2020届高考物理名校试题专题09 静电场的计算题(原卷版)
【高考复习】2020版高考物理 单元测试 静电场(含答案解析)
2020版高考物理单元测试静电场1.一带正电小球从光滑绝缘的斜面上O点由静止释放，在斜面上水平虚线ab和cd之间有水平向右匀强电场如图所示．下列选项中哪个图象能正确表示小球的运动轨迹( )2.如图所示的四条实线是电场线，它们相交于点电荷O，虚线是只在电场力作用下某粒子的运动轨迹，A、B、C、D分别是四条电场线上的点，则下列说法正确的是( )A．O点一定有一个正点电荷B．B点电势一定大于C点电势C．该粒子在A点的动能一定大于D点的动能D．将该粒子在B点由静止释放，它一定沿电场线运动3.如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b.不计空气阻力，则下列说法正确的是( )A．小球带负电B．电场力跟重力平衡C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减少D．小球在运动过程中机械能守恒4.A、B为两等量异种电荷,图中水平虚线为A、B连线的中垂线。
如图所示,现将另两个等量异种的检验电荷a、b,用绝缘细杆连接后从离AB无穷远处沿中垂线平移到AB的连线,平移过程中两检验电荷位置始终关于中垂线对称。
若规定离AB无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( )A.在AB的连线上a所处的位置电势φa<0B.a、b整体在AB连线处具有的电势能E p>0C.整个移动过程中,静电力对a做正功D.整个移动过程中,静电力对a、b整体做正功5.如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MA=AB=BN.下列说法正确的是( )A．A、B两点场强相同B．A、B两点电势相等C．将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能6.如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B，左边放一个带正电的固定小球＋Q时，两悬线都保持竖直，小球A与固定小球＋Q的距离等于小球A与小球B的距离．下列说法中正确的是( )A．A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较大B．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较小C．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较大D．A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较小7.在研究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示．现保持B板不动，适当移动A板，发现静电计指针张角减小，则A板可能是( )A．右移 B．左移 C．上移 D．下移8.图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=53°，BC=20 cm.把一个电量q=10－5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－1.6×10－3J，则该匀强电场的场强大小和方向是( )A．800 V/m，垂直AC向左B．800 V/m，垂直AC向右C．1 000 V/m，垂直AB斜向上D．1 000 V/m，垂直AB斜向下9. (多选)如图所示，某条电场线上有a、b、c三点，其中b为ac的中点，已知a、c两点的电势分别为φa=10 V，φC=4 V，若将一点电荷从c点由静止释放，仅在电场力作用下沿着电场线向a点做加速度逐渐增大的加速运动，则下列判断正确的是( )A．该点电荷带负电B．电场在b点处的电势为7 VC．a、b、c三点c点处的场强最小D．该电荷从c点运动到b点电场力做的功比从b点运动到a点电场力做的功多10. (多选)电容式传感器的应用非常广泛，如图所示的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列判断正确的是( )A．图甲中两极间的电压不变，若有电流流向传感器正极，则h正在变小B．图乙中两极间的电荷量不变，若两极间电压正在增大，则θ正在变大C．图丙中两极间的电荷量不变，若两极间电压正在减小，则x正在变大D．图丁中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则F为压力且正在变大11. (多选)如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为轴上三点，放在A、B两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示，则( )A．A点的电场强度大小为2×103 N/CB．B点的电场强度大小为2×103 N/CC．点电荷Q在A、B之间D．点电荷Q在A、O之间12. (多选)如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，断开电源，带电小球以速度v0水平射入电场，且沿下板边缘飞出．若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，则带电小球( )A．将打在下板中央B．仍沿原轨迹运动由下板边缘飞出C．不发生偏转，沿直线运动D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央13.如图所示，长l=1 m 的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10－6 C，匀强电场的场强E=3.0×103 N/C，取重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.求：(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．14.如图所示,电荷量q=+2×10-3C、质量m=0.1 kg的小球B静置于光滑的水平绝缘板右端,板的右侧空间有范围足够大的、方向水平向左、电场强度E=103N/C的匀强电场。
2020届高考物理专题训练：静电场(两套 附详细答案解析)
高考物理专题训练：静电场（基础卷）一、 (本题共13小题，每小题4分，共52分。
在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～13题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．下列关于物理学家的贡献的说法中，正确的是( )A．物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷间的相互作用规律B．物理学家法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量C．物理学家密立根最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场D．物理学家卡文迪许测出了静电力常量k【答案】A【解析】库仑利用扭秤实验发现了电荷间的相互作用的规律，并测出了静电力常量k；通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量的科学家是密立根；最早引入了电场的概念，并提出用电场线表示电场的科学家是法拉第。
综上所述，选项A正确。
2．如图，空间存在一方向水平向右的匀强磁场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则( )A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷D．P带负电荷，Q带正电荷【答案】D【解析】受力分析可知，P和Q两小球，不能带同种电荷，A、B错误；若P球带负电，Q球带正电，如图所示，恰能满足题意，则C错误、D正确。
3．如图所示，一电荷量为+Q的点电荷甲固定在光滑绝缘的水平面上的O点，另一电荷量为+q、质量为m的点电荷乙从A点经C以v＝2 m/s的初速度沿它们的连线向甲运动，到达B点时的速度为零，已知AC＝CB，φA＝3 V，φB＝5 V，静电力常量为k，则( ) A．φC＞4 V B．φC＝4 VC．点电荷乙的比荷为1 C/kg D．点电荷乙的比荷为2 C/kg【答案】C【解析】虽然题中给出的电场不是匀强电场，但仍可利用U＝Ed定性地进行分析，由图示可知，C、B间的电场强度应大于A、C间的电场强度，而AB＝CB，故U BC>U CA，即φB－φC>φC－φA，即φC<4 V，选项A、B错误；根据动能定理，qU AB＝0－m，得＝1 C/kg，选项C正确、D错误。
2020高考物理必考核心知识过关练习题精选《静电场》(最新精品含详细解析)
2020高考物理必考核心知识过关练习题精选《静电场》第一卷（选择题共48分）一、单选题（本大题共9小题，共36分）1.毛皮和橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，橡胶棒带负电，这是因为（）A. 空气中的正电荷转移到了毛皮上B. 空气中的负电荷转移到了橡胶棒上C. 毛皮上的一些电子转移到了橡胶棒上D. 橡胶棒上的电子转移到了毛皮上2.真空中两个电荷量分别为Q1、Q2的点电荷，已知它们之间的距离为r，静电力常量为k．根据库仑定律，A电荷对B电荷的静电力大小为（）A. kB. kC. kD. k3.下图各电场中,A，B两点电场强度相同的是( )A. B.C. D.4.某电场的电场线分布如图所示实线，以下说法正确的是A. c点场强大于b点场强B. b和c处在同一等势面上C. 若将一试探电荷由a点移动到d点，电荷的电势能将增大D. 若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点，可判断该电荷一定带负电5.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电量都增大为原来的3倍，距离增大为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为（）A. 16FB. FC. FD.6.在电场中A、B两点间的电势差为U AB=75V，B、C两点间的电势差为U BC=-200V，则A、B、C三点电势高低关系为（）A. φA ＞φB＞φCB. φA＜φC＜φBC. φC＞φA＞φBD. φC＞φB＞φA7.如图所示，PQ为等量异种点电荷A、B连线的中垂线，C为中垂线上的一点，M、N分别为AC、BC的中点，若取无穷远处的电势为零，则下列判断正确的是（）A. M、N两点的电场强度相同B. M、N两点的电势相等C. 若将一负试探电荷由M点移到C点，电场力做正功D. 若将一负试探电荷由无穷远处移到N点时，电势能一定增加8.如图所示，先接通电键S使电容器充电，然后断开S，增大两极板间的距离时，电容器所带电量Q、电容C、两极板间电势差U的变化情况是（）A.Q变小，C不变，U不变B.Q变小，C变小，U不变C. Q不变，C变小，U变大D. Q不变，C变小，U变小9.三个α粒子在同一地点沿同一方向飞入偏转电场，出现了如图所示的轨迹，由此可以判断下列不正确的是（）A. 在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上B. b和c同时飞离电场C. 进电场时c的速度最大，a的速度最小D. 动能的增加值c最小，a和b一样大二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）10.如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。
