高考物理二輪復(fù)習(xí)專項突破題09靜電場（解析版）

(二輪復(fù)習(xí)名師經(jīng)驗)09靜電場-2021高考備考絕密題型專項突破題集1．如圖所示，虛線為某電場中的三條電場線1、2、3，實線表示一帶負(fù)電粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，則下列說法中正確的是（）A．粒子在a點(diǎn)的加速度大小大于在b點(diǎn)的加速度大小B．粒子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能C．粒子在a點(diǎn)的速度大小大于在b點(diǎn)的速度大小D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢【答案】：B【解析】：A．電場線越密處場強(qiáng)越大，電場力越大，粒子的加速度越大，所以粒子在a點(diǎn)的加速度大小小于在b點(diǎn)的加速度大小，A錯誤；BCD．粒子受力指向軌跡凹面，大致向右，所以粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場力做正功，電勢能減小，動能增大，故粒子在a點(diǎn)的速度大小小于在b點(diǎn)的速度大小。因為粒子帶負(fù)電，受力方向與電場方向相反，所以電場強(qiáng)度方向大致向左，根據(jù)沿著電場線方向電勢降低，所以a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢，B正確，CD錯誤，故選B。2．關(guān)于電場和磁場，下列說法中正確的是（）A．電荷在某處不受電場力的作用，則該處電場強(qiáng)度一定為零B．電場中某一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E與放在該點(diǎn)的試探電荷受到的電場力F成正比，與試探電荷的電量q成反比C．磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與放在該點(diǎn)的電流元受到的磁場力的方向相同D．磁場中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度用放在該點(diǎn)的一段電流元受到的磁場力與電流元的比值表示【答案】：A【解析】：A．電荷在電場中某處不受電場力，可知電場強(qiáng)度為零，故A正確；B．根據(jù)SKIPIF1<0可知，電場強(qiáng)度E與F及q均沒有關(guān)系，它屬于比值定義，故B錯誤；C．根據(jù)左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與安培力的方向垂直，故C錯誤；D．通過電流元垂直放置于磁場中所受磁場力與電流元的比值來定義磁感應(yīng)強(qiáng)度，故D錯誤，故選A。3．對物理學(xué)史、物理思想和方法等，下列說法中正確的是()A．由電容公式C＝SKIPIF1<0可知，電容C與電容器兩端的電荷量Q成正比，與電容器兩端的電壓U成反比B．法國物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉嶒灠l(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫侖定律，并測出了靜電力常量k的值C．“點(diǎn)電荷”、“總電阻”、“電場強(qiáng)度”概念的提出應(yīng)用了等效替代的方法D．法拉第首先引入電場線和磁感線，極大地促進(jìn)了他對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的研究，并總結(jié)了電磁感應(yīng)定律E＝nSKIPIF1<0【答案】：C【解析】：A．電容器的電容量C是電容器的固有特性，與其所容納的電荷量Q和端電壓U的大小無關(guān)，A錯誤；B．法國物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉嶒灠l(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫侖定律，并測出了靜電力常量k的值，B正確；C．“點(diǎn)電荷”是理想模型法，“電場強(qiáng)度”是比值定義法，“總電阻”應(yīng)用了“等效替代”的方法，C錯誤；D．法拉第首先引入電場線和磁感線，極大地促進(jìn)了他對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的研究，是紐曼和韋伯總結(jié)了電磁感應(yīng)定律，D錯誤。故選B。4．如圖所示，在某勻強(qiáng)電場中，有一個與電場方向平行的圓面，SKIPIF1<0為圓心，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0為圓周上的三點(diǎn)。一群速率相同的電子從圓周上SKIPIF1<0點(diǎn)沿不同方向射入圓形區(qū)域，電子將經(jīng)過圓周上的不同點(diǎn)，其中經(jīng)過SKIPIF1<0點(diǎn)的速率最大，電子間的相互作用和空氣阻力均不計，則該勻強(qiáng)電場方向為（）A．沿SKIPIF1<0方向 B．沿SKIPIF1<0方向 C．沿SKIPIF1<0方向 D．