2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题07 静电场 17页

‎2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题07 静电场 ‎ ‎1、（2020安徽淮北测试）如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打到右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中：（ ）‎ A．它们的运动时间的关系为tP>tQ B．它们的电荷量之比为qP∶qQ=2∶1‎ C．它们的动能增量之比为 D．它们的电势能减少量之比为 答案：B解析：两带电小球在竖直方向均做自由落体运动，它们的运动时间的关系为tP=tQ，选项A错误。两带电小球重力与电场力合力方向均沿各自运动轨迹方向，它们的电荷量之比为qP∶qQ=2∶1，选项B正确。两带电小球重力做功相同，电场力做功之比为4∶1，它们的动能增量之比不为2∶1，选项C错误；它们的电势能减少量之比为4∶1，选项D错误。‎ 第10题图 ‎+‎ ‎++‎ ‎-‎ ‎-‎ A B D C a b d c O ‎2. (2020年浙江五校联考)现有两个边长不等的正方形ABCD和abcd，如图所示，且Aa、Bb、Cc、Dd间距相等。在AB、AC、CD、DB的中点分别放等量的点电荷，其中AB、AC中点放的点电荷带正电，CD、BD的中点放的点电荷带负电，取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是 A．O点的电场强度和电势均为零 B．把一正点电荷沿着b→d→c的路径移动时，电场力做功为零 C．同一点电荷在a、d两点所受电场力相同 D．将一负点电荷由a点移到b点电势能减小 ‎3. (2020年浙江五校联考)如图所示，圆O处在匀强电场中，场强方向与圆O所在平面平行，带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中O为圆心，AB、CD是圆的直径，∠AOD是锐角，则 A B C D OC 第6题图 A．从弧DB射出的粒子动能都大于初动能 B．从B点离开的粒子动能最小 C．从D点离开的粒子动能小于初动能 D．从弧ACB内射出的粒子速率都不相同 ‎【命题意图】此题考查电场、动能定理及其相关知识 ‎4．（2020江苏二校联考）如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升 B．滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升 C．电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变 D．电压U增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变 r O φ φ0‎ r0‎ r1‎ r2‎ ‎5．（2020江苏二校联考）真空中有一半径为r0的带电金属球壳，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。下列说法中正确的是 （ ）‎ A．A点的电势低于B点的电势 B．A点的电场强度方向由A指向B C．A点的电场强度大于B点的电场强度 D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做负功 ‎6、（2020辽宁铁岭市期中检测）如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是 ( )‎ A．电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小 B．电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大C. 电势差UAB ‎ ‎= UBC D．电势φA < φB < φC ‎7、（2020辽宁沈阳四校联考）如图所示，质量为m的物块（视为质点），带正电Q，开始时让它静止在倾角α=600的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E=mg/Q的匀强电场（设斜面顶端处电势为零），斜面高为H。释放后，物块落地时的电势能为，物块落地时的速度大小v，则 A． B．‎ C．2 D．2‎ ‎8（8分）. (2020年浙江五校联考)如图所示，倾斜角度为θ 的粗糙程度均匀的绝缘斜面，下方O点处有一带电量为+Q的点电荷，质量为m、带电量为-q的小物体（可看成质点）与斜面间的动摩擦因数为μ。现使小物体以初速度v0从斜面上的A点沿斜面上滑，到达B点时速度为零，然后又下滑回到A点。小物体所带电荷量保持不变，静电力常数为k，重力加速度为g，OA=OB=l。