2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化九 靜電場(chǎng).doc

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專題強(qiáng)化九　靜電場(chǎng) 一、選擇題：本題共10小題，每小題5分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求的，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分． 1．[2018溫州市3月模擬]如圖所示，在一大小為E的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA、φB，A、B兩點(diǎn)的直線距離為l，垂直電場(chǎng)方向的距離為d.一電荷量為q的帶正電粒子從A點(diǎn)沿圖中虛線移動(dòng)到B點(diǎn)．則該過(guò)程中電場(chǎng)力做功為(　　) A．q(φA－φB) B．0 C．qEl D. qEd 2．(多選)[2018長(zhǎng)春市二模]已知無(wú)限大的均勻帶電面可產(chǎn)生垂直于該面的勻強(qiáng)電場(chǎng)(正的帶電面場(chǎng)強(qiáng)方向背離該面、負(fù)的帶電面場(chǎng)強(qiáng)方向指向該面)，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝2πkσ，式中k為靜電力常量，σ為電荷面密度(單位面積的帶電量)．現(xiàn)有如圖所示的兩個(gè)平行且可視為無(wú)限大的均勻帶電面A和B，電荷的面密度分別為σ和－2σ(σ為正的常數(shù))，間距為d，空間中有C、D兩點(diǎn)，CD連線垂直于帶電面，C點(diǎn)到A面距離與D點(diǎn)到B面的距離均為，A面接地，關(guān)于C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小和電勢(shì)高低，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．EC＝ED B．EC＞ED C．φC＝φD D．φC＞φD 3．[2018哈爾濱市第三中學(xué)二模]如圖所示，在一真空區(qū)域中AB、CD是圓O的兩條直徑，在A、B兩點(diǎn)各放置電荷量為＋Q和－Q的點(diǎn)電荷，設(shè)C、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為EC、ED，電勢(shì)分別為φC、φD，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．EC與ED相同，φC＝φD B．EC與ED不相同，φC＝φD C．EC與ED相同，φC＞φD D．EC與ED不相同，φC＞φD 4．[2018鄭州市模擬]如圖所示，真空中兩等量異種點(diǎn)電荷Q1、Q2固定在x軸上，其中Q1帶正電．三角形acd為等腰三角形，cd邊與x軸垂直且與x軸相交于b點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) B．a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) C．將電子從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功 D．將電子從d點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電勢(shì)能不變 5．[2018南昌市一模]在雷雨天氣中，大樹就相當(dāng)于一個(gè)電量較大的點(diǎn)電荷，1和2是以樹為圓心的同心圓，有甲、乙、丙、丁四頭相同的牛按如圖所示位置和方向分別站在地面上，由此判斷(　　) A．牛丙所處位置的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B．牛乙和牛丙兩處電場(chǎng)強(qiáng)度相同 C．牛丁處的電勢(shì)一定高于牛乙處的電勢(shì) D．牛甲前后腳電勢(shì)差最大，處于最危險(xiǎn)的狀態(tài) 6．[2018新余市二模]電荷量為Q1和Q2的兩點(diǎn)電荷分別固定在x軸上的O、C兩點(diǎn)，規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，x軸上各點(diǎn)電勢(shì)隨x的變化關(guān)系如圖所示．則(　　) A. Q1帶負(fù)電，Q2帶正電 B．將一帶負(fù)電的試探電荷自G點(diǎn)靜止釋放，僅在電場(chǎng)力作用下一定不能到達(dá)D點(diǎn) C．G點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸正方向 D．將一帶負(fù)電的試探電荷從D點(diǎn)沿x軸正方向移到J點(diǎn)，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功 7．(多選)[2018安陽(yáng)市二模]如圖所示，光滑絕緣的水平面上有一帶電量為－q的點(diǎn)電荷，在距水平面高h(yuǎn)處的空間內(nèi)存在一場(chǎng)源點(diǎn)電荷＋Q，兩電荷連線與水平面間的夾角θ＝30，現(xiàn)給－q一水平初速度，使其恰好能在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，靜電力常量為k，則(　　) A．點(diǎn)電荷－q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為 B．點(diǎn)電荷－q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為 C．點(diǎn)電荷－q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為 D．點(diǎn)電荷－q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為 8．[2018吉林省普通高中二調(diào)]在光滑的絕緣水平面上，有一個(gè)正方形abcd，頂點(diǎn)a、c分別固定一個(gè)正點(diǎn)電荷，電荷量相等，如圖所示．若將一個(gè)帶負(fù)電的粒子置于b點(diǎn)，自由釋放，粒子將沿著對(duì)角線bd往復(fù)運(yùn)動(dòng)．粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中(　　) A．先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng) B．先從高電勢(shì)到低電勢(shì)，后從低電勢(shì)到高電勢(shì) C．電勢(shì)能改變量大于機(jī)械能改變量 D．電勢(shì)能先減小后增大 9．[2018深圳市新羅區(qū)模擬]如圖所示，H(核內(nèi)有一個(gè)質(zhì)子，沒(méi)有中子)，H(核內(nèi)有一個(gè)質(zhì)子，一個(gè)中子)，H(核內(nèi)有一個(gè)質(zhì)子，兩個(gè)中子)和He(核內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)子，兩個(gè)中子)四種原子核的混合粒子沿平行板電容器兩板中線O O′射入板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，射出后都打在與O O′垂直的固定熒光屏上，使熒光屏上出現(xiàn)亮點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若它們射入電場(chǎng)時(shí)的速度相等，在熒光屏上將出現(xiàn)4個(gè)亮點(diǎn) B．若它們射入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能相等，在熒光屏上將出現(xiàn)4個(gè)亮點(diǎn) C．若它們射入電場(chǎng)時(shí)的質(zhì)量與速度之積相等，在熒光屏上將出現(xiàn)4個(gè)亮點(diǎn) D．若它們都是從靜止開始由同一加速電場(chǎng)加速后再射入此偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的，則在熒光屏上將出現(xiàn)4個(gè)亮點(diǎn) 10．(多選) [2018定州市模擬]D是一只理想二極管(電流只能從a流向b，而不能從b流向a)．平行板電容器A、B兩極板間有一電荷在P點(diǎn)處于靜止．以E表示兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度，U表示兩極板間電壓，EP表示電荷在P點(diǎn)電勢(shì)能．若保持極板B不動(dòng)，將極板A稍向上平移則(　　) A．E變小 B．U變大 C．EP不變 D．電荷仍保持靜止 二、計(jì)算題：本題共4小題，共50分． 11．(12分)[2018豐臺(tái)區(qū)一模]如圖所示，水平面AB光滑，粗糙半圓軌道BC豎直放置．圓弧半徑為R，AB長(zhǎng)度為4R.在AB上方、直徑BC左側(cè)存在水平向右、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一帶電量為＋q、質(zhì)量為m的小球自A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后，沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)．在C點(diǎn)，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮閙g，已知E＝，水平面和半圓軌道均絕緣．求： (1)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小； (2)小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大??； (3)小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中克服阻力做的功． 12．(12分)[2018山東二模]如圖所示，空間內(nèi)有場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，豎直平行直線為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未知)，現(xiàn)有一電荷量為q，質(zhì)量為m的帶負(fù)電的粒子，從O點(diǎn)以某一初速度垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，A、B為運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)，不計(jì)粒子的重力及空氣的阻力． (1)若OA連線與電場(chǎng)線夾角為60，OA＝L，求帶電粒子從O點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及進(jìn)電場(chǎng)的初速度； (2)若粒子過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向夾角為60，求帶電粒子從O點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功． 13．(12分)[2018駐馬店市二模]如圖所示，在光滑水平面上有一輛長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的絕緣木板小車正以向右的初速度v0＝做勻速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)無(wú)初速度釋放一個(gè)質(zhì)量也為m，帶電量為＋q(q＞0)的小物塊在小車的正中央，發(fā)現(xiàn)物塊恰好沒(méi)有從車上掉下來(lái)： (1)求物塊與小車上表面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2)若車的初速度為2v0，在物塊剛放上小車的同時(shí)在空間加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，為了讓物塊不從車的左端掉下來(lái)，求電場(chǎng)強(qiáng)度E1的最小值．(重力加速度為g) 14．(14分)如圖甲所示，加在A、B間的電壓UAB做周期性變化，其正向電壓為U0，反向電壓為－U0，電壓變化的周期為2T，如圖乙所示．在t＝0時(shí)，有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以初速度v0垂直電場(chǎng)方向從兩極板正中間射入電場(chǎng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未與極板相撞，且不考慮重力的作用． 