2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第4期）专题07 静电场

2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第4期）专题07 静电场

‎2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第4期）专题07 静电场 ‎ ‎1．(2020北京朝阳区期末)如图所示，充电的平行板电容器两板间形成匀强电场，以A点为坐标原点，AB方向为位移x的正方向，能正确反映电势φ随位移x变化的图像是 A B C D ‎2.（2020安徽无为四校联考）如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化的情况．在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是(　　)‎ 答案：A 解析：由电容器的电容决定式，C=，C与d成反比，‎ 能正确反映C与d之间变化规律的图象是A。‎ ‎3．（2020山东济南外国语学校测试）如图所示，a、b是x轴上关于O点对称的两点，c、d是y轴上关于O点对称的两点，c、d两点分别固定一等量异种点电荷，带负电的检验电荷仅在电场力作用下从a点沿曲线运动到b点，E为第一象限内轨迹上的一点，以下说法正确的是（ ）‎ A．c点的电荷带正电 B．a点电势高于E点电势 C．E点场强方向沿轨迹在该点的切线方向 D．检验电荷从a到b过程中，电势能先增加后减少 ‎4．（2020江苏阜宁中学月考）如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB 中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是（ ）‎ A．若小球带正电，当A B间距增大时，小球打在N的右侧 B．若小球带正电，当A B间距减小时，小球打在N的左侧 C．若小球带负电，当A B间距减小时，小球可能打在N的右侧 D．若小球带负电，当A B间距增大时，小球可能打在N的左侧 答案：BC ‎5. （2020安徽无为四校联考）如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是(　　)‎ A. 板间电场强度大小为mg/q B．板间电场强度大小为mg/2q C．质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等 D．质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间 ‎6．（6分）(2020北京朝阳区期末)用两根长度均为L的绝缘细线各系一个小球，并悬挂于同一点。已知两小球质量均为m，当它们带上等量同种电荷时，两细线与竖直方向的夹角均为θ，如图所示。若已知静电力常量为k，重力加速度为g。求：‎ ‎（1）小球所受拉力的大小；‎ ‎（2）小球所带的电荷量。‎ 解答：‎ ‎（1）对小球进行受力分析，如图所示。‎ mg F T 设绳子对小球的拉力为T，（3分）‎ ‎（2）设小球在水平方向受到库仑力的大小为F，‎ ‎ 又因为： （3分）‎ 所以。‎ ‎7.(2020陕西神木名校测试)如下图所示，A、B为两块足够大的平行金属板，两板间距离为d，接在电压为U的电源上．在A板的中央P点处放置一个电子放射源，可以向各个方向释放电子．设电子的质量为m、电荷量为e，射出的初速度为v.求电子打在B板上的区域面积．‎ 解析：打在最边缘处的电子，将是类平抛运动的电子，在垂直电场方向做匀速运动，即r＝vt 在平行电场方向做初速度为零的匀加速运动，即d＝at2‎ 其中，a＝＝，则t＝d 将r＝vt代入得r＝v·d 由于电子运动的对称性，打在B板上的电子的分布范围是圆形区域．‎ 圆面积S＝πr2＝ 答案： ‎8．（14分）（2020辽宁大连测试）如图所示，在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆，AB是一条直径，空间有匀强电场场强大小为E，方向与水平面平行。在圆上A点有一发射器，以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+q的小球，小球会经过圆周上不同的点，在这些点中，经过C点的小球的动能最大。由于发射时刻不同时，小球间无相互作用。已知∠CAB =α=30°，求：‎ ‎（1）电场的方向与AC间的夹角为多大？‎ ‎（2）若小球在A点的初速度与电场方向垂直，则小球恰能落到C点，则初动能为多大？‎ ‎9．（16分）（2020江苏苏南四校联考）如图（甲）所示，在场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中存在着一半径为R的圆形区域，O点为该圆形区域的圆心，A点是圆形区域的最低点，B点是圆形区域最右侧的点．在A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强方向向右的正电荷，电荷的质量为m、电量为q，不计电荷重力、电荷之间的作用力．