2013年全国高考物理试题分类解释：专题八、静电场

2013年全国高考物理试题分类解释：专题八、静电场

专题八、静电场 ‎1. （2013全国新课标理综II第18题）如图，在光滑绝缘水平面上。三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为 A． B． C． D．‎ ‎.B【命题意图】本题考查库仑定律、电场力、平衡条件及其相关知识点，意在考查考生综合运用知识解决问题的能力。‎ ‎【解题思路】设小球c带电量Q，由库仑定律可知小球a对小球c的库伦引力为F=k，小球b对小球c的库伦引力为F=k，二力合力为2Fcos30°。设水平匀强电场的大小为E，对c球，由平衡条件可得：QE=2Fcos30°。解得：E=，选项B正确。‎ ‎【误区警示】错选研究对象，分析小球a受力或分析小球b受力，陷入误区。‎ ‎2. （2013全国新课标理综1第15题）如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q (q>O)的固定点电荷.已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)‎ A. k B. k C. k D. k ‎ ‎【命题意图】本题考查电场叠加、点电荷电场强度公式等基础知识点，意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。‎ 答案：B 解析：根据题述b点处的场强为零，可知a点处电荷量为q的固定点电荷在b点产生的电场的场强与圆盘在b点产生的电场的场强大小相等方向相反，即圆盘在b点产生的电场的场强大小EQ=k。根据点电荷电场强度公式和电场叠加原理，d点处的电场E= k+ EQ=k，选项B正确。‎ ‎3 （2013全国新课标理综1第16题）一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方d/2处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移 d/3，则从P点开始下落的相同粒子将 A.打到下极板上 B.在下极板处返回 C.在距上极板d/2处返回 D.在距上极板2d/5处返回 ‎【命题意图】本题考查电容器、动能定理、带电粒子在电场中的运动等基础知识点，意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。‎ 答案：D 解析：根据题述，粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器后电场力做负功。设粒子带电量为q，电池两极之间的电压为U，由动能定理，mg(d+d/2)-qU=0.。若将下极板向上平移 d/3，一定不能打在下极板上。设粒子在距上极板nd处返回，则电场力做功为-3qnU/2，由动能定理，mg(nd+d/2)- 3qnU/2=0.。解得n=2d/5，即粒子将在距上极板2d/5处返回，选项D正确。‎ ‎4．（2013高考重庆理综第3题）如题3图所示，高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则 ‎ A．α粒子在M点的速率比在Q点的大 ‎ B．三点中，α粒子在N点的电势能最大 ‎ C．在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低 ‎ D．α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功 答案：B 解析：高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，离原子核越近，速率越小，电势能越大，所以α粒子在M点的速率比在Q点的小，三点中，α 粒子在N点的电势能最大，选项A错误B正确。在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的高，α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为正功，选项CD错误。‎ ‎5．（2013高考上海物理第10题）两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知A点电势高于B点电势。若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则 ‎(A)a处为正电荷，qa＜qb ‎(B)a处为正电荷，qa＞qb ‎(C)a处为负电荷，qa＜qb ‎(D)a处为负电荷，qa＞qb 答案：B 解析：根据A点电势高于B点电势可知，a处为正电荷，qa＞qb，选项B正确。‎ ‎6. （2013高考山东理综第19题）如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是 A．b、d两点处的电势相同 B．.四点中c点处的电势最低 C．b、d两点处的电场强度相同 D．将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小 答案：ABD 解析：由对称性可知b、d两点处的电势相同，选项A正确。由于沿两个等量异种点电荷连线的电场最强，所以.四点中c点处的电势最低，选项B错误。b、d两点处的电场强度大小相等，方向不相同，所以选项C错误。由于c点电势低于a点，将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小，选项D正确。‎ ‎7. （2013高考安徽理综第20题）如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z<0的空间，z>0的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z=h/2处的场强大小为（k为静电力常量）‎ A. B. C. D.