物理高考专题训练题及答案解析(珍藏版)：静电场(练)
专题06 静电场1．(2020·高考天津卷)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球，以初速度v 从M 点竖直向上运动，通过N 点时，速度大小为2v ，方向与电场方向相反，则小球从M 运动到N 的过程( )A ．动能增加12mv 2B ．机械能增加2mv 2C ．重力势能增加32mv 2 D ．电势能增加2mv 22．(2018·高考全国卷Ⅱ，T21)如图，同一平面内的a 、b 、c 、d 四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M 为a 、c 连线的中点，N 为b 、d 连线的中点．一电荷量为q (q ＞0)的粒子从a 点移动到b 点，其电势能减小W 1；若该粒子从c 点移动到d 点，其电势能减小W 2.下列说法正确的是( )A ．此匀强电场的场强方向一定与a 、b 两点连线平行B ．若该粒子从M 点移动到N 点，则电场力做功一定为W 1＋W 22C ．若c 、d 之间的距离为L ，则该电场的场强大小一定为W 2qLD ．若W 1＝W 2，则a 、M 两点之间的电势差一定等于b 、N 两点之间的电势差3.(2018·高考全国卷Ⅰ，T21)图中虚线a 、b 、c 、d 、f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b 上的电势为2 V ．一电子经过a 时的动能为10 eV ，从a 到d 的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是( )A ．平面c 上的电势为零B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面d时，其电势能为4 eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍4．(2020·高考全国卷Ⅲ，T24)空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O、P是电场中的两点．从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B.A不带电，B的电荷量为q(q>0)．A从O点发射时的速度大小为v0，到达P点所用时间为t；B从O点到达P点所用时间为t2.重力加速度为g，求：(1)电场强度的大小；(2)B运动到P点时的动能．5．(2020·高考全国卷Ⅱ，T24)如图，两金属板P、Q水平放置，间距为d.两金属板正中间有一水平放置的金属网G，P、Q、G的尺寸相同．G接地，P、Q的电势均为φ(φ>0)．质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度v0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计．(1)求粒子第一次穿过G时的动能，以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小；(2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？1. (2020·山东滨州市模拟)真空中某静电场，虚线表示等势面，各等势面电势的值如图5所示，一带电粒子只在电场力的作用下，沿图中的实线从A经过B运动到C，B、C两点位于同一等势面上，则以下说法正确的是()图5A．带电粒子在A点的电势能大于在C点的电势能B．A点电场强度大于B点电场强度C．带电粒子从A经过B运动到C的过程中动能先增大再减小D．带电粒子从A到C电场力所做的功等于从A到B电场力所做的功2 (2020·陕西宝鸡市模拟)真空中有一带负电的电荷q绕固定的点电荷＋Q运动，其运动轨迹为椭圆，如图6所示．已知a、b、c、d为椭圆的四个顶点，＋Q处在椭圆的一个焦点上，则下列说法正确的是()图6A．＋Q产生的电场中a、c两点的电场强度相同B．负电荷q在b点的速度大于在d点的速度C．负电荷q在b点电势能大于d点电势能D．负电荷q在运动过程中电场力始终不做功3. (2020·重庆市第三次调研抽测)某种静电除尘器中的电场线如图7中虚线所示．K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d.B点是AK连线的中点．在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速．不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是()图7A ．A 、K 之间电场强度的大小为U dB ．电子到达A 时动能等于eUC ．由K 到A 电子电势能增大了eUD ．B 、K 之间的电势差小于A 、B 之间的电势差4. (2020·东北三省四市教研联合体模拟)如图8所示，在直角坐标系xOy 平面内存在一正点电荷Q ，坐标轴上有A 、B 、C 三点，OA ＝OB ＝BC ＝a ，其中A 点和B 点的电势相等，O 点和C 点的电势相等，静电力常量为k ，则下列说法正确的是( )图8A ．点电荷Q 位于O 点B．O点电势比A点电势高C．C点的电场强度大小为kQ2a2D．将某一正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势能一直减小5. (2020·安徽安庆市二模)如图3所示，一水平放置的平行板电容器与电源相连，开始时开关闭合．一带电油滴沿两极板中心线方向以一初速度射入，恰好沿中心线①通过电容器．则下列判断正确的是()图3A．粒子带正电B．保持开关闭合，将B板向上平移一定距离，可使粒子沿轨迹②运动C．保持开关闭合，将A板向上平移一定距离，可使粒子仍沿轨迹①运动D．断开开关，将B板向上平移一定距离，可使粒子沿轨迹②运动1．(2020·湖南株洲二中高三模拟)如图所示，菱形ABCD的对角线相交于O点，两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N点，且OM＝ON，则()A．A、C两处电势、场强均相同B．B、D两处电势、场强均相同C．A、C两处电势、场强均不相同D．B、D两处电势、场强均不相同2．(2020·山西康杰中学高三质检)如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，E p 表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则()A．θ增大，E增大B．θ增大，E p不变C．θ减小，E p增大D．θ减小，E不变3．(2020·辽宁大连二十四中高三模拟)如图甲所示，x 轴上固定两个点电荷Q 1、Q 2(Q 2位于坐标原点O)，其上有M 、N 、P 三点，间距MN ＝NP.Q 1、Q 2在x 轴上产生的电势φ随x 变化关系如图乙．则( )A ．M 点电场场强大小为零B ．N 点电场场强大小为零C ．M 、N 之间电场方向沿x 轴负方向D ．一正试探电荷从P 移到M 过程中，电场力做功|W PN |＝|W NM |4．(2020·江苏海安高中高三质检)如图所示，在第一象限内有水平向右的匀强电场，电场强度大小E ＝3mv 202qd.在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场，在该平面内有一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从P 点以初速度v 0沿y 轴负方向射出，P 点的坐标为⎝⎛⎭⎫2d ，233d .粒子恰好能打到y 轴上，不考虑粒子的重力，则匀强磁场的磁感应强度B 的大小为( )A .mv 04qdB .mv 02qdC .mv 0qdD .2mv 0qd5．(2020·福建仙游一中高三模拟)如图所示，实线为两个点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线，虚直线cd为Q1、Q2连线的垂直平分线，O为垂足，c、d两点在垂直平分线上且关于Q1、Q2连线对称．一电子(不计重力)从a点沿虚曲线途径O点运动到b点．下列说法正确的是()A．Q1的电荷量小于Q2的电荷量B．c、d两点的电势相同，场强不相同C．电子过O点时的加速度大于过a点时的加速度D．电子在O点时的电势能大于在a点时的电势能6．(2020·湖北孝感高级中学高三调研)如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，一电子经过等势面D时，动能为16 eV，速度方向垂直于等势面D且经过等势面C时，电势能为－8 eV，经过等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离均为4 cm，电子重力不计．则下列说法正确的是()A．电子做匀变速直线运动B．匀强电场的场强大小为100 V/mC．等势面A的电势为－8 VD．电子再次经过等势面D时，动能为16 eV7．(2020·甘肃天水高三模拟)如图(a)所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图(b)所示．以下说法正确的是()A．电子在A、B两点的速度v A＜v BB．A、B两点的电势φA＜φBC．电子在A、B两点的电势能E p A＞E p BD ．A 、B 两点的电场强度E A ＞E B8．(2020·河南驻马店高三模拟)如图所示，在水平向右的匀强电场中，固定有一根与水平方向成45°角的绝缘光滑直杆ab .一带电小圆环套在杆上，恰好能沿杆匀速下滑．当小圆环以大小为v 0的速度从b 端脱离杆后，经过一段时间正好通过b 端正下方的c 点处．