沿SKIPIF1<0方向【答案】：C【解析】：在圓周上，電子經(jīng)過C點(diǎn)的速率最大，動能最大，則電勢能最小，因電子帶負(fù)電，所以C點(diǎn)的電勢最高，電場線方向一定垂直C點(diǎn)的切線，由高電勢指向低電勢，故電場方向沿CO方向，故C正確，ABD錯誤，故選C。5．如圖所示，a、b、c、e是某勻強(qiáng)電場中的四個點(diǎn)，它們正好是一個邊長為0.2m的菱形的四個頂點(diǎn)，且∠b=120°，直線ab平行于直線dc，e為dc中點(diǎn)。已知a點(diǎn)的電勢為1V，b點(diǎn)的電勢為-3V，e點(diǎn)的電勢為5V，下列說法正確的是（）A．該電場方向為從c點(diǎn)指向b點(diǎn)B．c點(diǎn)的電勢為-7VC．該電場的電場強(qiáng)度大小為40V/mD．帶電荷量為0.1C的負(fù)電荷從d點(diǎn)移動到c點(diǎn)，電場力對該負(fù)電荷做的功為0.8J【答案】：C【解析】：AB．已知a點(diǎn)的電勢為1V，b點(diǎn)的電勢為-3V，e點(diǎn)的電勢為5V，c點(diǎn)的電勢滿足SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0則ac連線為等勢面，則場強(qiáng)方向沿eb方向，選項AB錯誤；C．該電場的電場強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0選項C正確；D．帶電荷量為0.1C的負(fù)電荷從d點(diǎn)移動到c點(diǎn)，電場力對該負(fù)電荷做的功為SKIPIF1<0選項D錯誤，故選C。6．如圖所示，一個不帶電的金屬導(dǎo)體P正在向帶正電的小球Q緩慢靠近，但不接觸，也沒有發(fā)生放電現(xiàn)象，則下列說法正確的是（）A．導(dǎo)體P的左端感應(yīng)出正電荷，導(dǎo)體P的右端感應(yīng)出負(fù)電荷B．導(dǎo)體P上的感應(yīng)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)始終大于在B點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)C．導(dǎo)體P上的C點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)電勢D．若手不小心觸碰了一下導(dǎo)體B端，則導(dǎo)體P上的正電荷轉(zhuǎn)移到了大地中【答案】：B【解析】：A．導(dǎo)體P處在正電荷的電場中，由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體的右端B要感應(yīng)出正電荷，導(dǎo)體的左端C會出現(xiàn)負(fù)電荷，故A錯誤；B．點(diǎn)電荷激發(fā)的電場公式SKIPIF1<0，C點(diǎn)據(jù)場源電荷Q近，Q激發(fā)的電場也大，而靜電平衡后各點(diǎn)合場強(qiáng)為0，故導(dǎo)體P上的感應(yīng)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)始終大于在B點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)，故B正確；C．靜電平衡后，導(dǎo)體是等勢體，BC處在同一個等勢體上，電勢相等，故C錯誤；D．若手不小心觸碰了一下導(dǎo)體B端，人體與大地相連，則導(dǎo)體P與大地構(gòu)成新的導(dǎo)體，則大地是遠(yuǎn)端且為0電勢點(diǎn)，大地中的電子轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體P上，故D錯誤，故選B。7．如圖所示，豎直平面內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場，M和N點(diǎn)在同一電場線上。兩個質(zhì)量相等的帶正電荷的粒子以相同的速度v0分別從M和N點(diǎn)同時垂直進(jìn)入電場，已知兩粒子都能經(jīng)過P點(diǎn)。不計兩粒子的重力和粒子間的庫侖力，則在此過程中，下列說法正確的是（）

A．從N點(diǎn)進(jìn)入的粒子先到達(dá)P點(diǎn)B．從M點(diǎn)進(jìn)入的粒子先到達(dá)P點(diǎn)C．兩粒子在到達(dá)P點(diǎn)的過程中電勢能都減少D．從M點(diǎn)進(jìn)入的粒子的電荷量大于從N點(diǎn)進(jìn)入的粒子的電荷量【答案】：C【解析】：AB．兩粒子進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動，因為重力不計，豎直方向勻速，水平向左勻加速，由圖可知兩粒子與P點(diǎn)的豎直距離相同，設(shè)為y，則運(yùn)動到P點(diǎn)的時間為SKIPIF1<0即兩個粒子同時到達(dá)P點(diǎn)，故A、B錯誤；C．兩粒子都帶正電，電場力向左，且水平方向向左勻加速運(yùn)動，故電場力做正功，電勢能都減小，故C正確；D．由圖可知，從M點(diǎn)進(jìn)入的粒子，其水平方向的位移較小，根據(jù)SKIPIF1<0運(yùn)動時間t相同，則從M點(diǎn)進(jìn)入的粒子加速度較小，根據(jù)SKIPIF1<0可知兩個粒子的質(zhì)量相同，又在同一電場，即E相同，故從M點(diǎn)進(jìn)入的粒子的電荷量較小，故D錯誤，故選C。