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1、五年高考五年高考汇总汇总静静电场电场2013 年年一、选择题一、选择题1. (2013北京高考)某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动 ( )A.半径越大,加速度越大B.半径越小,周期越大C.半径越大,角速度越小D.半径越小,线速度越小【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)电子做匀速圆周运动的向心力由核的静电力提供。(2)根据向心力的不同表达式分析电子做匀速圆周运动的加速度、周期、角速度、线速度与半径的关系。【解析】选 C。根据题意,电子做匀速圆周运动的向心力由核的静电力提供,即, 22 222214 Tmrmrrvmmarqqk可判断电
2、子运动的半径越大,加速度越小、线速度越小、角速度越小、周期越大,故 C 正确。2. (2013安徽高考)如图所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满z0 的空间为真空。将电荷量为 q 的点电荷置于 z 轴上 z=h 处,则在 xOy 平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷 q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在 z 轴上 z= 处的场强大小为(k 为静电力常量) ( )h 2A. B.24qkh24 9qkhC. D.232 9qkh240 9qkh【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)本题中导体表面上的感应电荷未知,并且不是
3、点电荷,必须先将导体表面上的感应电荷转化为我们熟悉的模型;(2)静电平衡时导体内部场强处处为零,隐含了导体表面是等势面;(3)对于 z0 的空间,导体表面上的感应电荷,相当于在 z=-h 处放置电荷量为-q 的点电荷。【解析】选 D。z=h 处电荷量为 q 的点电荷,在 z 轴上处产生的场强为: 2hz 21 )2(hkqE 导体表面上的感应电荷,相当于在 z=-h 处放置电荷量为-q 的点电荷,在 z 轴上处产生的场强为: 2hz 22 )23(hkqE 两个场强的合场强为:E=,D 项正确。240 9qkh3. (2013广东高考)喷墨打印机的简化模型如图所示,重力可忽略的墨汁微滴,经带电
4、室带负电后,以速度 v 垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,则微滴在极板间电场中 ( )A.向负极板偏转B.电势能逐渐增大C.运动轨迹是抛物线D.运动轨迹与带电量无关【解题指南】解答本题需明确以下三点:(1)分析带负电的微滴的受力情况判断其偏转方向。(2)根据电场力做功的正负判断电势能是增大还是减小。(3)根据微滴在电场中做类平抛运动计算其偏移量,从而确定运动轨迹的性质。【解析】选 C。微滴带负电,进入电场,受电场力向上,应向正极板偏转,A 错误;电场力做正功,电势能减小,B 错误;微滴在电场中做类平抛运动,沿 v 方向:x=vt,沿电场方向:y=at2,又 a=,得 y=x2,即微滴运动轨
5、迹是抛物线,1 2qU md2qU 2mv d且运动轨迹与电荷量有关,C 正确、D 错误。4. (2013山东高考)如图所示,在 x 轴上相距为 L 的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q 所在点为圆心、为半径的圆,a、b、c、d 是L 2圆上的四个点,其中 a、c 两点在 x 轴上,b、d 两点关于 x 轴对称。下列判断正确的是 ( )A.b、d 两点处的电势相同B.四个点中 c 点处的电势最低C.b、d 两点处的电场强度相同D.将一试探电荷+q 沿圆周由 a 点移至 c 点,+q 的电势能减小【解题指南】解答本题时应从以下两个方面进行分析:(1)等量异种点电荷电场中电场线和等
6、势面分布规律;(2)对称性规律的应用。【解析】选 A、B、D。等量异种点电荷电场的等势面关于两点电荷连线对称,b、d 两点关于两点电荷连线对称,因此,b、d 两点的电势相等,选项 A 正确;过 c 点的两点电荷连线的垂直平分线是零等势面,因此,c 点电势为零,但其他三个点的电势都大于零,为正值,选项 B 正确;根据等量异种点电荷电场中电场线的分布规律可以知道,b、d 两点关于两点电荷连线对称,两点的电场强度大小相等,但方向不同,选项 C 错误;因为 ac,因此将一试探电荷+q 由 a 移到 c,电荷+q 的电势能减小,选项 D 正确。5. (2013天津高考)两个带等量正电的点电荷,固定在图中
7、 P、Q 两点,MN为 PQ 连线的中垂线,交 PQ 于 O 点,A 为 MN 上的一点。一带负电的试探电荷 q,从 A 点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则 ( )A.q 由 A 向 O 的运动是匀加速直线运动B.q 由 A 向 O 运动的过程电势能逐渐减小C.q 运动到 O 点时的动能最大D.q 运动到 O 点时电势能为零【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)先根据等量同种正电荷的电场分布确定电荷 q 从 A 到 O 的电场力情况;(2)再根据电场力做功情况判断出电势能和动能变化。【解析】选 B、C。根据等量同种正电荷的电场线分布,可知从 A 到 O 的运动过
8、程中电荷 q 受的电场力方向不变,大小不断变化,到 O 点时电场力为零,故 q 的运动不是匀加速直线运动,是变加速直线运动,A 错;由电场力的方向,知电荷 q 由 A 向 O 运动的过程中电场力做正功,电势能不断减小,动能不断增大,到 O 点,电势能最小,动能最大,B、C 对;选无穷远为零势能点,O 点的场强为零,电势为正值,由 Ep=q 知,电荷 q 在 O 点的电势能为负值,D 错。6. (2013新课标全国卷)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