‎ ‎【答案】D 【 解析】点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的电场与相距2h的等量异号点电荷相同，在z轴上z=h/2处的场强可看作是处在z=h处点电荷q和处在z=-h处点电荷-q产生电场的叠加，由点电荷场强公式，E=k+ k=，选项D正确。 ‎ ‎8．(2013高考江苏物理第6题)将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。 a、b为电场中的两点，则 ‎（A）a点的电场强度比b点的大 ‎（B）a点的电势比b点的高 ‎（C）检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大 ‎（D）将检验电荷-q从a点移到b点的过程中，电场力做负功 答案：ABD ‎ ‎ 解析：根据电场线的疏密表示电场强度大小可知a点的电场强度比b点的大，选项A正确。根据沿电场线方向电势逐渐降低，a点的电势比b点的高，选项B正确。由电势能与电势的关系可知，检验电荷-q在a点的电势能比在b点的小，选项C错误。将检验电荷-q从a点移到b点的过程中，电场力做负功，电势能增大，选项D正确。‎ ‎9．(2013高考江苏物理第3题) 下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘。 坐标原点 处电场强度最大的是 答案：B 解析：将圆环分割成微元，由对称性分析可得，D图中处电场强度为零点。C图中两个带+q的圆环在坐标原点处电场强度为零。所以坐标原点处电场强度最大的是图B。‎ ‎10 ．（2013高考天津理综物理第6题）两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A点为MN上的一点。一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动．取无限远处的电势为零，则 A.q由A向O的运动是匀加速直线运动 B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小 C.q运动到O点时的动能最大 D.q运动到O点时电势能为零 答案：BC 解析：在两个带等量正电的点电荷连线的中垂线上，电场线方向由O指向A。O点电场强度为零，A点电场强度大于零。一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，所受静电力由A指向O，只在静电力作用下运动，电场力做功，电势能减小，q向O点做加速度逐渐减小的加速运动，q由A向O运动的过程电势能逐渐减小，q运动到O点时的动能最大，电势能不为零，选项BC正确AD错误．‎ ‎11. （2013高考广东理综第19题）图7，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道，甲、乙两小孩沿着不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有 A．甲的切向加速度始终比乙大 B．甲、乙在同一高度的速度大小相等 C．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度 D．甲比乙先到达B处 考点：力和运动，动能定理，力的分解 答案：B D 解析：在光滑轨道上任取一点，作切线，设切线与水平方向成的锐角为θ，则小孩重力沿轨道切向方向分力为：mgsinθ=mat，其切向加速度a=gsinθ。可以看出来甲的切向加速度一直减小，乙的切向加速度一直增大，前半段，甲的切向加速度比乙大，后半段，甲的切向加速度比乙小，选项B错误。当甲乙下降相同的高度h时，由动能定理得： 即：，甲、乙在同一高度的速度大小相等，选项B正确。在同一时刻，甲的位移总比乙大，甲比乙先到达B处，选项C错误D正确。‎ ‎12. （2013高考广东理综第15题）喷墨打印机的简化模型如图4所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后 ，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中 A．向负极板偏转 B.电势能逐渐增大 C.运动轨迹是抛物线 D.运动轨迹与带电量无关 考点：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，电场力做功和电势能关系，牛顿第二定律，匀强电场的计算公式。答案：C 解析：不计重力的微滴带负电，所受电场力方向指向带正电荷的极板，微滴在极板间向正极板偏转，选项A错。电场力做功，电势能减小，选项B错误。不计重力的带负电微滴初速方向和恒定电场力方向垂直，其运动轨迹为抛物线，选项C正确。带电墨汁微滴所受电场力与电量成正比，所以运动轨迹与带电量有关，选项D错误。‎ ‎ 13. (2013高考北京理综第18题)某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的库仑力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动 A.半径越大，加速度越大 B.半径越小，周期越大 C.半径越大，角速度越小 D.半径越小，线速度越小 答案：C 解析：电子在核的库仑力作用下绕核做匀速圆周运动，由k ‎=ma可知，半径r越大，加速度a越小，选项A错误。由k=mω2r可知，半径r越大，角速度ω越小，选项C正确。由ω=2π/T可知，半径r越大，周期T越大，半径越小，周期越小，选项B错误。由k=m可知，半径r越大，线速度v越小，选项D错误。‎