求：‎ ‎（1）小物体沿斜面上滑经过AB中点时的加速度；‎ A B O v0‎ θ 第17题图 ‎ （2）小物体返回到斜面上的A点时的速度。‎ ‎8.解析：‎ ‎（1）FN=mgcosθ+k 1分 ‎ mgsinθ+μFN=ma 1分 得：a= 2分 ‎（2）0－mv02=－mglsin2θ＋Wf 1分 mv2 = mglsin2θ＋Wf 1分 得：v= 2分 ‎9．（15分）（2020江苏二校联考）如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔。C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O′处，C带正电、D带负电。两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O’。半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计。现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒（微粒的重力不计），问：‎ ‎（1）微粒穿过B板小孔时的速度多大？‎ ‎（2）为了使微粒能在CD板间运动而不碰板，CD板间的电场强度大小应满足什么条件？‎ ‎（3）从释放微粒开始，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点P点？‎ O d B A pdcyh C D O′‎ P L ‎9、解析：‎ 联立⑴、⑵，得 （2分）‎ ‎10．(15分) （2020江苏二校期中联考）如图所示，在A点固定一正电荷，电量为Q，在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：‎ ‎(1)液珠的比荷 ‎(2)液珠速度最大时离A点的距离h。‎ ‎·B A ‎·C ‎(3)若已知在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成，其中r为该点到Q的距离（选无限远的电势为零）。求液珠能到达的最高点B离A点的高度rB。‎ ‎10．（15分）解析：‎ ‎(1) 设液珠的电量为q,质量为m,由题意知，当液珠在C点时 ‎ (2分) 比荷为 (2分)‎ ‎(2)当液珠速度最大时， (2分)‎ 得 (2分)‎ A D C B ‎11、（2020辽宁沈阳四校联考）如图，半径为 r的绝缘光滑环固定在竖直平面内，环上套有一质量为 m，带电量为+q的珠子，现欲加一个与圆环面平行的匀强电场，使珠子由最高点A从静止开始释放，沿圆弧经过B、C刚好能运动到D，‎ ‎（1）求所加电场的场强最小值及所对应的场强的方向；珠子由A到达D的过程中速度最大时对环的作用力大小。‎ ‎（2）在（1）问电场中，要使珠子能完成完整的圆运动在A点至少使它具有多大的初动能？‎ ‎11、解析：（1）设电场力与重力的合力为F，方向NM方向，BC弧中点为M，速度最大，‎ ‎12、（2020江苏常州期中）如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC，其下端(C端)距地面高度h＝‎0.8m。有一质量为‎500g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑。小环离杆后正好通过C端的正下方P点处。(g取‎10 m/s2)求：‎ ‎(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向.‎ ‎(2)小环从C运动到P过程中的动能增量.‎ ‎(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0.‎ ‎12、（14分）解析：‎ ‎(1)由图可知qE＝mg （1分）‎ F合＝mg＝ma a＝g＝‎10 m/s2， （2分）‎ 方向垂直于杆向下。 （1分）‎ ‎13．（10分）（2020‎ 杭州七校联考）有一绝缘的、半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内，在其圆心处固定一带正电的点电荷，现有一质量为m，带电量也为正电（其电量远小于圆心处的电荷，对圆心处电荷产生的电场影响很小，可忽略）的小球A，圆心处电荷对小球A的库仑力大小为F。开始小球A处在圆轨道内侧的最低处，如图所示。现给小球A一个足够大的水平初速度，小球A能在竖直圆轨道里做完整的圆周运动。‎ ‎（1）小球A运动到何处时其速度最小？为什么？‎ ‎（2）要使小球A在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动，小球A在圆轨道的最低处的初速度应满足什么条件？‎ ‎13．（10分）‎ 解：（1）小球运动到轨道最高点时速度最小---------2分 在圆心处电荷产生的电场中，圆轨道恰好在它的一个等势面上，小球在圆轨道上运动时，库仑力不做功，当小球运动到圆轨道最高处时，其重力对它做的负功最多，此时速度最小。