如果電子恰好在2T時(shí)刻射出電場(chǎng)，則板間距離d應(yīng)滿足什么條件？ 專題強(qiáng)化九　靜電場(chǎng) 1．A　電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)差乘以電荷量，W＝qUAB＝q(φA－φB)，A選項(xiàng)正確；在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做功還等于電場(chǎng)力乘以電場(chǎng)線方向的位移，W＝qE，B、C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 2．AD　設(shè)A面產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為EA＝E0，由題意得EB＝2E0，在C點(diǎn)EC＝EB－EA＝E0，方向垂直指向A面．同理在D點(diǎn)ED＝EB－EA＝E0，方向垂直指向B面，B選項(xiàng)錯(cuò)誤，A選項(xiàng)正確．根據(jù)對(duì)稱性，UCA＝－UBD，又根據(jù)AB板間的場(chǎng)強(qiáng)方向指向B板，固有φA＞φB，因此φC＞φD，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確． 3．C　根據(jù)等量異號(hào)電荷周圍電場(chǎng)的分布情況可知，C、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，正電荷周圍電勢(shì)為正，負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)，故D點(diǎn)電勢(shì)一定小于C點(diǎn)電勢(shì)，C選項(xiàng)正確． 4．C　根據(jù)等量異號(hào)點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)的分布情況，Q1帶正電，Q2帶負(fù)電，沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低，電場(chǎng)線從b指向a，故b點(diǎn)的電勢(shì)大于a點(diǎn)電勢(shì)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；離電荷越近，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；將電子從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，C選項(xiàng)正確；d點(diǎn)與b點(diǎn)不在同一個(gè)等勢(shì)面上，將電子從d點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電勢(shì)能變化，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 5．D　根據(jù)點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)的分布情況可知，牛丙所處位置的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，牛乙和牛丙兩處電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)逐漸降低，點(diǎn)電荷電性未知，故牛丁處的電勢(shì)不一定高于牛乙處的電勢(shì)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；乙與丁兩位置的前后腳與半徑垂直，而甲與丙兩位置的前后腳與半徑平行，相等間距的情況下，靠近點(diǎn)電荷的電勢(shì)差越大，甲前后腳電勢(shì)差最大，處于最危險(xiǎn)的狀態(tài)，D選項(xiàng)正確. 6．B　分析電勢(shì)變化規(guī)律，正電荷周圍電勢(shì)為正，負(fù)電荷周圍電勢(shì)為負(fù)，故Q1帶正電，Q2帶負(fù)電，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低，DH段的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向，故負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力由D指向G，則將一帶負(fù)電的試探電荷自G點(diǎn)由靜止釋放，僅在電場(chǎng)力作用下一定不能到達(dá)D點(diǎn)，B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；HJ段的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向，將一帶負(fù)電的試探電荷從D點(diǎn)沿x軸正方向移到J點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 7．BC　點(diǎn)電荷－q受到庫(kù)侖力提供向心力，F(xiàn)＝kcos30＝，其中L＝＝2h，向心力F＝，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；＝m，其中圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑r＝L＝＝h，解得線速度v＝，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 8．