8．如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離后（）A．P點(diǎn)的電勢將升高B．帶點(diǎn)油滴的電勢能將增大C．電容器的電容減小，則極板帶電量將減小D．帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動【答案】：BC【解析】：A．將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，由于電容器兩板間電壓不變，根據(jù)SKIPIF1<0得知板間場強(qiáng)減小，而P點(diǎn)與下極板間的距離不變，則由SKIPIF1<0分析可知，P點(diǎn)與下極板間電勢差將減小，而P點(diǎn)的電勢高于下極板的電勢，則知P點(diǎn)的電勢將降低，故A錯誤；B．由帶電油滴原來處于平衡狀態(tài)可知，油滴帶負(fù)電，P點(diǎn)的電勢降低，則油滴的電勢能將增加，故B正確；C．根據(jù)電容的定義式SKIPIF1<0電容器與電源保持相連，則U不變，當(dāng)C減小，則Q也減小，故C正確；D．由于板間場強(qiáng)減小，油滴所受的電場力減小，則油滴將向下運(yùn)動，故D錯誤。故選BC。9．沿電場中某條電場線方向建立SKIPIF1<0軸，該電場線上各點(diǎn)電場強(qiáng)度SKIPIF1<0隨SKIPIF1<0的變化規(guī)律如圖所示，坐標(biāo)軸上的點(diǎn)0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0分別與SKIPIF1<0軸上SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0四點(diǎn)相對應(yīng)，相鄰兩點(diǎn)間距相等。一個帶正電的粒子從SKIPIF1<0點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動到SKIPIF1<0點(diǎn)的動能為SKIPIF1<0，僅考慮電場力作用，則下列說法正確的是（）

A．從SKIPIF1<0點(diǎn)到SKIPIF1<0點(diǎn)，電勢先升高后降低B．粒子先做勻加速運(yùn)動，后做變加速運(yùn)動C．粒子運(yùn)動到SKIPIF1<0點(diǎn)時動能大于SKIPIF1<0D．粒子在SKIPIF1<0段電勢能減少量大于SKIPIF1<0段電勢能減少量【答案】：CD【解析】：A．從SKIPIF1<0點(diǎn)到SKIPIF1<0點(diǎn)，電場強(qiáng)度方向保持不變，由于開始場強(qiáng)方向沿x軸正方向，所以沿電場線方向電勢逐漸降低，則從SKIPIF1<0點(diǎn)到SKIPIF1<0點(diǎn)，電勢逐漸降低，所以A錯誤；B．由圖像可知場強(qiáng)先增大后減小，則電場力也是先增大后減小，所以粒子的加速度先增大后減小，一直做變加運(yùn)動，則B錯誤；C．由圖像可知圖像的面積表示電勢差，則有UOC>3UOA由動能定理有SKIPIF1<0SKIPIF1<0由上幾式可得SKIPIF1<0所以粒子運(yùn)動到SKIPIF1<0點(diǎn)時動能大于SKIPIF1<0，則以正確；D．粒子在SKIPIF1<0段圖像的面積大于SKIPIF1<0段圖像的面積，則UAB>UBC，所以粒子在SKIPIF1<0段電勢能減少量大于SKIPIF1<0段電勢能減少量，則D正確，故選CD。10．如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，有邊長為5cm的等邊三角形ABC，三角形所在平面與勻強(qiáng)電場的電場線平行O點(diǎn)為該三角形的中心，三角形各頂點(diǎn)的電勢分別為SKIPIF1<0=2V、SKIPIF1<0=4V、SKIPIF1<0=6V，下列說法正確的是（）A．O點(diǎn)電勢為零B．勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為80V/m，方向由C指向AC．將電子由C點(diǎn)移到A點(diǎn)，電子的電勢能增加了4eVD．在三角形ABC外接圓的圓周上電勢最高點(diǎn)的電勢為6V【答案】：BC【解析】：AB．由于在勻強(qiáng)電場中，則電勢均勻變化，即AC中點(diǎn)處電勢為4V，設(shè)該點(diǎn)為D點(diǎn)，如圖所示。由于B點(diǎn)電勢為4V，則BD為電勢為4V的等勢線，所以O(shè)點(diǎn)電勢應(yīng)該為4V；場強(qiáng)方向垂直于BD斜向上SKIPIF1<0方向從C到A；選項A錯誤，B正確；C．因為SKIPIF1<0明將電子由C點(diǎn)移到A點(diǎn)電勢能增加了4eV，C正確；D．在三角形ABC外接圓的圓周上，電勢最高點(diǎn)的點(diǎn)不是C點(diǎn)，最高點(diǎn)的電勢不是6V，選項D錯誤。故選BC。11．如圖所示，長l=1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中，繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10﹣6C，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)小球所受電場力F的大??