------------2分 O A B C ‎14．（14分）（2020上海13校联考）如图所示，在光滑绝缘水平面上固定着一根光滑绝缘的圆形水平滑槽，其圆心在O点。过O点的一条直径上的A、B两点固定着两个点电荷。其中固定于A点的为正电荷，电荷量大小为Q；固定于B点 的是未知电荷。在它们形成的电场中，有一个可视为质点的质量为m、电荷量大小为q的带电小球正在滑槽中运动，小球的速度方向平行于水平面，若已知小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度，AB间的距离为L。∠ABC＝∠ACB＝30°，CO⊥OB，静电力常量为k，‎ ‎（1）作出小球在水平面上受力，并确定固定在B点的电荷及小球的带电性质；‎ ‎（2）求B点电荷的电荷量大小；‎ ‎（3）已知点电荷的电势计算式为：j＝kQ/r，式中Q为场源电荷的电荷量，r为该点到场源电荷的距离。试利用此式证明小球在滑槽内做的是匀速圆周运动。‎ ‎（3）以O为原点，OB为x轴正方，OC为y轴正方，槽上某点的坐标为（x，y），则该点的电势为j＝－，（3分）‎ 而x2＋y2＝‎3L2/4，代入上式得j＝0。（3分）‎ 小球运动过程中电势能不变，所以动能也不变，做的是匀速圆周运动（2分）。‎ 图16‎ ‎15．（2020浙江效实中学检测）如图16‎ 所示，绝缘的水平桌面上方有一竖直方向的矩形区域，该区域是由三个边长均为L的正方形区域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接组成的，且矩形的下边EH与桌面相接．三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场，其场强大小比例为1:1:2．现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区，初速度方向水平向右，滑块最终恰从D点射出场区．已知滑块在ABFE区域所受静电力和所受重力大小相等，桌面与滑块之间的滑动摩擦因素为0.125，重力加速度为g，滑块可以视作质点．求：‎ ‎（1）滑块进入CDHG区域时的速度大小．‎ ‎（2）滑块在ADHE区域运动的总时间．‎ ‎（2）在BCGF区域，对滑块进行受力分析，在竖直方向 Zxxk 所以不受摩擦力，做匀速直线运动，，‎ 在ABFG区域，对滑块进行受力分析，在竖直方向 ‎ 在水平方向 ‎ 由滑动摩擦力定律： ‎ 以上解得 ‎.‎ ‎.‎ A B D C M N d ‎2‎ d d P ‎.‎ ‎16．（12分）（2020青岛期中）如图所示，两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为 Q，固定于同一条竖直线上的 A、B 两点处，其中 A 处的电荷带正电，B 处的电荷带负电，A、B 相距为2 d．MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球 P，质量为 m、电荷量为+q (可视为点电荷)，现将小球 P 从与点电荷 A 等高的 C 处由静止释放，小球 P 向下运动到与 C点距离为 d 的 D 点时，速度为 v．已知 MN 与 AB 之间的距离为 d，静电力常量为 k，重力加速度为 g，若取无限远处的电势为零，试求：‎ ‎(1)在 A、B 所形成的电场中 C 点的电势 φC ．‎ ‎(2)小球 P 经过 D 点时的加速度[．‎ 解析：(1)由等量异种电荷形成的电场特点可知，D点的电势与无限远处电势相等，即D点的电势为零。小球P由C运动到D的过程，由动能定理，mgd+qUCD=mv2，‎ UCD=φC -φD=φC。‎ 联立解得：C 点的电势φC=。‎ ‎(2)小球 P 经过 D 点时受力如图，由库仑定律，F1= F2=k 由牛顿第二定律，mg+ F1cos45°+ F1cos45°=ma，‎ 解得加速度[．a=g+。‎ ‎17．（10分）(2020东北三省大联考)如图所示，在直角会标系xOy平面内， 一质量为m的轻质小球（不计重力）在A（－2LO，－LO）点获得一沿x轴正方向的初速度vO，同时在第三象限内受到方向竖直向上、大小为F的恒力，小球运动到第二象限后受到竖直向下、大小也为F的恒力作用，并恰好能从y轴上的A′（0，LO）垂直于y轴进入到第一象限，其运动轨迹如图所示，已知C点的坐标为（－2LO，0）‎ ‎（1）求此小球受到的恒力F的大小；‎ ‎（2）将此小球移至A、C间其他位置，仍以速度vO沿x轴正方向进入，若小球仍能垂直于y轴从OA′间进入第一象限，则小球在A、C间的位置的y轴坐标应满足的条件？‎ ‎（2）设到C点距离△y从射出的小球通过第三象限和第二象限后也能沿x轴正方向射入第一象限。小球第一次到达x轴的时间为△t，水平位移为△x，则有：‎ ‎△x=vO△t，‎ ‎ ‎