部分物理模擬試題解析匯編專(zhuān)題 靜電場(chǎng)

1、專(zhuān)題7 靜電場(chǎng)甲 乙1（2013·北京東城二模，20題）如圖所示，圖甲中MN為足夠大的不帶電薄金屬板，在金屬板的右側(cè)，距離為d的位置上放入一個(gè)電荷量為+q的點(diǎn)電荷O，由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場(chǎng)分布。P是金屬板上的一點(diǎn)，P點(diǎn)與點(diǎn)電荷O之間的距離為r，幾位同學(xué)想求出P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，但發(fā)現(xiàn)問(wèn)題很難。幾位同學(xué)經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，從圖乙所示的電場(chǎng)得到了一些啟示，經(jīng)過(guò)查閱資料他們知道：圖甲所示的電場(chǎng)分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場(chǎng)分布是一樣的。圖乙中兩異號(hào)點(diǎn)電荷電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線。由此他們分別對(duì)P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向和大小做出以下判斷，其中正確的是A

2、方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷的連線向左，大小為 B方向沿P點(diǎn)和點(diǎn)電荷的連線向左， 大小為 C方向垂直于金屬板向左，大小為 D方向垂直于金屬板向左，大小為 【答案】C【解析】電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其合成遵守平行四邊形定則，由圖乙可知對(duì)應(yīng)圖甲中P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向水平向左，由題意可知圖甲所示的電場(chǎng)分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場(chǎng)分布是一樣的，故選項(xiàng)C正確。2（2013·北京朝陽(yáng)二模，19題）如圖所示，一個(gè)電荷量為-Q的點(diǎn)電荷甲，固定在絕緣水平面上的O點(diǎn)。另一個(gè)電荷量為+q、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙，從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為v，且為運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的最小值。已知點(diǎn)電荷乙受到的阻

3、力大小恒為f，AB間距離為L(zhǎng)0，靜電力常量為k，則下列說(shuō)法正確的是A點(diǎn)電荷乙從A點(diǎn)向甲運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度逐漸增大B點(diǎn)電荷乙從A點(diǎn)向甲運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其電勢(shì)能先增大再減小COB間的距離為D在點(diǎn)電荷甲形成的電場(chǎng)中，AB間電勢(shì)差【答案】C【解析】滑動(dòng)摩擦力的大小方向不變，甲乙靠近過(guò)程中庫(kù)侖力逐漸增大，乙在運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)之前，有f -F庫(kù)=ma，因此乙做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)速度最小時(shí)有： f=F庫(kù)=k，所以解得：r=，故C正確；在乙向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力一直做正功，因此電勢(shì)能一直減小，故B錯(cuò)誤；乙從A運(yùn)動(dòng)B過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有：UABq-fL0=mv2-m，所以解得AB間電勢(shì)差，故D錯(cuò)誤

4、故選C3（2013·北京通州二模，19題）空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)在x軸上分布如圖所示，x軸上兩點(diǎn)B、C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上的分量分別是EBx、Ecx，下列說(shuō)法中正確的有 AB、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小EBxEcx BEBx的方向沿x軸正方向 C電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x方向上的分量最大 D負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功【答案】D【解析】在B點(diǎn)和C點(diǎn)附近分別取很小的一段d，由圖象，B點(diǎn)段對(duì)應(yīng)的電勢(shì)差大于C點(diǎn)段對(duì)應(yīng)的電勢(shì)差，將電場(chǎng)看做勻強(qiáng)電場(chǎng)有E=，可見(jiàn)EBxECx，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同理可知O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力最小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，在O點(diǎn)左側(cè)，

5、EBx的方向沿x軸負(fù)方向，在O點(diǎn)右側(cè)，ECx的方向沿x軸正方向，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確故選D【本題的入手點(diǎn)在于如何判斷EBx和ECx的大小，由圖象可知在x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取極小的一段，可以把此段看做是勻強(qiáng)電場(chǎng)，用勻強(qiáng)電場(chǎng)的處理方法思考，從而得到結(jié)論，此方法為微元法】MNab4（2013·北京東城區(qū)高三聯(lián)考，9題）如圖8所示，直線MN是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線（方向未畫(huà)出）。虛線是一帶電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下，由a到b的運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡為一拋物線。下列判斷正確的是A電場(chǎng)線MN的方向一定是由N指向MB帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中動(dòng)能一定逐漸減小C帶電粒子

6、在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能D帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度【答案】 C【解析】由于帶電粒子的電性不確定，所以電場(chǎng)線的方向不確定，A錯(cuò)誤；帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，只受電場(chǎng)力的作用，由軌跡的彎曲方向知電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，故B錯(cuò)誤C正確；由于僅給出一條電場(chǎng)線，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系不確定，D錯(cuò)誤。5.（2013·北京西城一模，18題）Oxr如右圖所示，正電荷Q均勻分布在半徑為r的金屬球面上，沿x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電勢(shì)分別用E和表示。選取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，下列關(guān)于x軸上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E或電勢(shì)隨位置x的變化關(guān)系圖，正確的是OxErE0AOxE