已知重力加速度为g ，杆固定不动，则b 、c 两点之间的距离为( )A.v 202gB.v 20gC.2v 20gD.2v 20g9．(2020·江西南昌三中模拟)如图所示，直角坐标系中x 轴上在x ＝－r 处固定有带电荷量为＋9Q 的正点电荷，在x ＝r 处固定有带电荷量为－Q 的负点电荷，y 轴上a 、b 两点的坐标分别为y a ＝r 和y b ＝－r ，c 、d 、e 点都在x 轴上，d 点的坐标为x d ＝2r ，r <x c <2r ，c 、d 点间距与d 、e 点间距相等．下列说法不正确的是( )A ．场强大小E c >E eB ．a 、b 两点的电势相等C ．d 点场强为零D ．a 、b 两点的场强相同10．(2020·河南重点中学高三联考)如图所示，两块较大的金属板A 、B 平行放置并与一电源相连，S 闭合后，两板间有一质量为m 、电荷量为q 的油滴恰好处于静止状态．以下说法正确的是 ( )A ．若将A 板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G 中有b →a 的电流B ．若将A 板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G 中有b →a 的电流C ．若将S 断开，则油滴立即做自由落体运动，G 中无电流D．若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有b→a的电流11．(2020·湖北十堰高三模拟)在电场方向水平向右的匀强电场中，从A点竖直向上抛出一带电小球，其运动的轨迹如图所示，小球运动轨迹上的A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8 J，在M点的动能为6 J，不计空气的阻力，则下列判断正确的是()A．小球水平位移x1与x2的比值为1∶3B．小球水平位移x1与x2的比值为1∶4C．小球落到B点时的动能为32 JD．小球从A点运动到B点的过程中最小动能为6 J12．(2020·安徽安庆一中高三模拟)如图所示，带有小孔的平行极板A、B间存在匀强电场，A、B板间电势差大小为U，极板间距离为L.其右侧有与A、B垂直的平行极板C、D，极板长度为L，C、D板间加恒定的电压．现有一质量为m、带电荷量为e的电子(重力不计)，从A板处由静止释放，经电场加速后通过B 板的小孔飞出；经过C、D板间的电场偏转后从电场的右侧边界M点飞出电场区域，速度方向与边界夹角为60°，求：(1)电子在A、B间的运动时间；(2)C、D间匀强电场的电场强度大小．13．(2020·山东潍坊高三检测)如图所示，一个带正电的粒子以平行于x轴正方向的初速度v0从y轴上a 点射入第一象限内，为了使这个粒子能经过x轴上定点b，可在第一象限的某区域内加一方向沿y轴负方向的匀强电场．已知所加电场的场强大小为E，电场区域沿x方向的宽度为s，Oa＝L，Ob＝2s，粒子的质量为m，带电荷量为q，重力不计，试讨论电场的左边界与b的可能距离．14．如图所示，竖直平行正对放置的带电金属板A、B，B板中心的小孔(未画出)正好位于平面直角坐标系xOy 的O 点，y 轴沿竖直方向，在x >0的区域内存在沿y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E ＝43×103 V/m ，比荷为1.0×105 C/kg 的带正电的粒子P 从A 板中心O ′处由静止释放，其运动轨迹恰好经过M ( 3 m,1 m)点．粒子P 的重力不计．(1)求金属板A 、B 之间的电势差U AB ；(2)若在粒子P 经过O 点的同时，在y 轴右侧匀强电场中某点由静止释放另一带电粒子Q ，使P 、Q 恰能在运动中相碰．假设Q 的质量是P 的质量的2倍，带电情况与P 相同，Q 的重力及P 、Q 之间的相互作用力均忽略不计，求粒子Q 所有释放点的集合．专题06 静电场1．(2020·高考天津卷)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球，以初速度v 从M 点竖直向上运动，通过N 点时，速度大小为2v ，方向与电场方向相反，则小球从M 运动到N 的过程( )A ．动能增加12mv 2B ．机械能增加2mv 2C ．重力势能增加32mv 2 D ．电势能增加2mv 2【答案】B【解析】动能变化量ΔE k ＝12m (2v )2－12mv 2＝32mv 2，A 错；重力和电场力做功，机械能增加量等于电势能减少量，带电小球在水平方向做向左的匀加速直线运动，由运动学公式得(2v )2－0＝2qE mx ，则电势能减少量等于电场力做的功ΔE p 电＝W 电＝qE x ＝2mv 2，B 对，D 错；在竖直方向做匀减速到零的运动，由－v 2＝－2gh ，得重力势能增加量ΔE p 重＝mgh ＝12mv 2，C 错． 2．(2018·高考全国卷Ⅱ，T21)如图，同一平面内的a 、b 、c 、d 四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M 为a 、c 连线的中点，N 为b 、d 连线的中点．一电荷量为q (q ＞0)的粒子从a 点移动到b 点，其电势能减小W 1；若该粒子从c 点移动到d 点，其电势能减小W 2.下列说法正确的是( )A ．此匀强电场的场强方向一定与a 、b 两点连线平行B ．若该粒子从M 点移动到N 点，则电场力做功一定为W 1＋W 22C ．若c 、d 之间的距离为L ，则该电场的场强大小一定为W 2qLD ．若W 1＝W 2，则a 、M 两点之间的电势差一定等于b 、N 两点之间的电势差【答案】BD【解析】结合题意，只能判定U ab ＞0、U cd ＞0，但电场方向不能得出，A 错误；根据电场力做功与电势能变化量的关系有W 1＝q (φa －φb )①，W 2＝q (φc －φd )②，W MN ＝q (φM －φN )③，根据匀强电场中“同一条直线上两点间的电势差与两点间的距离成正比”的规律可知，U aM ＝U Mc ，即φa －φM ＝φM －φc ，可得φM ＝φa ＋φc 2④，同理可得φN ＝φb ＋φd 2⑤，联立①②③④⑤式可得W MN ＝W 1＋W 22，故B 项正确；电场强度的方向只有沿c →d 时，场强E ＝W 2qL，但本题中电场方向未知，故C 错误；若W 1＝W 2，则φa －φb ＝φc －φd ，结合④⑤两式可推出φa －φM ＝φb －φN ，故D 正确．3.(2018·高考全国卷Ⅰ，T21)图中虚线a 、b 、c 、d 、f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b 上的电势为2 V ．一电子经过a 时的动能为10 eV ，从a 到d 的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是( )A ．平面c 上的电势为零B ．该电子可能到达不了平面fC ．该电子经过平面d 时，其电势能为4 eVD ．该电子经过平面b 时的速率是经过d 时的2倍【答案】AB【解析】因等势面间距相等，由U ＝Ed 得相邻虚线之间电势差相等，由a 到d ，eU ad ＝－6 eV ，故U ad ＝6 V ，各虚线电势如图所示，因电场力做负功，故电场方向向右，沿电场线方向电势降低，φc ＝0，A 对．因电子的速度方向未知，若不垂直于等势面，如图中实线所示，电子可能到达不了平面f ，B 对． 经过d 时，电势能E p ＝eφd ＝2 eV ，C 错．由a 到b ，W ab ＝E k b －E k a ＝－2 eV ，所以E k b ＝8 eV ，由a 到d ，W ad ＝E k d －E k a ＝－6 eV ，所以E k d ＝4 eV ，则E k b ＝2E k d ，根据E k ＝12mv 2知v b ＝2v d ，D 错． 4．(2020·高考全国卷Ⅲ，T24)空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O 、P 是电场中的两点．从O 点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m 的小球A 、B .A 不带电，B 的电荷量为q (q >0)．A 从O 点发射时的速度大小为v 0，到达P 点所用时间为t ；B 从O 点到达P 点所用时间为t 2.重力加速度为g ，求： (1)电场强度的大小；(2)B 运动到P 点时的动能．【答案】(1)3mg q(2)2m (v 20＋g 2t 2) 【解析】(1)设电场强度的大小为E ，小球B 运动的加速度为a .根据牛顿第二定律、运动学公式和题给条件，有mg ＋qE ＝ma ①12a (t 2)2＝12gt 2② 解得E ＝3mg q③ (2)设B 从O 点发射时的速度为v 1，到达P 点时的动能为E k ，O 、P 两点的高度差为h ，根据动能定理有E k －12mv 21＝mgh ＋qEh ④且有 v 1t 2＝v 0t ⑤ h ＝12gt 2⑥ 联立③④⑤⑥式得E k ＝2m (v 20＋g 2t 2)⑦5．(2020·高考全国卷Ⅱ，T24)如图，两金属板P 、Q 水平放置，间距为d .两金属板正中间有一水平放置的金属网G ，P 、Q 、G 的尺寸相同．G 接地，P 、Q 的电势均为φ(φ>0)．质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子自G 的左端上方距离G 为h 的位置，以速度v 0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计．(1)求粒子第一次穿过G 时的动能，以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小；(2)若粒子恰好从G 的下方距离G 也为h 的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？【答案】(1)12mv 20＋2φd qh v 0mdh qφ (2)2v 0mdh qφ【解析】(1)PG 、QG 间场强大小相等，均为E .粒子在PG 间所受电场力F 的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a ，有E ＝2φd① F ＝qE ＝ma ②设粒子第一次到达G 时动能为E k ，由动能定理有qEh ＝E k －12mv 20③ 设粒子第一次到达G 时所用的时间为t ，粒子在水平方向的位移大小为l ，则有h ＝12at 2④ l ＝v 0t ⑤联立①②③④⑤式解得E k ＝12mv 20＋2φdqh ⑥ l ＝v 0mdh qφ⑦ (2)若粒子穿过G 一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短．由对称性知，此时金属板的长度L为L＝2l＝2v0mdh qφ⑧1. (2020·山东滨州市模拟)真空中某静电场，虚线表示等势面，各等势面电势的值如图5所示，一带电粒子只在电场力的作用下，沿图中的实线从A经过B运动到C，B、C两点位于同一等势面上，则以下说法正确的是()图5A．