D　根據(jù)等量同種正電荷周圍電場(chǎng)線的分布情況可知，ac連線中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為零，沿中垂線向外，先增大再減小，負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力始終指向ac的連線與中垂線的交點(diǎn)，電場(chǎng)是不均勻的，粒子所受的電場(chǎng)力是變化的，加速度是變化的，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；連線中點(diǎn)處的電勢(shì)最高，沿中垂線向外，電勢(shì)逐漸降低，故粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中，先從低電勢(shì)到高電勢(shì)，后從高電勢(shì)到低電勢(shì)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律可知，只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，之和守恒不變，即電勢(shì)能改變量等于機(jī)械能改變量，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，D選項(xiàng)正確． 9．C　粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上，L＝vt，豎直方向上，y＝at2＝t2，聯(lián)立解得偏移量y＝，若它們射入電場(chǎng)時(shí)的速度相等，y與成正比，在熒光屏上將出現(xiàn)3個(gè)亮點(diǎn)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；若它們射入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能相等，y與q成正比，在熒光屏上將只出現(xiàn)2個(gè)亮點(diǎn)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；若它們射入電場(chǎng)時(shí)的質(zhì)量與速度之積相等，在熒光屏上將出現(xiàn)4個(gè)亮點(diǎn)，C選項(xiàng)正確；若它們是由同一個(gè)電場(chǎng)從靜止加速后射入此偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的，根據(jù)推論可知，y都相同，熒光屏上將只出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 10．BCD　根據(jù)平行板電容器的決定式C＝可知，將極板A稍向上平移，板間距離d增大，電容C減小，假設(shè)電容器的電壓不變，則電容器所帶電量將要減小，電容器放電，但是由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電荷不能流回電源，所以電容器的電量保持不變，板間場(chǎng)強(qiáng)E＝＝，恒定不變，電場(chǎng)力等于重力，電荷保持靜止，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確；根據(jù)U＝可知，板間電壓U變大，B選項(xiàng)正確；P點(diǎn)電勢(shì)φP＝UPB＝EdPB，UPB保持不變，P點(diǎn)的電勢(shì)保持不變，電荷在P點(diǎn)電勢(shì)能EP不變，C選項(xiàng)正確． 11．(1)　(2)　(3)mgR 解析：(1)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功． 根據(jù)動(dòng)能定理，qE4R＝mv－0. 其中E＝. 聯(lián)立解得，vB＝. (2)小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律， 2mg＝m. 解得，vC＝. (3)小球從B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理， －Wf－2mgR＝mvC2－mvB2 解得，Wf＝mgR. 12．(1) 　v0＝ 　(2) 解析：(1)帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，受力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，電場(chǎng)力方向向上，帶電粒子帶負(fù)電，電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下． 水平方向的位移Lsin60＝v0t. 豎直方向的位移Lcos60＝t2. 聯(lián)立解得，t＝ ，v0＝ . (2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可知，粒子到達(dá)B點(diǎn)的速度v＝＝2v0. 帶電粒子從O點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理可知， W＝mv2－mv. 聯(lián)立解得電場(chǎng)力做功W＝mv＝. 13．(1)0.25　(2) 解析：(1)物塊與小車相互作用的過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒． 選取向右為正方向，mv0＝2mv. 根據(jù)能量守恒可知，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于動(dòng)能的損失． μmg＝mv－2mv2. 聯(lián)立解得，μ＝0.25. (2)電場(chǎng)方向水平向右，物塊向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，qE1＋μmg＝ma1. 小車在摩擦力作用下向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)， a2＝μg. 分析可知，當(dāng)E1取最小值時(shí)，二者共速時(shí)，物塊恰好到達(dá)小車的左端． v共＝a1t＝2v0－a2t. t－t＝. 聯(lián)立解得，E1＝. 14. d≥ 解析：分析電子的運(yùn)動(dòng)情況，在豎直方向上，0～T時(shí)間內(nèi)，電子向A板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)， 在0～T時(shí)間內(nèi)，加速度a1＝， 位移y1＝a1T2，速度v1＝a1T. 在T～2T時(shí)間內(nèi)，電子先做勻減速直線運(yùn)動(dòng)再反向向B板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)． 在勻減速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度a2＝，位移y2＝. 分析題意可知，y1＋y2＝，聯(lián)立解得， d≥ .