5年高考3年模擬新課標專用2014全國高考物理 試題分類匯編 專題七 靜電場

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1、 專題七　靜電場 考點一　庫侖定律　電場強度 1.(2013課標Ⅰ,15,6分)如圖,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點,a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷。已知b點處的場強為零,則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)(　　) A.k B.k C.k D.k 答案　B　 2.(2013課標Ⅱ,18,6分)如圖,在光滑絕緣水平面上,三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上:a、b帶正電,電荷量均為q,c帶負電。整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中。已知靜電力

2、常量為k。若三個小球均處于靜止狀態(tài),則勻強電場場強的大小為(　　) A. B. C. D. 答案　B　 3.(2013江蘇單科,3,3分)下列選項中的各圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在圖中標出,且電荷均勻分布,各圓環(huán)間彼此絕緣。坐標原點O處電場強度最大的是(　　) 答案　B　 4.(2013安徽理綜,20,6分)如圖所示,xOy平面是無窮大導體的表面,該導體充滿z<0的空間,z>0的空間為真空。將電荷量為q的點電荷置于z軸上z=h處,則在xOy平面上會產(chǎn)生感應電荷。空間任意一點處的電場皆是由點電荷q和導體表面上的感應電荷共同激發(fā)的。已知靜電平衡時導體內部場強處處為零,則在z軸上

3、z=處的場強大小為(k為靜電力常量)(　　) A.k B.k C.k D.k 答案　D　 考點二　電場能量特征 5.(2013山東理綜,19,5分)(多選)如圖所示,在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷+Q、-Q,虛線是以+Q所在點為圓心、為半徑的圓,a、b、c、d是圓上的四個點,其中a、c兩點在x軸上,b、d兩點關于x軸對稱。下列判斷正確的是(　　) A.b、d兩點處的電勢相同 B.四個點中c點處的電勢最低 C.b、d兩點處的電場強度相同 D.將一試探電荷+q沿圓周由a點移至c點,+q的電勢能減小 答案　ABD　 6.(2013江蘇單科,6,4分)(多選)

4、將一電荷量為+Q的小球放在不帶電的金屬球附近,所形成的電場線分布如圖所示,金屬球表面的電勢處處相等。a、b為電場中的兩點,則(　　) A.a點的電場強度比b點的大 B.a點的電勢比b點的高 C.檢驗電荷-q在a點的電勢能比在b點的大 D.將檢驗電荷-q從a點移到b點的過程中,電場力做負功 答案　ABD　 7.(2013上海單科,10,3分)兩異種點電荷電場中的部分等勢面如圖所示,已知A點電勢高于B點電勢。若位于a、b處點電荷的電荷量大小分別為qa和qb,則(　　) A.a處為正電荷,qaqb C.a處為負電荷,qa

5、,qa>qb 答案　B　 8.(2013浙江理綜,24,20分)“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉器和探測板組成。偏轉器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A和B構成,A、B為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示。一束電荷量為e、質量為m的電子以不同的動能從偏轉器左端M板正中間小孔垂直入射,進入偏轉電場區(qū)域,最后到達偏轉器右端的探測板N,其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間。忽略電場的邊緣效應。 (1)判斷半球面A、B的電勢高低,并說明理由; (2)求等勢面C所在處電場強度E的大小; (3)若半球面A、B和等勢面C的電勢分別

6、為φA、φB和φC,則到達N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過偏轉電場前、后的動能改變量ΔEk左和ΔEk右分別為多少? (4)比較|ΔEk左|與|ΔEk右|的大小,并說明理由。 答案　(1)B板電勢高于A板,理由見解析 (2)　(3)ΔEk左為e(φB-φC)　ΔEk右為e(φA-φC) (4)|ΔEk左|>|ΔEk右| 解析　(1)電子(帶負電)做圓周運動,電場力方向指向球心,電場方向從B指向A,B板電勢高于A板。 (2)據(jù)題意,電子在電場力作用下做圓周運動,考慮到圓軌道上的電場強度E大小相同,有: eE=m Ek0=mv2 R= 聯(lián)立解得: E== (3)電子運動時只有