带电粒子在A点的电势能大于在C点的电势能B．A点电场强度大于B点电场强度C．带电粒子从A经过B运动到C的过程中动能先增大再减小D．带电粒子从A到C电场力所做的功等于从A到B电场力所做的功【答案】D【解析】根据电场线与等势面垂直，且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致向右，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受的电场力方向大致向左，则知粒子一定带负电．从A到C，由W＝qU，知U>0，q<0，则W<0，即电场力做负功，电势能增加，A处电势能小于C处电势能，故A错误；等差等势面的疏密反映电场强度的大小，则知A处场强小于B处场强，故B错误；带电粒子从A运动到B的过程中，电场力做负功，动能减小，故C错误；由题图知，AC间电势差等于AB间的电势差，根据W＝Uq知，带电粒子从A到C电场力所做的功等于从A到B电场力所做的功，故D正确．2 (2020·陕西宝鸡市模拟)真空中有一带负电的电荷q绕固定的点电荷＋Q运动，其运动轨迹为椭圆，如图6所示．已知a 、b 、c 、d 为椭圆的四个顶点，＋Q 处在椭圆的一个焦点上，则下列说法正确的是( )图6A ．＋Q 产生的电场中a 、c 两点的电场强度相同B ．负电荷q 在b 点的速度大于在d 点的速度C ．负电荷q 在b 点电势能大于d 点电势能D ．负电荷q 在运动过程中电场力始终不做功【答案】B【解析】a 、c 为椭圆的两个顶点，则a 、c 两点到Q 的距离相等，由点电荷的场强公式：E ＝kQ r 2可知，两点的电场强度大小相等，因两点的电场强度方向不同，故A 错误；负电荷q 由b 运动到d 的过程中，电场力做负功，电势能增加，动能减小，所以负电荷q 在b 点的速度大于d 点速度，故B 正确，C 错误；负电荷q 由a 经d 运动到c 的过程中，电场力先做负功再做正功，故D 错误．3. (2020·重庆市第三次调研抽测)某种静电除尘器中的电场线如图7中虚线所示．K 为阴极，A 为阳极，两极之间的距离为d .B 点是AK 连线的中点．在两极之间加上高压U ，有一电子在K 极由静止被加速．不考虑电子重力，元电荷为e ，则下列说法正确的是( )图7A ．A 、K 之间电场强度的大小为U dB ．电子到达A 时动能等于eUC ．由K 到A 电子电势能增大了eUD ．B 、K 之间的电势差小于A 、B 之间的电势差【答案】BD【解析】A 、K 之间建立的是非匀强电场，公式U ＝Ed 不适用，故A 错误；根据动能定理得：E k －0＝eU ，得电子到达A 极板时的动能E k ＝eU ，故B 正确；电场力做正功，动能增大，电势能减小eU ，故C 错误；B 、K 之间的场强小于A 、B 之间的场强，根据U ＝E d 可知，B 、K 之间的电势差小于A 、B 之间的电势差，故D 正确．4. (2020·东北三省四市教研联合体模拟)如图8所示，在直角坐标系xOy 平面内存在一正点电荷Q ，坐标轴上有A 、B 、C 三点，OA ＝OB ＝BC ＝a ，其中A 点和B 点的电势相等，O 点和C 点的电势相等，静电力常量为k ，则下列说法正确的是( )图8A ．点电荷Q 位于O 点B ．O 点电势比A 点电势高C ．C 点的电场强度大小为kQ 2a 2D ．将某一正试探电荷从A 点沿直线移动到C 点，电势能一直减小【答案】C【解析】因A 点和B 点的电势相等，O 点和C 点的电势相等，故A 、B 到点电荷的距离相等，O 、C 到点电荷的距离也相等，则点电荷位置如图所示，由图可知A 错误；因点电荷带正电，故离点电荷越近电势越高，O 点电势比A 点低，故B 错误；由题图可知点电荷与C 点的距离r C ＝2a ，根据E ＝k Q r 2，得E C ＝kQ 2a 2，故C 正确；由图可知，将正试探电荷从A 点沿直线移动到C 点，电势先升高再降低，故电势能先增大再减小，故D 错误．5. (2020·安徽安庆市二模)如图3所示，一水平放置的平行板电容器与电源相连，开始时开关闭合．一带电油滴沿两极板中心线方向以一初速度射入，恰好沿中心线①通过电容器．则下列判断正确的是()图3A．粒子带正电B．保持开关闭合，将B板向上平移一定距离，可使粒子沿轨迹②运动C．保持开关闭合，将A板向上平移一定距离，可使粒子仍沿轨迹①运动D．断开开关，将B板向上平移一定距离，可使粒子沿轨迹②运动【答案】B【解析】开关闭合时，油滴做匀速直线运动，电场力与重力平衡，A极板和电源正极相连，所以场强方向向下，故油滴带负电，A错误；保持开关闭合，电容器两端电压不变，B板上移，板间距d变小，由公式E ＝Ud 知场强增大，电场力大于重力，粒子沿轨迹②运动，故B 正确；保持开关闭合，将A 板向上平移一定距离，板间距d 增大，由公式E ＝Ud 知场强减小，电场力小于重力，所以粒子向下偏转，故C 错误；断开开关，电容器电荷量不变，将B 板向上平移一定距离，由公式C ＝Q U ，C ＝εr S 4πkd ，E ＝U d 得，E ＝4πkQεr S ，与板间距离无关，故场强不变，所以粒子沿轨迹①运动，故D 错误．1．(2020·湖南株洲二中高三模拟)如图所示，菱形ABCD 的对角线相交于O 点，两个等量异种点电荷分别固定在AC 连线上的M 点与N 点，且OM ＝ON ，则( )A ．A 、C 两处电势、场强均相同B ．B 、D 两处电势、场强均相同C ．A 、C 两处电势、场强均不相同D ．B 、D 两处电势、场强均不相同 【答案】B【解析】A 处电势为正，C 处电势为负，故电势不同；A 处场强方向向左，C 处场强方向也向左，大小相同，故A 、C 错误；B 、D 两处场强大小相等，方向水平向右，两处的电势均为0，故B 正确，D 错误．2．(2020·山西康杰中学高三质检)如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P 点的点电荷，以E 表示两板间的电场强度，E p 表示点电荷在P 点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )A ．θ增大，E 增大B ．θ增大，E p 不变C ．θ减小，E p 增大D ．θ减小，E 不变 【答案】D【解析】若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，根据C ＝εr S4πkd 可知，C 变大；根据Q ＝CU 可知，在Q 一定的情况下，两极板间的电势差减小，则静电计指针偏角θ减小；根据E ＝Ud ，Q ＝CU ，C ＝εr S 4πkd 联立可得E ＝4πkQ εr S ，可知E 不变；P 点离下极板的距离不变，E 不变，则P 点与下极板的电势差不变，P 点的电势不变，故E p 不变；由以上分析可知，选项D 正确．3．(2020·辽宁大连二十四中高三模拟)如图甲所示，x 轴上固定两个点电荷Q 1、Q 2(Q 2位于坐标原点O)，其上有M 、N 、P 三点，间距MN ＝NP.Q 1、Q 2在x 轴上产生的电势φ随x 变化关系如图乙．则( )A ．M 点电场场强大小为零B ．N 点电场场强大小为零C ．M 、N 之间电场方向沿x 轴负方向D ．一正试探电荷从P 移到M 过程中，电场力做功|W PN |＝|W NM | 【答案】B【解析】由题图可知，由M 到N 电势降低，由无限远处到N 电势降低，根据沿着电场线方向电势逐渐降低的性质，可以判断MN 之间电场方向沿着x 轴正方向，无限远处到N 点电场方向沿x 轴负方向，且N 点场强为零，选项A 、C 错误，B 正确；|W PN |＝|qU PN |＝|q(φP －φN )|＜|q(φN －φM )|＝|W NM |，选项D 错误．4．(2020·江苏海安高中高三质检)如图所示，在第一象限内有水平向右的匀强电场，电场强度大小E ＝3mv 202qd.在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场，在该平面内有一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从P 点以初速度v 0沿y 轴负方向射出，P 点的坐标为⎝⎛⎭⎫2d ，233d .粒子恰好能打到y 轴上，不考虑粒子的重力，则匀强磁场的磁感应强度B 的大小为( )A .mv 04qdB .mv 02qd C .mv 0qd D .2mv 0qd【答案】C【解析】如图所示，粒子在电场中做类平抛运动，沿y 轴负方向做匀速直线运动，有233d ＝v 0t ，沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a ＝qE m ＝3v 202d ，则沿x 轴正方向的位移x ＝12at 2＝d ，设射出电场时粒子的速度v 方向与初速度v 0方向的夹角为θ，根据类平抛运动的推论得tan θ＝2x233d ＝3，则θ＝60°，所以v ＝v 0cos 60°＝2v 0，粒子在磁场中做匀速圆周运动，恰好打到y 轴上时，轨迹与y 轴相切，设粒子轨迹半径为r ，根据几何关系得r ＋r cos 60°＝2d ＋x ，解得r ＝2d ，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB ＝mv 2r ，解得B ＝mv 0qd，选项C 正确．5．(2020·福建仙游一中高三模拟)如图所示，实线为两个点电荷Q 1、Q 2产生的电场的电场线，虚直线cd 为Q 1、Q 2连线的垂直平分线，O 为垂足，c 、d 两点在垂直平分线上且关于Q 1、Q 2连线对称．一电子(不计重力)从a 点沿虚曲线途径O 点运动到b 点．下列说法正确的是( )。
【精品】2020届高考精选试题物理静电场(全套答案及解析)高中物理
