直向下成30夹角15(2013新课标全国,24,14分)(难度)如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行。一电荷量为q(q0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb。不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能。解析质点所受电场力的大小为FfqE 设质点质量为m,经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb,由牛顿第二定律有FfNamNbFfm设质点经过a点和b点时的动能分别为E
12、ka和Ekb,有EkamvEkbmv根据动能定理有EkbEka2rFf联立式得E(NbNa)Eka(Nb5Na)Ekb(5NbNa)答案E(NbNa)Eka(Nb5Na)Ekb(5NbNa)B卷地方卷 库仑定律电场强度1(2015安徽理综,20,6分)(难度)已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为,其中为平面上单位面积所带的电荷量,0为常量。如图所示的平行板电容器,极板正对面积为S,其间为真空,带电量为Q。不计边缘效应时,极板可看作无穷大导体板,则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为()A.和 B.和C.和 D.和解析由题意知,正极板所带电荷激发的电场的电场强度
13、大小为E,同理负极板所带电荷激发的电场的场强E2,两板间的场强EE1E2,两极板间的静电引力大小FQE1,故D正确。答案D2(2015浙江理综,16,6分)(难度)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两金属板中间,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解析根据静电感应近异远同的特性可知,乒乓球左侧感应出正电荷,A错误;乒乓球不可能吸在左极板上,B错
14、误;库仑力就是电场力,C错误;乒乓球与右极板接触后带正电,在电场力作用下向负极运动,碰到负极板正电荷与负极板上的负电荷中和后带负电,在电场力作用下又向正极板运动,这样会在两极板间来回碰撞,D正确。答案D3(2015山东理综,18,6分)(难度)直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为()A.,沿y轴正向 B.,沿y轴负向C.,沿y轴正向 D.,沿y轴负向解析因正电荷Q在O点时,G点的场强为零,则可知两负电荷在G点
15、形成的电场的合场强与正电荷Q在G点产生的场强等大反向,大小为E合k;若将正电荷移到G点,则正电荷在H点的场强为E1k,因两负电荷在G点的场强与在H点的场强等大反向,则H点的合场强为EE合E1,方向沿y轴负向,故选B。答案B4(2014广东理综,20,6分)(难度)(多选)如图所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电量为Q的小球P,带电量分别为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()AM与N的距离大于LBP、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DM、N及细杆组成的系统所受合外力为零解析对小球M、N和杆组成的
16、整体,由题意可知kk,得xL,则A错;若P、M和N不在同一直线上则不能平衡,所以B正确;在Q的电场中MN,则C错误;M、N及细杆静止于光滑绝缘桌面上,所以系统所受合外力为零,D正确。答案BD5(2014重庆理综,3,6分)(难度)如图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb,a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb,则()AWaWb,EaEb BWaWb,EaEbCWaWb,EaEb DWaWb,EaEb解析由图知a、b在同一等势面上,故UacUbc,又由WqU知,WaWb。又由于在同一电场中,电场线密
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