7、電場力做功,根據(jù)動能定理,有 ΔEk=qU 對到達N板左邊緣的電子,電場力做正功,動能增加,有 ΔEk左=e(φB-φC) 對到達N板右邊緣的電子,電場力做負功,動能減小,有 ΔEk右=e(φA-φC) (4)根據(jù)電場線特點,等勢面B與C之間的電場強度大于C與A之間的電場強度,考慮到等勢面間距相等,有 |φB-φC|>|φA-φC| 即|ΔEk左|>|ΔEk右| 考點三　電容器　　帶電粒子在電場中的運動 9.(2013課標Ⅰ,16,6分)一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對電場的影響可忽略不計)。小孔正上方處的P點有一

8、帶電粒子,該粒子從靜止開始下落,經(jīng)過小孔進入電容器,并在下極板處(未與極板接觸)返回。若將下極板向上平移,則從P點開始下落的相同粒子將(　　) A.打到下極板上 B.在下極板處返回 C.在距上極板處返回 D.在距上極板d處返回 答案　D　 10.(2013重慶理綜,3,6分)如圖所示,高速運動的α粒子被位于O點的重原子核散射,實線表示α粒子運動的軌跡,M、N和Q為軌跡上的三點,N點離核最近,Q點比M點離核更遠,則(　　) A.α粒子在M點的速率比在Q點的大 B.三點中,α粒子在N點的電勢能最大 C.在重核產(chǎn)生的電場中,M點的電勢比Q點的低 D.α粒子從M點運動到Q點,電場力

9、對它做的總功為負功 答案　B　 11.(2013廣東理綜,15,4分)噴墨打印機的簡化模型如圖所示。重力可忽略的墨汁微滴,經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾?以速度v垂直勻強電場飛入極板間,最終打在紙上。則微滴在極板間電場中(　　) A.向負極板偏轉 B.電勢能逐漸增大 C.運動軌跡是拋物線 D.運動軌跡與帶電量無關 答案　C　 12.(2013天津理綜,6,6分)(多選)兩個帶等量正電的點電荷,固定在圖中P、Q兩點,MN為PQ連線的中垂線,交PQ于O點,A為MN上的一點。一帶負電的試探電荷q,從A點由靜止釋放,只在靜電力作用下運動,取無限遠處的電勢為零,則(　　) A.q由A向O的運

10、動是勻加速直線運動 B.q由A向O運動的過程電勢能逐漸減小 C.q運動到O點時的動能最大 D.q運動到O點時電勢能為零 答案　BC　 13.(2013課標Ⅱ,24,14分)如圖,勻強電場中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道,軌道平面與電場方向平行。a、b為軌道直徑的兩端,該直徑與電場方向平行。一電荷量為q(q>0)的質點沿軌道內側運動,經(jīng)過a點和b點時對軌道壓力的大小分別為Na和Nb。不計重力,求電場強度的大小E、質點經(jīng)過a點和b點時的動能。 答案　見解析 解析　質點所受電場力的大小為 f=qE① 設質點質量為m,經(jīng)過a點和b點時的速度大小分別為va和vb,由牛頓第二定律有

11、f+Na=m② Nb-f=m③ 設質點經(jīng)過a點和b點時的動能分別為Eka和Ekb,有 Eka=m④ Ekb=m⑤ 根據(jù)動能定理有 Ekb-Eka=2rf⑥ 聯(lián)立①②③④⑤⑥式得 E=(Nb-Na)⑦ Eka=(Nb+5Na)⑧ Ekb=(5Nb+Na)⑨ 14.(2013北京理綜,22,16分)如圖所示,兩平行金屬板間距為d,電勢差為U,板間電場可視為勻強電場;金屬板下方有一磁感應強度為B的勻強磁場。帶電量為+q、質量為m的粒子,由靜止開始從正極板出發(fā),經(jīng)電場加速后射出,并進入磁場做勻速圓周運動。忽略重力的影響,求: (1)勻強電場場強E的大小; (2)粒子從電場射出時速度v的大小; (3)粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑R。 答案　(1)　(2)　(3) 4