7、BOxr0COxDrE0r【答案】C【解析】由于正電荷Q均勻分布在半徑為r的金屬球面上，則金屬球處于靜電平衡狀態(tài)，金屬球內(nèi)部的電場(chǎng)處處為0，即O至r對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0 ，排除選項(xiàng)AB；又因?yàn)樘幱陟o電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，表面是個(gè)等勢(shì)面，且無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0可知O至r對(duì)應(yīng)的電勢(shì)為一大于0的常數(shù)，r至無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)逐漸降低，趨近于0.故本題應(yīng)選C。6（2013·北京石景山一模，18題）帶有等量異種電荷的兩平行金屬板水平放置，a、b、c三個(gè)粒子（重力忽略不計(jì)）先后從同一點(diǎn)O垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其中b恰好沿下極板的邊緣飛出電場(chǎng)。下列說(shuō)法正確的是Ab在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大

8、于a在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)問(wèn)Bb在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于c在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間C進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)c的速度最大，a的速度最小Da打在負(fù)極板上時(shí)的速度與b飛離電場(chǎng)時(shí)的速度大小相等【答案】C【解析】a、b兩個(gè)粒子在電場(chǎng)中沿電場(chǎng)的方向上的位移相同，由h=at2可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間也相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤b和c在電場(chǎng)中沿電場(chǎng)的方向的位移不同，所以在電場(chǎng)中飛行的時(shí)間也就不同，由h=at2可知，c粒子在電場(chǎng)中飛行的時(shí)間最短，而在水平方向飛行的距離最大，所以c的速度最大，a、b兩粒子飛行時(shí)間相等，a的水平位移最小，所以a的速度最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤C正確。由能量的轉(zhuǎn)化和守恒可知，三個(gè)粒子的動(dòng)能的增加即為電場(chǎng)力對(duì)粒子所做的功，三個(gè)粒子受到的電場(chǎng)力

9、相同，在電場(chǎng)力的方向上，誰(shuí)的位移大，電場(chǎng)力對(duì)誰(shuí)做的功就大，所以對(duì)a、b兩粒子做的功相等，由于a、b兩粒子的初動(dòng)能不同，故飛離電場(chǎng)時(shí)a、b兩粒子的速度大小不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7（2013·北京石景山一模，20題）如圖所示，某點(diǎn)O處固定一點(diǎn)電荷+Q，一電荷量為-q1的點(diǎn)電荷以O(shè)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，另一電荷量為-q2的點(diǎn)電荷以O(shè)為焦點(diǎn)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，兩軌道相切于P點(diǎn)。兩個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷的質(zhì)量相等，它們之間的靜電引力和萬(wàn)有引力均忽略不計(jì)，且q1> q2。當(dāng)-q1、-q2經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度大小分別為v1、v2，加速度大小分別為a1、a2，下列關(guān)系式正確的是Aa1=a2 Ba1<a2 Cv1=

10、v2 Dv1>v2【答案】D【解析】在P點(diǎn)時(shí)，兩電荷受力均為庫(kù)侖力,分別為F1= ,F2= q1q2F1F2由牛頓第二定律F=ma，因?yàn)閙相同，所以a1a2，所以AB均錯(cuò)誤在P點(diǎn)有a= ，a1a2 V1V2所以C錯(cuò)誤，D正確故此題應(yīng)選D8（2013·北京豐臺(tái)一模，19題）光滑水平面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域處在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與正方形一邊平行。一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球由某一邊的中點(diǎn)，以垂直于該邊的水平初速v0進(jìn)入該正方形區(qū)域。當(dāng)小球再次運(yùn)動(dòng)到該正方形區(qū)域的邊緣時(shí)，具有的動(dòng)能不可能為A B C D 【答案】B 【解析】如圖所示，若電場(chǎng)的方向平行于AB向

11、左，小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)BD邊時(shí)，速度可能為0，所以動(dòng)能可能為0，若速度減到0還未到達(dá)另一邊緣，那將回頭做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理，電場(chǎng)力做功為0，動(dòng)能不變，選項(xiàng)A正確若電場(chǎng)的方向平行于AB向右，小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)BD邊時(shí)，電場(chǎng)力做功qEL，末動(dòng)能為，選項(xiàng)D正確。若電場(chǎng)的方向平行于AC向上或向下，小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)位移最大為，根據(jù)動(dòng)能定理，電場(chǎng)力做功最多為qE，最大動(dòng)能為qE+mv02，選項(xiàng)C正確。本題應(yīng)選B 。 9.（2013·北京東城一模，19題）a、b是x軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為Q1和Q2，沿x軸a、b之間各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電