【精品】2020届高考精选试题物理静电场（全套答案及解析）高中物理第Ⅰ课时 库仑定律·电场强度1．下述讲法正确的选项是〔 〕A ．依照E = F/q ，可知电场中某点的场强与电场力成正比．B ．依照E = KQ/r 2，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q 成正比．C ．依照场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强．D ．电场线确实是点电荷在电场中的运动轨迹【答案】B2.如图9－1－6所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电量的大小比b 的小．c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是〔 〕 A F 1 B F 2 C F 3 D F 4【解析】依照库仑定律以及同种电荷相斥，异种电 荷相吸，结合平行四边形定那么可得B 对 【答案】B3．电场强度E 的定义式为q F E = ，依照此式，以下讲法中正确的选项是〔 〕 ①此式只适用于点电荷产生的电场 ②式中q 是放入电场中的点电荷的电荷量，F 是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E 是该点的电场强度 ③式中q 是产生电场的点电荷的电荷量，F 是放在电场中的点电荷受到的电场力，E 是电场强度 ④在库仑定律的表达式221r q kq F =中，能够把22r kq 看作是点电荷2q 产生的电场在点电荷1q 处的场强大小，也能够把21r kq 看作是点电荷1q 产生的电场在点电荷2q 处的场强大小A ．只有①②B ．只有①③C ．只有②④D ．只有③④【答案】C4．用绝缘细线将一个质量为m 、带电量为q 的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿水平方向的匀强电场．当小球静止时把细线烧断〔空气阻力不计〕．小球将做〔 〕图9－1－6A ．自由落体运动B ．曲线运动C ．沿悬线的延长线做匀加速直线运动D ．变加速直线运动 【解析】小球在重力和电场力的合力作用下，从静止开始沿悬线的延长线做匀加速直线运动．【答案】C5．如图9－1－7所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过，电子重不计，那么电子所受另一个力的大小和方向变化情形是〔 〕A ．先变大后变小，方向水平向左B ．先变大后变小，方向水平向右C ．先变小后变大，方向水平向左D ．先变小后变大，方向水平向右【解析】 依照电场线分布和平稳条件判定． 【答案】B6．在图9－1－8所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O 做圆周运动，以下讲法正确的选项是〔 〕①带电小球有可能做匀速率圆周运动 ②带电小球有可能做变速率圆周运动 ③带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小 ④带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小A ．②B ．①②C ．①②③D ．①②④【解析】利用等效场〔复合场〕处理． 【答案】D7、在光滑的水平面上有两个电量分不为Q 1、 Q 2的带异种电荷的小球，Q 1＝4Q 2，m 2＝4m 1咨询要保持两小球距离不变，能够使小球做 运动；两小球的速度大小之比为 ．(只受库仑力作用)【解析】如图甲所示，两小球可绕它们连线上共同的圆心O 作匀速圆周运动． 对m 1有： 121221r m L Q KQ ω= 对m 2有： 222221r m LQ KQ ω= 两球角速度ω相等，L 为两球距离可得：2211r m r m =因此214r r =图9－1－7图9－1－8 图甲由r v ω= 可得1421=v v 【答案】作匀速圆周运动；4／18．在场强为E ，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m 的带电小球，电荷量分不为+2q 和-q ，两小球用长为L 的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O 点处于平稳状态，如下图，重力加速度为g ，那么细绳对悬点O 的作用力大小为_______．【解析】先以两球整体作为研究对象，依照平稳条件求出 悬线O 对整体的拉力，再由牛顿第三定律即可求出细线对 O 点的拉力大小． 【答案】2mg+Eq9、如图9－1－10所示，真空中一质量为m ，带电量为－q 的液滴以初速度为v 0，仰角α射入匀强电场中以后，做直线运动，求： 〔1〕所需电场的最小场强的大小，方向． 〔2〕假设要使液滴的加速度最小，求所加的电场场强大小和方向． 【解析】〔1〕依照矢量合成定那么，当电场力与速度0v 垂直指向左上方时，电场力最小，现在液滴作匀减速直线运动，有：αcos 1mg qE = 得 q mg E αcos 1=，方向与v 0垂直指向右下方〔2〕当带电粒子作匀速直线运动时，加速度最小有：mg qE =2，得q mg E =2，方向竖直向下．【答案】〔1〕q mg E αcos 1=，方向与v 0垂直指向右下方 〔2〕q mg E =2，方向竖直向下10．在一高为h 的绝缘光滑水平桌面上，有一个带电量为+q 、质量为m 的带电小球静止，小球到桌子右边缘的距离为s ，突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E ，且qE = 2 mg ，如图9－1－11所示，求：〔1〕小球经多长时刻落地？ 〔2〕小球落地时的速度．图9－1－9图9－1－10 图9－1－11【解析】〔1〕小球在桌面上做匀加速运动，t 1=gsqE smd s ==22,小球在竖直方向做自由落体运动，t 2=gh 2,小球从静止动身到落地所通过的时刻：t =t 1+t 2=g hg s 2+(2)小球落地时gh gt v y 22==,gh gs gt t mqEat v x 2222+====． 落地速度sh g gs gh v v v y x 2841022++=+=．【答案】〔1〕ghg s 2+〔2〕sh 2g 8gs 4gh 10++11、长木板AB 放在水平面上如下图9-1-12，它的下表面光滑而上表面粗糙，一个质量为m 、电量为q 的小物块C 从A 端以某一初速起动向右滑行，当存在向下的匀强电场时，C 恰能滑到B 端，当此电场改为向上时，C 只能滑到AB 的中点，求此电场的场强.【解析】当电场方向向上时，物块C 只能滑到AB 中点，讲明现在电场力方向向下，可知物块C 带负电.电场方向向下时有： 220)(2121)(V m M mv L qE mg +-=-μ V M m mv )(0+=电场方向向上时，有： 220)(21212)(V m M mv L qE mg +-=+μ V M m mv )(0+=2)()(LqE mg L qE mg +=-μμq mgE 3=【答案】qmgE 3=第Ⅱ课时 电势能·电势差·电势1、关于电势和电势能以下讲法中正确的选项是( )A. 在电场中，电势高的地点，电荷在该点具有的电势能就大；图9－1－12B. 在电场中，电势高的地点，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大；C. 在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能；D. 在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能. 【解析】由qAA εϕ=可知，A A q ϕε=可得结果【答案】D2、如图9－2－9所示，M 、N 两点分不放置两个等量种异电荷，A 为它们连线的中点，B 为连线上靠近N 的一点，C 为连线中垂线上处于A 点上方的一点，在A 、B 、C 三点中〔 〕 A ．场强最小的点是A 点，电势最高的点是B 点 B ．场强最小的点是A 点，电势最高的点是C 点 C ．场强最小的点是C 点，电势最高的点是B 点 D ．场强最小的点是C 点，电势最高的点是A 点【解析】依照等量异种点电荷的电场线和等势面分布以及电场的迭加运算可知 【答案】C3．某电场中等势面分布如下图，图9－2－10中虚线表示等势面，:过a 、c 两点的等势面电势分不为40 V 和10 V ，那么a 、c 连线的中点b 处的电势应〔 〕 A.确信等于25 V B.大于25 V C.小于25 V D.可能等于25 V【解析】由电势的a 高b 低可知，电场线从a 等势面指向b 等势面；而且由等势面的形状可知〔等势面一定跟电场线垂直〕电场强度左边强，右边弱．因此bc ab U U > 【答案】C4．AB 连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从A 点处自由开释，电荷仅在电场力作用下沿电场线从A 点到B 点运动过程中的速度图象如图9－2－11所示，比较A 、B 两点电势φ的高低和场强E 的大小，以下讲法中正确的选项是〔 〕A.φA ＞φB ，E A ＞E B图9－2－9图9－2－10图9－2－11B.φA ＞φB ，E A ＜E BC.φA ＜φB ，E A ＞E BD.φA ＜φB ，E A ＜E B【解析】由速度越来越大可知，动能增大，电势能减小，且由图中速度变化律可知，加速度越来越小，即电场力越来越小． 【答案】A5．如图9－2－12所示，长为L ，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为 +q ，质量为m 的小球，以初速度v 0由斜面底端的A 点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v 0，那么〔 〕 A ．A 、B 两点的电势差一定为mgL sin θ/q B ．小球在B 点的电势能一定大于小球在A 点的电势能 C ．假设电场是匀强电场，那么该电场的场强的最大值一定是mg /q D ．假设该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q 产生的，那么Q一定是正电荷【解析】由动能定理可知：0=-mgh qU AB ，qmgL U AB ϑsin =．A 对电场力做正功，电势能减少，B 错； 假设对匀强电场，因为dU E AB=而d 不确定，因此C 错 【答案】A6、 在水深超过200m 的深海，光线极少，能见度极小．有一种电鳗具有专门的适应性，能通过自身发出生物电，猎取食物，威逼敌害，爱护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N/C 时可击昏敌害．身长50cm 的电鳗，在放电时产生的瞬时电压可达 V ． 【解析】V m C N Ed U 50005.0/104=⨯== 【答案】5000V7、.质量为m 、电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点，其速度方向改变的角度为θ〔rad 〕，AB 弧长为s ，那么A 、B 两点间的电势差AB U =_______，AB 弧中点的场强大小E =_______.【解析】如图甲所示，带电体匀速圆周运动，一定在点电荷 的电场中运动，设点电荷为Q ，可知弧AB 为一等图9－2－12O BAr 图甲θ势面，因此0=AB U ．弧AB 上个点场强相等，有：2rkQE = 而对圆周运动：r mv r kQq 22=，因此qr mv r kQ 22= 又因为θsr =得qsmv E 2θ=【答案】0=AB U ，qsmv E 2θ=8、在匀强电场中建立一直角坐标系，如图9－2－13所示从坐标系原点沿y +轴前进0.346 m 到A 点，电势降低34.6V ；从坐标原点沿x -前进0.2m 到B 点，电势升高34.6V ，求匀强电场的大小和方向．