专题09+静电场-新题快递物理之2018全国高三一模和期末新题精选
一.选择题
1.(2018贵阳期末)如图所示,竖直实线表示某匀强电场中的一簇等势面,具有一定初速度的带电小球在电场中从A到B做直线运动(如图中虚线所示).小球只受电场力和重力,则该带电小球从A运动到B的过程中
A.做匀速直线运动
B.机械能守恒
C.机械能逐渐增大,电势能逐渐减小
D.机械能逐渐减小,电势能逐渐增大
【参考答案】D
【命题意图】本题考查带电小球在复合场中的直线运动、能量守恒定律正及其相关的知识点。
2. (2018南宁摸底)如图所示,在光滑水平面内有一固定光滑绝缘挡板AB,P是AB上的一点。以A为坐标原点在水平面建立直角坐标系,y轴一挡板AB重合,x轴上固定一个带正电的点电荷Q。将一个带电小球(可视为质点)轻放到挡板的左侧的P处,在静电力作用下小球沿挡板向A运动,则下列说法中正确的是
A.小球带负电
B.由P点到A点小球做匀加速直线运动
C.P点的场强比A点的场强大
D.小球在P点的电势能比在A点的电势能大
【参考答案】AD
3、(2018辽宁五校联考)如图所示,在直角三角形所在的平面内存在匀强电场,其中A点电势为0,B点电势为3V,C点电势为6V.己知∠ACB=30°,AB边长为m,D为AC的中点.,将一点电荷放在D点,且点电荷在C点产生的场强为1.5N/C,则放入点电荷后,B点场强为( )
A.2.5N/C B.3.5N/C
C.2N/C D.N/C
【参考答案】A
【命题意图】本题考查电势、点电荷电场、电场叠加及其相关的知识点。
【名师解析】根据匀强电场中任意平行相等线段两端点的电势差相等,可知BD两点电势相等,BD连线为等势线,根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,与BD连线垂直且指向A的方向为电场方向,如图所示。根据匀强电场中电场强度与电势差关系,匀强电场的电场强度E=U/d=N/C=2N/C。根据点电荷电场的特点可知,放在D点的点电荷在B点产生的电场强度与在C点产生的电场强度大小相等,都是1.5N/C,方向沿BD连线,根据电场叠加原理,B点的电场强度大小为EB=N/C=2.5N/C,选项A正确。
4. (2018·山西四校联考)一平行板电容器两板之间的距离d和两板正对面积S都可以调节,电容器充电后与电源断开,以U表示电容器两极板间电压,E表示两极板间的电场强度,则( )
A.当S减小、d增大时,U增大、E增大
B.当S增大、d不变时,U减小、E不变
C.当d减小、S减小时,U增大,E增大
D.当d增大、S不变时,U增大、E减小
【参考答案】A
5.(2018广东韶关质检)如图所示,虚线表示某电场的等势面,实线表示一带电粒子仅在电场力作用下运动的径迹.粒子在 A 点的加速度为 aA、动能为 EKA、电势能为 EPA;在 B 点的加速度 为 aB、动能为 EKB、电势能为 EPB.则下列结论正确的是
A.aA > aB, EKA > EKB
B.aA< aB, EPA > EPB
C.aA
aB, EKA < EKB
【参考答案】C
6.(2018辽宁五校联考)如图所示,在x轴上关于原点O对称的两点A、B分别放置固定的点电荷+Q1和-Q2,x轴上的P点位于B点的右侧,且P点电场强度为零。设无穷远处电势为零,则下列判断正确的是()
A.P点电势为零
B.在A、B连线上还有一点与P点电场强度相同
C.A、O两点的电势差大于O、B两点的电势差
D.若将一试探电荷+q从P点移至O点过程中,电势能一直增大
【参考答案】C
【命题意图】本题考查点电荷电场、电场叠加、电势和电势差、电势能及其相关的知识点。
【解题思路】设无限远处电势为零,根据电场线从正电荷发出到负电荷终止(或从正电荷发出到无限远处,或从无限远处发出到负电荷终止),沿电场线方向电势逐渐降低,可知靠近正电荷处各点电势为正值,靠近负电荷处各点电势为负值。若沿-Q2右侧画一电场线,其电场线方向为由无穷远处指向-Q2,无穷远处电势为零,由此可知,P点电势为负值一电场线,右无穷远处电势为零,由此可知,P点电势为负值,一定小于零,选项A错误;根据题述P点的电场强度为零,根据点电荷电场强度公式和场强叠加原理可知+Q1
