2019-2020年高三物理一轮复习 专题7 静电场（含解析）.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 专题7 静电场（含解析）21xx新课标全国卷 如图所示，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，FP，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M21AD 解析 本题考查了电场问题根据题意，点电荷Q必在MN的中垂线和PF的中垂线的交点处，过F作MN的垂直平分线交MP于O点，由几何关系可知ON恰好垂直平分PF，故点电荷Q一定位于O点，A项正确，由正点电荷的等势面分布特点可知B项错误；因为是正电荷形成的电场，将正电荷从P点搬运到N点，电场力做正功，C项错误；因为是正电荷形成的电场，越靠近场源电荷的等势面电势越高，D项正确 19 xx新课标卷 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19AD 解析 由静电场的电场线与等势面垂直可知A正确电势大小是由参考点和电场共同决定的，与场强的大小无关，B、C错误沿电场线电势降低，且电势降落最快的方向为电场方向，D正确19.（xx上海）静电场在轴上的场强随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（）（A）在x2和x4处电势能相等（B）由x1运动到x3的过程电势能增大（C）由x1运动到x4的过程电场力先增大后减小（D）由x1运动到x4的过程电场力先减小后增大答案 BC17xx安徽卷 一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如右图所示下列图像中合理的是( ) 电场强度与位移关系 粒子动能与位移关系 A B 粒子速度与位移关系 粒子加速度与位移关系 C D17D 解析 本题是关于图像的“信息题”：以图像为载体考查电场的力的性质与电场的能的性质，考查理解题目的新信息并且应用信息解决问题的能力根据电势能的定义Epq，推理电场强度E，由题中电势能随着空间变化的图像可知其斜率减小，因此电场强度减小，选项A错误；根据功能关系可知动能与电势能的总和保持不变，开始时电势能减小得快，则动能增加得快，速度增加得快，选项B、C错误；由于加速度a，电场强度减小，加速度减小选项D正确15 xx北京卷 如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是( ) A1、2两点的场强相等B1、3两点的场强相等C1、2两点的电势相等D2、3两点的电势相等15D 本题考查电场线和等势面的相关知识根据电场线和等势面越密集，电场强度越大，有E1E2E3，但E2和E3电场强度方向不同，故A、B错误沿着电场线方向，电势逐渐降低，同一等势面电势相等，故123，C错误，D正确15 xx全国卷 地球表面附近某区域存在大小为150 N/C、方向竖直向下的电场一质量为1.00104 kg、带电荷量为1.00107 C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0 m对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空气阻力)( )A1.50104 J和9.95103 JB1.50104 J和9.95103 JC1.50104 J和9.65103 JD1.50104 J和9.65103 J15D 解析 本题考查功与能设小球下落的高度为h，则电场力做的功W1qEh1.5104 J，电场力做负功，电势能增加，所以电势能增加1.5104 J；重力做的功W2mgh9.8103 J，合力做的功W W1 W29.65103 J，根据动能定理可知EkW9.65103 J，因此D项正确20 xx广东卷 如图12所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电荷量为Q的小球P，带电荷量分别为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零20BD 解析 M、N处于静止状态，则M、N和杆组成的系统所受合外力为0，则FPMFPN，即kk，则有xL，那么M、N间距离为(1)L，故选项A错误，选项D正确；由于M、N静止不动，P对M和对N的力应该在一条直线上，故选项B正确；在P产生电场中，M处电势较高，故选项C错误 4xx江苏卷 如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( )AO点的电场强度为零，电势最低BO点的电场强度为零，电势最高C从O点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高D从O点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低4B 解析 根据对称性，圆环上均匀分布的正电荷在圆心O点产生的电场的合场强为零以O点为原点，若将一正点电荷轻放于x轴正半轴上，它将受到沿x 轴正方向的电场力作用而向右运动，电势能减少，故沿x 轴正方向电势降低，同理可以得到沿x轴负方向电势降低，故O点的电势最高均匀分布着正电荷的圆环可看成由无数组关于圆心O点对称的带正电的点电荷组成，由等量正点电荷产生的电场的特点和场强叠加原理可知，从O 点沿x 轴正方向，电场强度先变大后变小综上所述，只有选项B正确19xx山东卷 如图所示，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A.已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是( ) A B C D19A 解析 壳内场强处处为零，试探电荷从球心运动到球壳处不受任何力作用，动能不变正的试探电荷从球壳处向外运动时，受到类似于球壳的全部电荷集中于球心的正点电荷在壳外产生电场的电场力作用，要加速运动，动能增大沿半径方向取相等的两段距离，离球心越远，电场力的等效值越小，电场力做的功越小，动能的增加量就越小，选项A正确4 xx天津卷 如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么( )A若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷B微粒从M点运动到N点电势能一定增加C微粒从M点运动到N点动能一定增加D. 微粒从M点运动到N点机械能一定增加4C 解析 本题是对带电微粒在复合场中的运动、动能定理、机械能守恒定律、受力分析的综合考查，通过图像中的运动轨迹，无法判断电场力的方向，只能判断出微粒所受的合外力方向竖直向下，运动过程中合力的方向与运动方向的夹角为锐角，合外力做正功，微粒的动能增加，A、B错误，C正确由于不能判断出电场力的方向，所以机械能的变化也不能确定，D错误19 xx浙江卷 如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为.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，细线与斜面平行小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷小球A静止在斜面上，则( ) A小球A与B之间库仑力的大小为B当时，细线上的拉力为0C当时，细线上的拉力为0D当时，斜面对小球A的支持力为019AC 解析 本题考查库仑定律、受力分析、共点力的平衡等知识根据库仑定律可知小球A与B之间的库仑力大小为k，选项A正确若细线上的拉力为零，小球A受重力、库仑力和支持力作用，如图所示，由平衡条件可得Fkmgtan ，选项B错误，选项C正确；因为两小球带同种电荷，所以斜面对小球A的支持力不可能为0，选项D错误3 xx重庆卷 如题3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，EaEb3A 解析 同一幅图中电场线的疏密可表示电场强度大小，a点处的电场线比b点处的密集，可知EaEb，C、D错误，a、b两点处于同一等势面，电子从a、b两点运动到c点，电场力做的功相等，与路径无关，B错，A正确 25xx新课标全国卷 如图所示，O，A，B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，BOA60，OB OA，将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点，使此小球带电，电荷量为q(q0)，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25(1)73 (2)，方向略解析 设小球的初速度为v0，初动能Ek0，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 60v0t dcos 60gt2 又有Ek0mv02 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d，设电势能分别减小EpA和EpB，由能量守恒及式得 EpA3Ek0Ek0mgd Ek0 EpB6Ek0Ek0mgdEk0 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 22xx安徽卷 (14分)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔质量为m，电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间22答案 (1) (2)C (3)解析 (1)由v22gh得v(2)在极板间带电小球受重力和电场力，有mgqEma0v22ad得EUEdQCU得QC(3)由hgt、0vat2、tt1t2可得t20 xx福建卷 如图，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L2.0 m若将电荷量均为q2.0106 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k9109 Nm2/C2，求：(1)两点电荷间的库仑力大小；(2)C点的电场强度的大小和方向20(1)9.0103 N (2)7.8103 N/C 沿y轴正方向解析 (1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为Fk代入数据得 F9.0103 N(2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等，均为E1kA、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为E2E1cos 30由式并代入数据得E7.8103 N/C场强E的方向沿y轴正方向