【解析】找出A 点关于x 轴的对称点A ′,由题意可知A ′和B 电势相等,连接这两点是一等势线,作A ′B 连线的垂线，便是电场线，由题意可知电场的方向斜向上如图甲，有：31346.02.0'0tan ===A OB θ， 030=θ 030sin AO E U U AO BO •== m V AO U E AO /20030sin 0==方向如图斜向上9、倾角为30°的直角三角形底边长为2L ，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现图9－2－13在底边中点O 处固定一正电荷Q ，让一个质量为m 的带正电质点q 从斜面顶端A 沿斜边滑下〔不脱离斜面〕，如图9－2－14所示，已测得它滑到B 在斜面上的垂足D 处时速度为v ，加速度为a ，方向沿斜面向下，咨询该质点滑到斜边底端C 点时的速度和加速度各为多大?【解析】在D 点：ma F mg D =-0030cos 30sin在C 点：c D ma F mg =+0030cos '30sinD 和C 在同一等势面上，F D =F D ′可得a g a c -=又因为D 和C 在同一等势面上，质点从D 到C 的过程中电场力不作功，运用动能定理可得：220212160sin mv mv mgL C -=v C =gL v 32+ 【答案】v C =gL v 32+，a g a c -=10．如下图有三根长度皆为l ＝1.00 m 的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O 点，另一端分不挂有质量皆为m ＝1.00×210-kg 的带电小球A 和B ，它们的电量分不为一q 和＋q ，q ＝1.00×710-C ．A 、B 之间用第三根线连接起来．空间中存在大小为E ＝1.00×106N/C 的匀强电场，场强方向沿水平向右，平稳时 A 、B 球的位置如图9－2－15所示．现将O 、B 之间的线烧断，由于有空气阻力，A 、B 球最后会达到新的平稳位置．求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少．〔不计两带电小球间相互作用的静电力〕【解析】图〔甲〕中虚线表示A 、B 球原先的平稳位置，实线表示烧断后重新达到平稳的位置，其中α、β分不表示OA 、AB 与竖直方向的夹角．A 球受力如图〔乙〕所示：重力mg ，竖直向下；电场力qE ，水平向左；细线OA 对A 的拉力T 1，方向如图；细线AB 对A 的拉力T 2，方向如图．由平稳条件得-q q O A BE图9－2－15 图9－2－14qE T T =+βαsin sin 21① βαcos cos 21T mg T +=②B 球受力如图〔丙〕所示：重力mg ，竖直向下；电场力qE ，水平向右；细线AB 对B 的拉力T 2，方向如图．由平稳条件得qE T =βsin 2③ mg a T =cos 2④联立以上各式并代入数据，得0=α⑤ 45=β⑥由此可知，A 、B 球重新达到平稳的位置如图〔丁〕所示．与原先位置相比，A 球的重力势能减少了 )60sin 1(-=mgl E A ⑦ B 球的重力势能减少了 )45cos 60sin 1(+-=mgl E B ⑧ A 球的电势能增加了 W A =qElcos 60°⑨B 球的电势能减少了 )30sin 45(sin-=qEl W B ⑩ 两种势能总和减少了 B A A B E E W W W ++-= 代入数据解得 J W 2108.6-⨯=第Ⅲ课时 电场力做功与电势能变化1、如图9－3－9，O 是一固定的点电荷，另一点电荷P 从专门远处以初速度0v 射入点电荷O 的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN ．a 、b 、c 是以O 为中心，c b a R R R 、、为-qqO A B E 图〔4〕图 4图甲图乙图丙图丁半径画出的三个圆，a b b c R R R R -=-．1、2、3、4为轨迹MN 与三个圆的一些交点．以12W 表示点电荷P 由1到2的过程中电场力做的功的大小，34W 表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，那么〔 〕 〔2004年春季高考理综〕A ．34122W W =B ．34122W W >C ．P 、O 两电荷可能同号，也可能异号D ．P 的初速度方向的延长线与O 之间的 距离可能为零【解析】由图中轨迹可可判定两电荷一定是异种电荷，且一定不对心，故C 、D 错；尽管a b b c R R R R -=-，但越靠近固定电荷电场力越大，因此3412F F >可得34122W W >，故B 正确 【答案】B2、如图9－3－10所示，光滑绝缘的水平面上M 、N 两点各放一电荷量分不为+q 和+2q ，完全相同的金属球A 和B ，给A 和B 以大小相等的初动能E 0〔现在动量大小均为p 0〕使其相向运动刚好能发生碰撞，碰后返回M 、N 两点时的动能分不为E 1和E 2，动量大小分不为p 1和p 2，那么〔 〕A.E 1=E 2=E 0 p 1=p 2=p 0B.E 1=E 2＞E 0 p 1=p 2＞p 0C.碰撞发生在M 、N 中点的左侧D.两球不同时返回M 、N 两点【解析】完全相同的两金属球初动能、动量大小相同，那么初速度大小相同，于M 、N 中点相碰时速度均减为零，之后由于库仑斥力变大，同时返回M 、N 两点时速度大小同时变大但彼此相等，方向相反. 【答案】B3、一个带正电的质点，电量q =2.0×10-9库，在静电场中由a 点移到b 点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为6.0×10-5焦，质点的动能增加了8.0×10-5焦，那么a 、b 两点间的电势差ab U 为〔 〕．A. 3×104伏；B. 1×104伏；图9－3－9图9－3－10C. 4×104伏；D. 7×104伏． 【解析】 由动能定理 K ab E W qU ∆=+【答案】B 4、如下图9-3-11四个图中，坐标原点O 都表示同一半径为R 的带正电的实心金属球的球心O 的位置，横坐标表示离球心的距离，纵坐标表示带正电金属球产生的电场电势和场强大小．坐标平面上的线段及曲线表示场强大小或电势随距离r 的变化关系，选无限远处的电势为零，那么关于纵坐标的讲法，正确的选项是 〔 〕A ．图①表示场强，图②表示电势B ．图②表示场强，图③表示电势C ．图③表示场强，图④表示电势D ．图④表示场强，图①表示电势【解析】处于静电平稳状态的导体是一个等势体，内部场强处处为零 【答案】B5、如图9－3－12所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab =U bc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知〔 〕 A ．三个等势面中，a 的电势最高 B ．带电质点通过P 点时的电势能较Q 点大 C ．带电质点通过P 点时的动能较Q 点大 D ．带电质点通过P 点时的加速度较Q 点大【解析】先画出电场线，再依照速度、电场力和轨迹的关系，能够判定：质点在各点受的电场力方向是斜向下方．由因此正电荷，因此电场线方向也沿电场线向下方，相邻等差等势面中，等势面越密处，场强与大．【答案】BD6、如图9－3－13，在匀强电场中，a 、b 两点连线与电场线成60o 角．将正电荷由a 点移到O R ①r O R ② O ④ O r R ③ 图9－3－11图9－3－12b 点，电场力做正功，能够判定电场线的方向是由_______指向_______的．假如ab 相距0.20m,场强为2×103N/C,正电荷的电量为4×10-4C,那么电荷的电势能变化了_______焦耳. 【解析】因为电场力做正功，能够判定电场线的方向是是从下方指向上方；J qES W ab ab 2010860cos -⨯==【答案】从下方指向上方； J 2108-⨯7、ΔABC 处于匀强电场中．将一个带电量C q 6102-⨯-=的点电荷从A 移到B 的过程中，电场力做功J W 51102.1-⨯-=；再将该点电荷从B 移到C ，电场力做功J W 62106-⨯=．A点的电势φA =5V ，那么B 、C 两点的电势分不为____V 和____V ．试在图9－3－14中画出通过A 点的电场线．【解析】先由W =qU 求出AB 、BC 间的电压分不为6V 和3V ，再依照负电荷A →B 电场力做负功，电势能增大，电势降低；B →C 电场力做正功，电势能减小，电势升高，知V B 1-=ϕ 、V C 2=ϕ沿匀强电场中任意一条直线电势差不多上平均变化的，因此AB 中点D 的电势与C 点电势相同，CD 为等势面，过A 做CD 的垂线必为电场线，方向从高电势指向低电势，因此斜向左下方如图甲．【答案】V B 1-=ϕ V C 2=ϕ8、在电场中一条电场线上有A 、B 两点，如下图9-3-15.假设将一负电荷C q 7100.2-⨯=，从A 点移至B 点，电荷克服电场力做功J 4100.4-⨯.试求： (1)电场方向；(2)A 、B 两点的电势差，哪一点电势高?(3)在这一过程中，电荷的电势能如何样变化?(4)如在这一电场中有另一点C ，V U AC 500=，假设把这一负荷从B 移至C 电场力做多少功?是正功依旧负功?图9－3－13ABC图9－3－14ABC DE甲图9-3-15【解析】(1)依照题意负电荷从A 点移至B 点电场力电场力做负功,可知电场方向A 指向B (2) 电场方向A 指向B,因此A 点电势高 V CJ q W U AB AB374102102104⨯=⨯-⨯-==-- (3) 在这一过程中，电荷的电势能增加J 4100.4-⨯(4)因为V U AC 500=而V U AB 3102⨯=因此V U BC 1500-=J V C qU W BC BC 47103)1500()102(--⨯=-⨯⨯-==电场力做正功9、如图9－3－16所示，一条长为L 的细线，上端固定，下端拴一质量为m 的带电小球．将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E ，方向是水平的，当细线离开竖直的位置偏角为α时，小球处于平稳，咨询：〔1〕小球带何种电荷？求小球所带电量．〔2〕假如细线的偏角由α增大到 ϕ,然后将小球由静止开始开释, 那么ϕ应多大,才能使在细线到竖直位置时,小球的速度刚好为零. 【解析】〔1〕由受力平稳可得：αtan mg qE =Emg q αtan = 正电荷〔2〕解法〔一〕由动能定理可知：00sin )cos 1(-=--ϕϕqEl mglϕϕsin cos 1-=mg qE 又因为 αtan =mgqE2tan2cos2sin22sin 2sin cos 1tan 2ϕϕϕϕϕϕα==-=因此2ϕα=得：ϕϕ2=解法〔二〕利用等效场〔重力和电场力所构成的复合场〕当细线离开竖直的位置偏角为α时，小球处于平稳的位置为复合场的平稳位置，即〝最低〞位置，小球的振动关于该平稳位置对称，可知ϕϕ2=【答案】①正电荷,q=mgtga/E ②ϕ=2a图9－3－1610、静止在太空的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度．