的电荷量一定大于-Q2,在AB连线上各点电场强度都大于零,选项B错误;由于+Q1的电荷量大于-Q2,+Q1附近的电场线要比-Q2附近的电场线密,A、O两点之间的平均电场强度要比O、B两点之间的平均电场强度大,由E=U/d可知,A、O两点之间的电势差大于O、B两点之间的电势差,选项C正确;由于O点电势高于P点,越靠近-Q2,电势越低,若将一试探电荷+q从P点移至O点的过程中,电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,选项D正确。
7. (2018·山西四校联考)如图甲所示,两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等,板间存在如图乙所示的
随时间周期性变化的电场,电场方向与两板垂直,在t=0时刻,一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场,粒子射入电场时的速度为v0,t=T时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场。则( )
A.该粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的
B.在t=时刻,该粒子的速度大小为2v0
C.若该粒子在时刻以速度v0进入电场,则粒子会打在板上
D.若该粒子的入射速度变为2v0,则该粒子仍在t=T时刻射出电场
【参考答案】A
8.(2018中原名校联盟)如图所示,三个带电小球A、B、C可视为点电荷,所带电荷量分别为+Q、-Q、+q.A、B固定在绝缘水平桌面上,C带有小孔,穿在动摩擦因数处处相同的粗糙绝缘杆上,绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处,将C从杆上某一位置由静止释放,下落至桌面时速度恰好为零.C沿杆下滑时带电荷量保持不变.那么C在下落过程中,以下判断正确的是
A.所受摩擦力变大
B.电场力做正功
C.电势能不变
D.下落一半高度时速度一定最大
【参考答案】AC
二.计算题
1.(9分)(2018北京通州摸底)如图所示,一个电子由静止开始经加速电场加速后,又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场,并从另一侧射出打到荧光屏上的P点,O¢点为荧光屏的中心。已知电子质量m = 9.0×10-31 kg,电荷量e = 1.6×10-19 C,加速电场电压U0 = 2500 V,偏转电场电压U = 200 V,极板的长度L1 = 6.0 cm,板间距离d = 2.0 cm,极板的末端到荧光屏的距离L2 = 3.0 cm(忽略电子所受重力,结果保留两位有效数字)。求:
(1)电子射入偏转电场时的初速度v0;
(2)电子打在荧光屏上的P点到O¢点的距离h;
(3)电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功W。
【名师解析】
(1)根据动能定理, (2分),得
带入数据得 (1分)
代入数据得= 0.36 cm
电子离开偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中点,
由图知, 解得h = 0.72 cm (1分)
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它做的功
W = = 5.8×10-18 J(2分)
2.(9分)(2018北京通州摸底)如图甲所示,把一个带正电的球体A放在绝缘支架上,再把一个质量为m、带电量为q的带电小球B用绝缘细绳悬挂在铁架台上,小球静止在P点时细绳与竖直方向的夹角为θ,电场力方向水平向右。球A与球B之间的距离远大于两球的直径。求:
(1)球B在P点所受电场力F0的大小及球A产生的电场在P点的电场强度E0的大小;
(2)现缓慢移动铁架台,使球B从P点沿水平方向右移,近似认为移动过程中电场力方向始终水平向右,用刻度尺测出P点右侧不同位置到P点的水平距离x,采取(1)中方法确定出该位置球B所受电场力F
,然后作出F- x图像,如图乙所示。其中M点为水平移动方向上的一点,已知x轴上每小格代表的距离为x0,根据图像估算P、M两点间电势差UPM的大小。
【名师解析】
(1)由 (1分),得F0 = mgtanq (1分)
根据F0 = qE0 (1分),得 (1分)