；(2)小球的質(zhì)量m；(3)剪斷細(xì)線時，小球的加速度多大?！敬鸢浮浚?1)3.0×10-3N；(2)SKIPIF1<0；(3)SKIPIF1<0【解析】：(1)電荷所受電場力F的大小為F=Eq=3.0×103×1.0×10﹣6N=3.0×10﹣3N正電荷的受力方向與場強(qiáng)方向相同，故力的方向向右。(2)由平衡條件可得F=mgtan37°解得m=4×10-4kg(3)剪斷細(xì)線時，小球受到的合力為SKIPIF1<0小球的加速度SKIPIF1<012．如圖，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道ABCD，其中斜面AB與圓心為O，半徑為R的圓弧軌道相切于B點(diǎn)，C、D分別為圓弧軌道的最低點(diǎn)、最右點(diǎn)，OB與OC夾角SKIPIF1<0=30°，在OC所在直線的右側(cè)有沿水平向右的勻強(qiáng)電場。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從與B點(diǎn)相距為4R的A點(diǎn)靜止釋放，小球沿軌道滑下。已知場強(qiáng)大小SKIPIF1<0，重力加速度大小為g。求：（1）小球從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)所用的時間；（2）小球到達(dá)D點(diǎn)時的速度大??；（3）小球在圓弧軌道上運(yùn)動的過程中，軌道對小球支持力的最大值Fm。【答案】：（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0；（3）SKIPIF1<0【解析】：（1）由幾何關(guān)系可知斜面AB與水平方向成30°角，設(shè)小球從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)所用的時間為t，則SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）由動能定理得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（3）由機(jī)械能守恒可知小球能夠運(yùn)動到圓弧軌道的最高點(diǎn)，小球在D點(diǎn)以上位置的速度小于D點(diǎn)以下位置的速度；小球在圓弧軌道上做變速圓周運(yùn)動，受到重力、電場力和軌道支持力三個力的作用，三個力沿軌道半徑分力的合力即是小球所受的法向力；設(shè)小球運(yùn)動到圓弧軌道某處時和O點(diǎn)連線與OC的夾角為SKIPIF1<0，速度為v，則由動能定理得SKIPIF1<0整理得SKIPIF1<0即SKIPIF1<0其中SKIPIF1<0，很明顯，SKIPIF1<0的最大值為SKIPIF1<0；此時重力、電場力沿半徑方向的分力為SKIPIF1<0SKIPIF1<0所以軌道的最大支持力為SKIPIF1<013．如圖所示，長l=1m的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，繩與豎直方向的夾角SKIPIF1<0=37°。已知小球的質(zhì)量m=0.2kg，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E=100N/C，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)求小球所帶電荷量及電性；(2)若將電場強(qiáng)度方向突然改成豎直向上，大小不變，求小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時受到細(xì)繩的拉力大小?！敬鸢浮浚?1)1.5×10-2C；正電；(2)0.7N【解析】：(1)小球受到的電場力方向與電場強(qiáng)度方向相同，所以小球帶正電荷；對小球受力分析有SKIPIF1<0=tan37°解得q=1.5×10-2C(2)若將電場強(qiáng)度方向突然改成豎直向上，大小不變，小球從圖示位置運(yùn)動到最低點(diǎn)過程中，根據(jù)動能定理有(mg-qE)l(1-cos37°)=SKIPIF1<0小球在最低點(diǎn)時有T-mg+qE=SKIPIF1<0解得T=0.7N14．如圖所示，在同一條豎直線上，有電荷量均為Q的A、B兩個正點(diǎn)電荷；GH是它們連線的垂直平分線。另有一個帶電小球C，質(zhì)量為m、電荷量為+q（可視為點(diǎn)電荷），被長為L的絕緣輕細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，現(xiàn)在把小球C拉起到M點(diǎn)，使細(xì)線水平且與A、B處于同一豎直面內(nèi)，由靜止開始釋放，小球C向下運(yùn)動到GH線上的N點(diǎn)時剛好速度為零，此時細(xì)線與豎直方向的夾角θ=30°。已知重力加速度為g，試求：(1)在A、B所形成的電場中，M、N兩點(diǎn)間的電勢差；(2)若N點(diǎn)與A、B兩個點(diǎn)電荷所在位置正好形成一個邊長為R的正三角形，則小球運(yùn)動到N點(diǎn)瞬間，細(xì)線對小球的拉力FT的大?。ㄒ阎o電力常量為k）?！敬鸢浮浚海?）