2019年高考物理试题分项解析专题08静电场（第02期）.doc

1、1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50v，已知 AB=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. qdmv5420B. qdv520C. qdmv520D. qdv520【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

2、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】B23. （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

3、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=93/5cm=27/5cm， xAC=15cm， -ACx= E，解得 E=6.4V。DE 为等势线，电场线方向沿 AC 方向，电场强度 E= -AC=100

4、V/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

5、 PA、 PB、 PC，则3A vAPAPCD PBPA=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

6、下移动【参考答案】 D46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 F kq2d2B. 时，斜面对小球 A 的支持力qd mg2k 3mg4C. 时，细线上拉力为 0qd mg2kD将小球 B 移到斜面底面左端 C 点， 2 时，斜面对小球 A 的支

7、持力为 0qd mgk【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kq2d2 qd mg2kk mg，对球受力分析，如图甲所示，q2d2 12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；3mg4 mg4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，F k mg， 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。q2（ 2d） 257.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

8、 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

9、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 A a、 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6D电子由 a 点沿虚线圆弧移到 c 点

10、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、

11、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7C，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 2RkQqC.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

12、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= 2kQqR，沿 AB 轴线方向的分力为Fcos45= 22kQR，由对称性可知垂直 AB 方向的分力相互抵消。对Fcos45= 22kQqR求和可得，点电荷在 C 点受到的电场力大小为 F=Fcos45=2 2kQqR= 42，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

13、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B x 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8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

14、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

15、量 q=1.010-4C，重力加速度 g 取 10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求：9（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

16、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10径的两端,该直径与电场方向平行。一电荷为 q=+4.010-5C、质量 m=0.1kg

17、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2cvmgr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 45o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

18、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。11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=1.0104N/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

19、数处处相等，均为 =0.40，绝缘滑块 B 所带电荷量 q=+1.010-5C，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；12