12、勢(shì)高 低如圖中曲線所示.從圖中可看出以下說(shuō)法中不正確的是A.把帶正電的檢驗(yàn)電荷沿x軸由a移到b的過(guò)程中，電場(chǎng) 力對(duì)該電荷先做正功后做負(fù)功B.a、p間和p、b間各點(diǎn)的電場(chǎng)方向都指向P點(diǎn)C.電勢(shì)最低的p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零D.a和b 一定是同種電荷，但是不一定是正電荷【答案】D【解析】P點(diǎn)切線斜率為零，而-x圖線的切線斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，則P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零兩電荷在P點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，P點(diǎn)距離Q1較遠(yuǎn)，根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式知，Q1的電量大于Q2的電量從坐標(biāo)x1到x2電勢(shì)先減小后增大，因?yàn)檠仉妶?chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，知Q1和Q2一定是同種電荷，且都為正電荷 P點(diǎn)的左側(cè)電場(chǎng)方向向右，P點(diǎn)的右側(cè)電場(chǎng)方向向左

13、，知正電荷所受的電場(chǎng)力先向右后向左，電場(chǎng)力先做正功再做負(fù)功故只有選項(xiàng)D錯(cuò)誤ab10.（2013·北京大興一模，19題） 圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是 a、b兩點(diǎn)電勢(shì)的高低 帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向 產(chǎn)生該電場(chǎng)的點(diǎn)電荷的電性 帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較大 A B. C. D. 【答案】D【解析】由于帶電粒子的電性無(wú)法確定，所以也無(wú)法確定場(chǎng)源電荷的電性，故電場(chǎng)線的方向不確定，不可選，排除選項(xiàng)ABC，由軌跡的彎曲方向可知粒子所受電場(chǎng)

14、力的方向，由a至b電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，選項(xiàng)D正確。11（2013·北京朝陽(yáng)一模，20題）空間存在著平行于x軸方向的靜電場(chǎng)，其電勢(shì)j隨x的分布如圖所示，A、M、O、N、B為x軸上的點(diǎn)，|OA|OB|，|OM|=|ON|。一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)力作用下從M點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿x軸向右運(yùn)動(dòng)，則下列判斷中正確的是A粒子一定帶正電B粒子從M向O運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受電場(chǎng)力均勻增大C粒子一定能通過(guò)N點(diǎn)D粒子從M向O運(yùn)動(dòng)過(guò)程電勢(shì)能逐漸增加【答案】C【解析】由電勢(shì)j隨x的分布圖可知電勢(shì)隨x均勻變化，則可知電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，且O點(diǎn)左側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于右側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度，左側(cè)場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)向，右側(cè)場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸

15、正向，由于帶電粒子在電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)力作用下從M點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿x軸向右運(yùn)動(dòng)，故粒子一定帶負(fù)電，粒子從M向O運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受電場(chǎng)力不變，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，粒子從O向N運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受電場(chǎng)力做負(fù)功，做減速運(yùn)動(dòng)，由于|OA|OB|，|OM|=|ON|，故粒子一定能通過(guò)N點(diǎn)，故只有選項(xiàng)C正確。12（2013·北京東城區(qū)高三聯(lián)考，18題）（8分）如圖17，A、B兩點(diǎn)所在的圓半徑分別為r1和r2,這兩個(gè)圓為同心圓，圓心處有一帶電為+Q的點(diǎn)電荷，內(nèi)外圓間的電勢(shì)差為U，一電子僅在電場(chǎng)力作用下由A運(yùn)動(dòng)到B，電子經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度為v，若電子質(zhì)量為m,帶電荷量為e，求：（1）電子經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度大小（2

16、）電子在A點(diǎn)時(shí)的速度大小v0【答案】見(jiàn)解析 【解析】（1）電子在B點(diǎn)受到的庫(kù)侖力大小為2分電子在該處的加速度為 2分（2）電子由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：， 2分解得： 2分圖11+qE13（2013·北京海淀一模，22題）（16分）如圖11所示，質(zhì)量m=2.0×10-4kg、電荷量q=1.0×10-6C的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的電場(chǎng)強(qiáng)度為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。取g=10m/s2。（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E1的大小和方向；（2）在t=0時(shí)刻，勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小突然變?yōu)镋2=4.0×103N/C，且方向不變。求在t=0.20s時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力做的功；（

17、3）在t=0.20s時(shí)刻突然撤掉電場(chǎng)，求帶電微粒回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。【答案】見(jiàn)解析【解析】（1）設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，則 Eq=mg2分 E=N/C=2.0×103N/C，方向向上2分（2）在t=0時(shí)刻，電場(chǎng)強(qiáng)度突然變化為E2=4.0×103N/C，設(shè)微粒的加速度為a，在t=0.20s時(shí)間內(nèi)上升高度為h，電場(chǎng)力做功為W，則q E2-mg=ma1 2分 解得：a1=10m/s2 2分 解得：h=0.20m W=qE2h2分 解得：W=8.0×10-4J1分（3）設(shè)在t=0.20s時(shí)刻突然撤掉電場(chǎng)時(shí)粒子的速度大小為v，回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Ek，則 v=at2分Ek=mgh+2分 解得：Ek=8.0×10-4J1分14.（2013·北京大興一模，22題）（16分） 如圖甲所示，電荷量為q=1×10-4C的帶正電的小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在方向沿水平向右的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小與時(shí)間