《（课标ⅰ专用）2018年高考物理总复习 必考部分 专题八 静电场习题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（课标ⅰ专用）2018年高考物理总复习 必考部分 专题八 静电场习题（143页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题八 静电场 物理(新课标专用) A组 统一命题课标卷题组 1.(2017课标,20,6分)(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势与该点到点电荷的距离r 的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点 电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra,a)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由 a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和 Wcd。下列选项正确的是 ( ) A.EaEb=41 B.EcEd=21 五年高考 C.WabWbc=31 D.WbcWcd=13 答案 AC 本题考查
2、场强与电势。由图可知:ra=1 m、a=6 V;rb=2 m、b=3 V;rc=3 m、c=2 V; rd=6 m、d=1 V。由点电荷的场强公式E= 得EaEbEcEd= =3694 1,A正确、B错误。由WAB=qUAB=q(A-B)得WabWbcWcd=(a-b)(b-c)(c-d)=311,故C 正确、D错误。 方法技巧 电场力做功的计算方法 定量计算电场力做功时,第一种方法是利用W=qU;第二种方法是利用功能关系即电场力所做的 功等于电势能的变化量;第三种方法是利用动能定理;第四种方法是由功的定义得W=qEl cos 。其中最后一种方法仅适用于匀强电场中。 2.(2017课标,21,
3、6分)(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图 所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是 ( ) A.电场强度的大小为2.5 V/cm B.坐标原点处的电势为1 V C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV 答案 ABD 本题考查电场强度、电势、电势差。 设a、c连线上d点电势为17 V,如图所示,则 = ,得ldc=4.5 cm,tan = = ,=37。过c作bd 垂线交bd于e点,则lce=ldc cos =4.5 cm=3.6 cm。ce方向就是匀强电场方向,场强大小为E,El
4、ce= Ucb,E=2.5 V/cm,A项正确。UeO=ElOb sin 53=16 V,故O点电势0=17 V-16 V=1 V,B项正确。电子 在a点的电势能比在b点的高7 eV,C项错误。电子从b点到c点电场力做功W=9 eV,D项正确。 方法技巧 充分利用直角三角形中37和53的关系 Oa为6 cm,Ob=8 cm,这样连接O、c,cOb=37,Ocb=53。 在a、c连线上找d=17 V,bd为等势线。由对应关系得lcd=4.5 cm,cbe=37。Oec恰好为电场线。 充分利用电场中的角度,以37和53的关系解题。 3.(2016课标,14,6分)一平行板电容器两极板之间充满云母介
5、质,接在恒压直流电源上。若将 云母介质移出,则电容器 ( ) A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大 B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大 C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变 D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变 答案 D 电容器电容C= ,云母介质移出,r减小,C减小;又C= ,电源恒压,U一定,C减小,故 Q减小;电场强度E= ,故E不变,选项D正确。 审题指导 关键词:恒压直流电源、介质移出。 评析 此题考查电容器电容、电荷量及电场强度之间的关系,难度为易,考生根据相关公式即可 分析解答。 4.(2016课标,20,6分)(多选)如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中
6、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 ( ) A.Q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 答案 AB 由油滴轨迹在竖直面内相对于过P点的竖直线对称可知油滴在水平方向所受合力 为0,竖直方向上油滴受重力和电场力,结合曲线轨迹的特点可知电场力竖直向上且电场力大于 重力,油滴受力及电场线方向如图所示,由沿电场线方向电势逐渐降低,得Q点的电势比P点的高, A选项正确;油滴从Q点到P点合力做负功,根据动能定理得油滴在Q点的动能大于它在P点的动 能,这一过
7、程中电场力做负功,则油滴在Q点的电势能小于它在P点的电势能,故B项正确,C项错; 因为重力和电场力为恒力,所以油滴在Q、P两点的加速度相同,故D项错误。 评析 以电场和重力场为背景,考查电场及运动的知识,关键在于分析出对称性的特点,才能得 出电场力与重力的大小关系及方向,属于中等难度。 5.(2016课标,15,6分)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、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc。则 ( ) A.aaabac,va