飞行器的质量为M ，发射的是2价氧离子，发射功率为P ，加速电压为U ，每个氧离子的质量为m ，单位电荷的电量为e ，不计发射氧离子后飞行器质量的变化．求： 〔1〕射出的氧离子速度； 〔2〕每秒钟射出的氧离子数；〔3〕射出离子后飞行器开始运动的加速度． 【解析】〔1〕据动能定理知：2212mv eU =m eU v 2= 〔2〕由NeU P 2=，得eUPN 2=〔3〕以氧离子和飞行器为系统，设飞行器的反冲速度为V ，依照动量守恒定律：0=-∆MV tmv N MV tmv N =∆因此飞行器的加速度eUmM P M Nmv t V a ==∆=第Ⅳ课时 电容·带电粒子在电场中的直线运动1、如下图9-4-11,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度,假设不改变A 、B 两极板带的电量而减小两极板间的距离,同时在两极板间插入电介质,那么静电计指针的偏转角度 ( )A 、一定减小B 、一定增大C 、一定不变D 、可能不变 【解析】由kd s C πε4=和CQU =，电量不变，可知A 对 【答案】A2、如图9－4－12所示，平行板电容器经开关S 与电池连接，a 处有一电荷量专门小的点电荷，S 是闭合的，φa 表示a 点的电势，F 表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B 板向下略微移动，使两板间的距离增大，那么A.φa 变大，F 变大B.φa 变大，F 变小C.φa 不变，F 不变D.φa 不变，F 变小【解析】极板间电压U 不变，两极板距离d 增大,因此场强E减小故F 变小．a 到B 板距离变大那么a 到B 板的电势差增大，图9－4－11图9－4－12而B 板接地，因此φa 变大，故B 对． 【答案】B3、.离子发动机飞船，其原理是用电压U 加速一价惰性气体离子，将它高速喷出后，飞船得到加速，在氦、氖、氩、氪、氙中选用了氙，理由是用同样电压加速，它喷出时〔 〕A.速度大B.动量大C.动能大D.质量大【解析】由动能定理： 221mv qU =得到动能均相同 但 动量K mE P 2=，质量越大，动量越大，反冲也大．应选B【答案】B4、如图9－4－13所示，水平放置的平行金属板a 、b 分不与电源的两极相连，带电液滴P 在金属板a 、b 间保持静止，现设法使P 固定，再使两金属板a 、b 分不绕中心点O 、O /垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α，然后开释P ，那么P 在电场内将做〔 〕 A ．匀速直线运动 B ．水平向右的匀加速直线运动 C ．斜向右下方的匀加速直线运动 D ．曲线运动 【解析】原先有：mg qE = 即mg dUq= 设转过α角时〔如图甲〕，那么两极板距离为变αcos 'd d = U 保持不变，在竖直方向有：mg dUq d U qqE ===αααcos cos cos '因此竖直方向合外力为零水平方向受到恒定的外力αsin 'qE因此带电液滴P 将水平向右的匀加速直线运动，B【答案】B5、如图9－4－14所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔．右极板电势随时刻变化的规律如下图．电子原先静止在左极板小孔处．〔不计重力作用〕以下讲法中正确的选项是〔 〕A.从t=0时刻开释电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B.从t=0时刻开释电子，电子可能在两板间振动图9－4－13qE ′ mg P甲C.从t=T /4时刻开释电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D.从t=3T /8时刻开释电子，电子必将打到左极板上【解析】从t=0时刻开释电子，假如两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T /2，接着匀减速T /2，速度减小到零后，又开始向右匀加速T /2，接着匀减速T /2……直到打在右极板上．电子不可能向左运动；假如两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上．从t=T /4时刻开释电子，假如两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T /4，接着匀减速T /4，速度减小到零后，改为向左先匀加速T /4，接着匀减速T /4．即在两板间振动；假如两板间距离不够大，那么电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上．从t=3T /8时刻开释电子，假如两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；假如第一次向右运动没有打在右极板上，那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上．选AC 【答案】AC6、如图9－4－15所示,水平放置的两平行金属板相距为d,充电后其间形成匀强电场.一带电量为+q,质量为m 的液滴从下板边缘射入电场,并沿直线运动恰好从上板边缘射出.可知,该液滴在电场中做_______运动,电场强度为_______,电场力做功大小为_______ 【解析】由题意可知，带电粒子只能作匀速直线运动，所受 重力和电场力的合外力为零．有：mg qE =qmgE =，依照动能定理：0=-mgd qU mgd qU =【答案】作匀速直线运动，qmgE =，mgd W = 7、密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性.如下图是密立根实验的原理示意图9－4－16，设小油滴质量为m ，调剂两板间电势差为U ，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d .可求出小油滴的电荷量q =_______. 【解析】受力平稳可得：mg qE =mg dUq= tuU 0 -U 0o 2T T图9－4－14图9－4－15图9－4－16U S接地－+L图9－4－19Umgdq = 【答案】Umgd8、如图9－4－17所示，在倾角37°的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板相距2米，质量10克，带电量1×10-7库仑的物体与斜面的摩擦系数为0.2，物体在斜面中点时速度大小为10米/秒，物体在运动中与弹性板碰撞中机械能不缺失，物体在运动中电量不变，假设匀强电场场强E=2×106牛/库，求物体在斜面上通过的路程？〔g=10米/秒2〕【解析】N mg F f N 016.037cos ===μμmg sin370=0.06N Eq =0.2N f + mg sin37°<Eq故最后应停在紧靠上边弹性板处，由动能定理得：2210sin 22mv fS L mg L Eq-=--θ解得：S =40m 【答案】S =40m9、如图9－4－18所示，空间相距为d 的平行金属板加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，其变化如图，当t=0时，A 板电势比B 板电势高，这时在靠近B 板处有一初速度为零的电子〔质量为m ，电量为q 〕在电场力作用下开始运动，假设要使这电子到达A 板时具有最大的动能，那么所加交变电压的频率最大不能超过多少？ 【解析】依照题意当电子从t=0时开始运动， 运动时刻t ∆≤2T时，电子到达A 板时具有最 大的动能． 临界条件：202)2(2121T md qU at d ==28qU md T =因此 208md qU f =【答案】不能超过28md qU10、〔2003年上海高考〕为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透亮有机玻璃，它的上下底面是面积204.0m A =的金属板，间距m L 05.0=，当连接到V U 2500=的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图9－4－19所示．现把一定量平均分布的烟尘颗粒密闭在容图9－4－17图9－4－18器内，每立方米有烟尘颗粒1310个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为C q 17100.1-⨯+=，质量为kg m 15100.2-⨯=，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力．求合上电键后： ⑴通过多长时刻烟尘颗粒能够被全部吸附？ ⑵除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？⑶通过多长时刻容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？ 【解析】⑴当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部 吸附．烟尘颗粒受到的电场力：L qU F =而222121t mLqU at L ==可得s t 02.0= ⑵由于板间烟尘颗粒平均分布，能够认为烟尘的质心位置位于板的中心位置 ，因此除尘过程中电场力对烟尘做的总功为：J NALqU W 4105.221-⨯==⑶设烟尘颗粒下落距离为x ，那么当时所有烟尘颗粒的总动能：)()(212x L NA x LqU x L NA mv E K -•=-•=当L x 21=时，K E 最大，又依照2121at x =得s L qUma xt 014.021===第Ⅴ课时 带电粒子在电场中的曲线运动1、假如不计重力的电子，只受电场力作用，那么，电子在电场中可能做 〔 〕 A ．匀速直线运动 B ．匀加速直线运动 C ．匀变速曲线运动 D ．匀速圆周运动 【解析】电子绕核运动便可看成匀速圆周运动 【答案】B C D2、一束由不同种正离子组成的粒子流以相同的速度，从同一位置沿垂直于电场方向射入匀强电场中，所有离子的轨迹差不多上一样的，这讲明所有粒子〔 〕 A.都具有相同的比荷 B.都具有相同的质量C.都具有相同的电量D.都属于同一元素的同位素 【解析】当粒子从偏转电场中飞出时的侧移y ，速度的偏角θ相同时，那么粒子的轨迹相同.由222121⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛==vL dm Uq at y 及2000tan dmv UqL v at v v y ===θ知：当粒子的比荷mq 相同时，侧移y 、偏角θ相同.。