‎ ‎（1）若某电荷的运动轨迹和圆形区域的边缘交于P点，如图（甲）所示，∠POA=θ，求该电荷从A点出发时的速率．‎ ‎（2）若在圆形区域的边缘有一接收屏CBD，如图（乙）所示，C、D分别为接收屏上最边缘的两点，∠COB=∠BOD=30°．求该屏上接收到的电荷的最大动能和最小动能．‎ 最大动能为：‎ EkC=Eq(R-Rcosθ)+m v‎0C2 = EqR (5-3cos120°) = EqR （3分）‎ ‎10、（9分）（2020山东泰安宁阳12月质检）如图所示，虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距也为L处有一与电场E2平行的屏．现将一电子（电荷量e,质量为m）无初速度放入电场E1中的A点，最后打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O,求：‎ ‎(1)电子从释放到打到屏上所用的时间；‎ ‎(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值tanθ；‎ ‎(3) 电子打到屏上的点P到O点的距离x.‎ ‎11．（17分）(2013成都石室质检)如图所示，长L＝‎1.2 ‎m、质量M＝‎3 kg的木板放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m＝‎1 kg、带电荷量q＝＋2.5×10－‎4 C的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.1，所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E＝4.0×104 N/C的匀强电场．现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F＝10.8 N. 取g＝‎10 m/s2，斜面足够长．设图示位置木板和物块的速度均为零。求：‎ ‎(1)物块离开木板时木板获得的动能。‎ ‎(2)物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能。‎ ‎11．（17分）解析： (1)物块向下做加速运动，设其加速度为a1，木板的加速度为a2，‎ 则由牛顿第二定律 对物块：mgsin37°－μ(mgcos37°＋qE)＝ma1‎ a1=‎4.2m/s2 3分 对木板：Mgsin37°＋μ(mgcos37°＋qE)－F＝Ma2 ‎ a2=‎3m/s2 3分 又a1t2－a2t2＝L ‎12．（16分）（2020安徽宿州泗县质检）在动摩擦因数m＝0.2的粗糙绝缘足够长的水平滑漕中，长为‎2L的绝缘轻质细杆两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B，如图为俯视图（槽两侧光滑）。A球的电荷量为＋2q，B球的电荷量为－3q（均可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力）。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内，已知虚线MP恰位于细杆的中垂线，MP和NQ的距离为‎3L，匀强电场的场强大小为E＝1.2mg/q，方向水平向右。释放带电系统，让A、B从静止开始运动（忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响）。求：‎ ‎（1）小球B第一次到达电场边界MP所用的时间；‎ ‎（2）小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小 ‎（3）带电系统运动过程中，B球电势能增加量的最大值。‎ 解析．（共16分）‎ ‎（1）带电系统开始运动后，先向右加速运动；当B进入电场区时，开始做减速运动。设B进入电场前的过程中，系统的加速度为a1，‎ 由牛顿第二定律：2Eq－m2mg＝2ma1 即 a1=g B刚进入电场时，由L＝a1t12 可得 4分 ‎（3）当带电系统速度第一次为零，此时A已经到达右边界NQ外，B克服电场力做的功最多，B增加的电势能最多，设此时A离右边界NQ的距离为x 由动能定理：2Eq´2L — 3Eq´（L＋x）—2L+x)=0‎ 可得 x=0.1L 所以B电势能增加的最大值DW1＝3Eq´1.1L＝3.3EqL =3.96mgL 6分 ‎13.(8分) （2020北京海淀区期末）如图13所示，在水平向右场强为E的匀强电场中，有一质量为m、电荷量为q的占由荷从A点由静止释放，仅在由场力的作用下经时间t运动到B点.求.‎ ‎(1)点电荷从A点运动到B点过程中电场力对点电荷做的功；‎ ‎ (2)A、B两点间的电势差。‎ 解析：（8分）‎ ‎（1）设电荷受到的电场力为F，运动的加速度为a，在t时间内运动的距离为s，电场力对电荷做的功为W，则 F=Eq………………………………1分 F=ma a= Eq/m………………………………1分 s=‎ W=Fs W=………………………………3分 说明：由动量定理，，‎ 由动能定理，电场力做功，解得 同样给分。‎ ‎ ‎