9、d 2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 ( )d 3A.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d 22 5【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)根据动能定理对下落全过程列方程求出两极板间电势差;(2)下极板移动后根据动能定理列方程求出粒子在两极板之间移动的最大距离。【解析】选 D。带电粒子从 P 点下落刚好到达下极板处,由动能定理得:mg(+d)-qU=0,当将下极板向上平移时,设从 P 点开始下落的相同粒子运动到d 2d 3距上极板距离为 x 处速度为零,则对带电粒子下落过程由
10、动能定理得:mg(+x)-qx=0,解之得 x=d,故选项 D 正确。d 2U 2d 32 57. (2013新课标全国卷)如图,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) ( ) A.k B.k C.k D.k23q R210q 9R2Qq R29Qq 9R【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)先根据圆盘电场的对称性可得:c 点场强为零,b、d 两点
11、场强大小相等、方向相反;(2)再根据场强叠加和 b 点处合场强为零,即可求出 d 点的场强。【解析】选 B。由 b 点的合场强为零可得圆盘在 b 点的场强与点电荷 q 在b 点的场强大小相等、方向相反,所以圆盘在 b 点的场强大小为 Eb=k,再2q R根据圆盘场强的对称性和场强叠加即可得出 d 点的场强为 Ed=Eb+k=k2q (3R),故选项 B 正确。210q 9R8. (2013新课标全国卷)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
12、。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.233 lkq23 lkq23 lkq232 lkq【解题指南】解答本题应理解以下两点:(1)电场的矢量叠加;(2)三个小球均处于静止状态即每个小球所在位置的合场强为零。【解析】选 B。带电小球 a、b 在 c 球位置处的场强大小均为 Ea=,方向2lkq如图所示,根据平行四边形定则,其合电场强度大小为 Eab=,该电场应与23 lkq外加的匀强电场 E 等大反向,即 E=,选项 B 正确。23 lkq9. (2013江苏高考)下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中1 4标出,且电荷均匀分布,各圆环间彼此绝
13、缘。坐标原点 O 处电场强度最大1 4的是 ( )【解题指南】(1)理解电场强度为矢量。电场的叠加要根据平行四边形定则计算。(2)巧妙利用对称性解决问题。【解析】选 B。对于 A 项的情况,根据对称性,圆环在坐标原点 O 处产生的电场方向为左下方,且与横轴成 45角,大小设为 E;对于 B 项的情况,两段圆环各自在 O 点处产生的场强大小均为 E,方向相互垂直,然后再进行合成,合场强为E;对于 C 项的情况,同理,三段圆环各自在 O 处产生的场强大小均2为 E,合场强为 E;而 D 项的情况中,合场强为零,故 B 项正确。10. (2013江苏高考)将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附
14、近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等。a、b 为电场中的两点,则 ( ) A.a 点的电场强度比 b 点的大B.a 点的电势比 b 点的高C.检验电荷-q 在 a 点的电势能比在 b 点的大D.将检验电荷-q 从 a 点移到 b 点的过程中,电场力做负功【解题指南】(1)场强大小的比较看电场线的疏密;(2)电势高低的比较看电场线的方向;(3)电场力做功根据 W=Uq 判断,判断时将正负号代入。【解析】选 A、B、D。电场强度的大小由电场线的疏密决定,由题图可知,a点的场强较大,A 项正确;沿着电场线电势降低,可见 a 点的电势较高,B 项正确;对于带负电的检验电荷,从 a
15、点移至 b 点,电场力做负功,电势能增大,C 项错误,D 项正确。11.(2013上海高考)两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示,已知 A 点电势高于 B 点电势。若位于 a、b 处点电荷的电荷量大小分别为 qa和 qb,则 ( )A.a 处为正电荷,qaqbC.a 处为负电荷,qaqb【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点:(1)以无穷远处电势为零;(2)正电荷周围的电势为正,负电荷周围的电势为负。【解析】选 B。根据 A 点电势高于 B 点电势可知,a 处为正电荷,a 电荷处的等势面比 b 电荷处的等势面密,所以 qaqb,选项 B 正确。12.(2013重庆高考)如图所示,高速运动的
16、 粒子被位于 O 点的重原子核散射,实线表示 粒子运动的轨迹,M、N 和 Q 为轨迹上的三点,N 点离核最近,Q 点比 M 点离核更远,则 ( )A. 粒子在 M 点的速率比在 Q 点的大B.三点中, 粒子在 N 点的电势能最大C.在重核产生的电场中,M 点的电势比 Q 点的低D. 粒子从 M 点运动到 Q 点,电场力对它做的总功为负功【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)根据 粒子的运动轨迹判断重核的电性。(2)根据电场力的做功情况判断电势能的变化。(3)沿电场线方向,电势降低。【解析】选 B。由题图 粒子的运动轨迹可知, 粒子受重原子核的斥力作用而运动,故重核带正电,周围电势为正;因 Q 点比 M 点离核更远,故 粒子从 M 到 Q,电场力做正功,动能增大,速度增大,A、D 均错;N 点离核最近,电势能最大,B 对;沿电场线方向,电势降低,故 M 点比