精选09 静电场(解析版)-2020年高考物理108所名校押题精选
CD．从
a
到
b
因电场力做正功，所以机械能增加，电场力做功为
W
=
1 2
m
2v0
2
=
4mv02
，
故 C 正确 D 错误。
故选 BC。
4．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是
A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器 a 板接触，能使电容器带电 B．实验中，只将电容器 b 板向上平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 【答案】A 【解析】A、当用带电玻璃棒与电容器 a 板接触，由于静电感应，从而在 b 板感应出等量的
与哪些因素有什么关系。
5．如图所示，ABC 为等边三角形，电荷量为+q 的点电荷固定在 A 点．先将一电荷量也为+
q 的点电荷 Q1 从无穷远处（电势为 0）移到 C 点，此过程中，电场力做功为–W．再将 Q1 从 C 点沿 CB 移到 B 点并固定．最后将一电荷量为–2q 的点电荷 Q2 从无穷远处移到 C 点．下 列说法正确的有
A．点电荷的速度先增大后减小 B．空间电场是某负点电荷形成的 C．电荷所受电场力先减小后增大 D．空间各点的电势先升高后降低 【答案】CD 【解析】A、根据电势能 Ep 随位移 x 的变化图像可知，电势能先增大后减小，所以电场力 先做负功再做正功，又点电荷只受电场力，所以合外力先做负功再做正功，因此点电荷的速 度先减小后增大，A 错误； B、点电荷带正电，且电场力先做负功再做正功，所以电场强度的方向先向左再向右，空间 电场可能是某正点电荷形成的，B 错误； C、电势能 Ep 随位移 x 的变化的图像斜率表示电场力，所以可知电场力先减小后增大，C 正 确；
2020届高考物理名校试题专题09 静电场的计算题(解析版)
2020年全国大市名校高三期末一模物理试题解析汇编（第一期）静电场的计算题1、（2020·重庆市高三上学期一诊）如图所示，两水平面（虚线）之间的区域存在方向水平向右的匀强电场。
从离该区域上边界高为h 的O 点，沿平行于电场的方向，以相同的速率分别先后向左、右抛出a 、b 两个小球。
a 、b 两小球均带正电，且质量均为m ，a 球带电量为βq ，b 球带电量为q 。
两小球到达电场上边界的位置之间的距离为L ，b 球进入电场后在电场中做直线运动。
忽略a 、b 之间的库仑力，重力加速度为g 。
求：（1）两小球抛出时速度v 0的大小；（2）若β＝1，且a 球进入电场的位置与离开电场的位置在同一竖直线上，求电场上下边界之间的距离； （3）若电场的上下边界之间的距离为3h ，β为何值时可使两小球从同一位置离开电场。
【答案】（1）0v =（2）8h ；（3）7。
【解析】（1）两球进入电场前均做平抛运动，则：212h gt = 02L v t =解得0v =（2）b 球进入电场后在电场中做直线运动，则合力与速度方向共线，即04gt mg h v qE L== a 球进入电场的位置与离开电场的位置在同一竖直线上，则a 球在电场中运动的时间'00122x v v m t a qE === 则电场上下边界间距：'21()82H g t t h h =+-= （3）若电场的上下边界之间的距离为 3h ，则根据04tan gt h v Lθ== 可得a 球离开电场的位置距离O 点正下方35244L L L x =+= B 球在电场中运动的时间T ==对b 球在电场中水平方向：20212x x v T a T =-+ 解得274x gL a h=而 2x qEa m β=解得β=72、（2020·四川省成都市高三一诊）.如图，AB 是竖直面内、圆心在O 点、半径为R 的14光滑绝缘轨道，其B 端切线水平且距水平地面的高度也为R 、OB 连线右侧的空间存在方向竖直向下的匀强电场。
2020年高考物理电场专题测试卷(含答案)
2020年高考物理电场专题测试卷一、单选题（本大题共17小题）1.如图甲所示，Q1、Q2为两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长线上有a、b两点。
一带正电的试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其速度图象如图乙所示。
则()A. 在Q1、Q2之间放置一个点电荷，该点电荷可能处于平衡状态B. 从b到a场强逐渐减小，且a点场强为零C. b点右侧电势逐渐升高D. 在Q1左侧的连线延长线上存在场强为零的点2.真空中一半径为r0的带电金属球，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离，根据电势图象(φ−r图象)，判断下列说法中正确的是()A. 该金属球可能带负电B. A点的电场强度方向由A指向球心C. A点的电场强度小于B点的电场强度D. 电荷量为q的正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做功W=q(φ1−φ2)3.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似，已知静电场的方向平行于x轴，其电势q随x的分布如图所示，一质量m=1.0×10−20kg，带电荷量大小为q=1.0×10−9C的带负电的粒子从(1,0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。
忽略粒子的重力等因素，则()A. x轴左侧的电场强度方向与x轴正方向同向B. x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比E1：E2=2：1C. 该粒子运动的周期T=1.5×10−8sD. 该粒子运动的最大动能E k m=2×10−8J4.如图所示，带电小球A用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，小球A、B的带电量分别为q、Q，将带电小球B固定在匀强电场中，A、B间的距离为r，连线与水平方向的夹角为37°，悬挂小球A的悬线刚好竖直，不计小球的大小，静电力常量为k，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是()A. 小球A一定带正电B. 若匀强电场的场强增加，细线可能向左偏C. 匀强电场的场强为4kq5r2D. 细线拉力一定为mg −3kQq5r 25.如图，在真空中，−Q1、+Q2为固定在x轴上A、B两点的电荷且Q1=4Q2，AB−=BP−=L.a、b、c为P点两侧的三点，且aP=Pb=bc，取无限远电势为零，下说法正确的是()A. 将+q沿X轴从a移至b点，其电势能先增大后减小B. b、c两点电势关系φb>φcC. P点电场强度为零，电势也为零D. a、c两点电场关系E a>E c6.如图所示，水平面MN的上方和下方存在电场强度大小相等、方向分别竖直向下和竖直向上的匀强电场。
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2020年全国大市名校高三期末一模物理试题解析汇编（第一期）
静电场的计算题
1、（2020·重庆市高三上学期一诊）如图所示，两水平面（虚线）之间的区域存在方向水平向右的匀强电场。
从离该区域上边界高为h的O点，沿平行于电场的方向，以相同的速率分别先后向左、右抛出a、b两个小球。
a、b两小球均带正电，且质量均为m，a球带电量为βq，b球带电量为q。
两小球到达电场上边界的位置之间的距离为L，b球进入电场后在电场中做直线运动。
忽略a、b之间的库仑力，重力加速度为g。
求：（1）两小球抛出时速度v0的大小；
（2）若β＝1，且a球进入电场的位置与离开电场的位置在同一竖直线上，求电场上下边界之间的距离；（3）若电场的上下边界之间的距离为3h，β为何值时可使两小球从同一位置离开电场。
2、（2020·四川省成都市高三一诊）.如图，AB是竖直面内、圆心在O点、半径为R的1
4
光滑绝缘轨道，
其B端切线水平且距水平地面的高度也为R、OB连线右侧的空间存在方向竖直向下的匀强电场。
将一质量为m、电荷量为q的带正电小球从轨道A端无初速释放，小球从B端飞出后，在地面上第一次的落点C
距B．若小球可视为质点，重力加速度大小为g。
求：
（1）进入电场前，小球在B端的速度大小及对轨道的压力大小；
（2）匀强电场场强大小。
3、（2020·湖北省荆门市高三元月调考）如图所示，倾角θ=37°的绝缘斜面底端与粗糙程度相同的绝缘水平面平滑连接。
整个装置处于场强大小为E ,方向水平向右的匀强电场之中。
今让一个可视为质点的带电金属块，从斜面顶端由静止开始下滑，已知在金属块下滑到斜面底端的过程中动能增加了6k E ∆=J ，金属块克服摩擦力做功W f =14J ，重力做功W G =24J ，设在整个运动过程中金属块的带电量保持不变。
（取g =10m/s 2；sin37°=0.6,cos37°=0.8）求：
（1）在上述过程中电场力所做的功W 电；
（2）滑块与斜面之间的动摩擦因数μ；
（3）若已知匀强电场的场强E =5×105V/m ，金属块所带的电量q =
17
×10－5C 。
则金属块在水平面上滑行的距离L 2为多长？
4、（2020·福建省厦门市高三上学期期末）在竖直平面内，一带电量为+q ，质量为 m 的小球以一定的初动
能从O点水平向右抛出，未加电场时恰能经过A 点，OA 间距为d，直线OA 与水平方向夹角为30°。
若在空间中加上平行于该竖直平面的匀强电场，第二次将此小球以相同的初动能从O 点沿某方向抛出，恰好也能经过A 点，此时动能为抛出初动能的5倍；保持电场不变，第三次再将此小球以相同的初动能从O 点沿另一方向抛出，小球恰能经过O 点正下方的B点，OB间距为2d，且经过B点动能为小球初动能的9 倍，已知重力加速度为g，求：
（1）小球抛出的初动能E k0
（2）第二次抛出过程中电场力做的功W OA；
（3）匀强电场的大小与方向。
5、（2020·安徽省合肥市168中学高三第四次模拟）如图所示，绝缘长方体B置于水平面上，两端固定一
对平行带电极板，极板间形成匀强电场E.长方体B的上表而光滑，下表面与水平而的动摩擦因数μ=0.05（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同）.B与极板的总质量m B=l.0kg.带正电的小滑块A质量m A=0.60kg，其受到的电场力大小F=l.2N.假设A所带的电量不影响极板间的电场分布t=0时刻，小滑块A从B表面上的a点以相对地面的速度v A=1.6m/s向左运动，同时，B（连同极板）以相对地而的速度v B=0.40m/s向右运动.g取10m/s2，求：
（1）A和B刚开始运动时的加速度大小分别为多少？
（2）若A最远能到达b点，a、b的距离L应为多少？
（3）A从a到b的过程中系统电势能如何变化，变化了多少？。