8、vcvb B.aaabac,vbvcva C.abacaa,vbvcva D.abacaa,vavcvb 答案 D 带电粒子在电场中仅受电场力作用,由牛顿第二定律知加速度a= = ,E=k ,因 为rbaa; 由动能定理有Wab=qQUab= m - m Wbc=qQUbc= m - m 因为Wabvb 因为Wbc0,所以vcvb 因为|Uab|Ubc|,所以vavc 故有vavcvb,D项正确。 规律总结 掌握点电荷电场的特点及电场力做功与电势差的关系,明确仅在电场力作用下,加速 度的大小取决于场强的大小,速度的大小取决于电场力做功的正负及大小。 评析 本题在考查点电荷电场的电场线、等势面的
9、分布特点及电场力做功与电势差关系的同 时,综合考查了牛顿运动定律及动能定理的内容,综合性较强。 6.(2016课标,15,6分)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 答案 B 假设两个电势不同的等势面相交,则交点处的电势就是两个不同的值,这是不可能的, A错误;同一等势面上各点电势相等,而场强不一定相等,C错误;负电荷从高电势处移到低电势 处,电势能增加,电场力做负功,D错误。 方法技巧 用类比法理解电荷在电场
10、中运动的过程中电场力做功以及电势能变化情况:一块石 头从山顶(高地势处)滚落到山脚(低地势处),重力势能减少,重力做正功。与此类似,正电荷从高 电势处向低电势处移动,电势能减少,电场力做正功,所以,可将正电荷与石头类比。如果是负电 荷的运动,只要把正电荷电势能变化、电场力做功情况反过来就可以了。 7.(2015课标,15,6分,0.699)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,MQ B.直线c位于某一等势面内,
11、MN C.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 答案 B 由电子从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可知,MN=P, 故过N、P点的直线d位于某一等势面内,则与直线d平行的直线c也位于某一等势面内,选项A 错、B正确;M=Q,则电子由M点运动到Q点,电场力不做功,选项C错误;由于P0)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) ( ) A.k B.k C.k D.k 答案 B 由b点处场强为零知,圆盘在b点处产生的场强E1与q在b点处产生的场强E2大小相等, 即:E1=E2=k ,由对称性,圆盘在d点
12、产生的场强E3=k ,q在d点产生的场强E4=k ,方向与E3相 同,故d点的合场强Ed=E3+E4=k ,B正确,A、C、D错误。 评析 本题考查点电荷场强的公式及电场的叠加,熟记点电荷场强公式是解此题的基础,考虑到 圆盘的电场的对称分布及d点处是两个电场的合成是解题的关键。难度中等。 11.(2013课标,18,6分,0.586)如图,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.
13、 答案 B 以小球c为研究对象,其受力如图甲所示,其中F库= ,由平衡条件得:2F库cos 30=Eqc 即: =Eqc,E= 此时a的受力如图乙所示, + = 得qc=2q 甲 乙 即当qc=2q时a可处于平衡状态,同理b亦恰好平衡,故选项B正确。 解题思路 三小球均处于静止状态,则三小球均处于平衡状态,可选择a、c小球受力分析,列出 平衡方程求解,最后可对b进行验证。 评析 三球平衡是典型问题,充分考查了学生的想象、理解能力、应用数学工具能力,以及分析 综合能力。 12.(2013课标,16,6分,0.430)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两 极相连,上极板中心有
14、一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方 处的P点有一带电 粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下 极板向上平移 ,则从P点开始下落的相同粒子将 ( ) A.打到下极板上 B.在下极板处返回 C.在距上极板 处返回 D.在距上极板 d处返回 答案 D 设板间电压为U,场强为E,则E= , 由动能定理得mg d-qEd=0 将下极板向上平移 后,U不变,d= d,则E= = E,设粒子在距上极板x处返回,则 mg( +x)-qEx=0 联立解得:x= d,故D正确,A、B、C错误。 方法技巧 (1)画物理过程分析图:学会画过程分析图有利于
15、理清物理过程,寻找物理量之间的 关系(如图所示)。分析带电粒子在各段所做的运动:在小孔上方做自由落体运动,然后在电容器 内做匀减速直线运动。 (2)选择解题方法:带电粒子在两段都做匀变速直线运动,可以分段运用匀变速直线运动的规律; 而多过程问题中,初、末位置速度都为零时,对全过程运用动能定理分析更合适、更方便。 13.(2017课标,25,20分)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的 匀强电场。自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q0)的带电小球M、N先后 以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下 边界离
16、开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动 能为N刚离开电场时动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求 (1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比; (2)A点距电场上边界的高度; (3)该电场的电场强度大小。 答案 (1)31 (2) H (3) 解析 (1)设小球M、N在A点水平射出时的初速度大小为v0,则它们进入电场时的水平速度仍然 为v0。M、N在电场中运动的时间t相等,电场力作用下产生的加速度沿水平方向,大小均为a,在 电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2。由题给条件和运动学公式得 v0-at=0 s1=v0t+ at2 s2=v0t- at2 联立式得 =3 (2)设A点距电场上边界的高度为h,小球下落h时在竖直方向的分速度为vy,由运动
