高中物理高考 (二轮复习 名师经验)09静电场-2021高考备考绝密题型专项突破题集（解析版）

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(二轮复习 名师经验)09静电场-2021高考备考绝密题型专项突破题集1．如图所示，虚线为某电场中的三条电场线1、2、3，实线表示一带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法中正确的是（　　）A．粒子在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小B．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能C．粒子在a点的速度大小大于在b点的速度大小D．a点的电势高于b点的电势【答案】：B【解析】：A．电场线越密处场强越大，电场力越大，粒子的加速度越大，所以粒子在a点的加速度大小小于在b点的加速度大小，A错误；BCD．粒子受力指向轨迹凹面，大致向右，所以粒子从a点到b点电场力做正功，电势能减小，动能增大，故粒子在a点的速度大小小于在b点的速度大小。因为粒子带负电，受力方向与电场方向相反，所以电场强度方向大致向左，根据沿着电场线方向电势降低，所以a点的电势低于b点的电势，B正确，CD错误，故选B。2．关于电场和磁场，下列说法中正确的是（　　）A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度一定为零B．电场中某一点的电场强度E与放在该点的试探电荷受到的电场力F成正比，与试探电荷的电量q成反比C．磁场中某点的磁感应强度方向与放在该点的电流元受到的磁场力的方向相同D．磁场中某一点的磁感应强度用放在该点的一段电流元受到的磁场力与电流元的比值表示【答案】：A【解析】：A．电荷在电场中某处不受电场力，可知电场强度为零，故A正确；B．根据可知，电场强度E与F及q均没有关系，它属于比值定义，故B错误；C．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直，故C错误；D．通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度，故D错误，故选A。3．对物理学史、物理思想和方法等，下列说法中正确的是(  )A．由电容公式C＝可知，电容C与电容器两端的电荷量Q成正比，与电容器两端的电压U成反比B．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并测出了静电力常量k的值C．“点电荷”、“总电阻”、“电场强度”概念的提出应用了等效替代的方法D．法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁感应现象的研究，并总结了电磁感应定律E＝n【答案】：C【解析】：A．电容器的电容量C是电容器的固有特性，与其所容纳的电荷量Q和端电压U的大小无关，A错误；B．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并测出了静电力常量k的值，B正确；C．“点电荷”是理想模型法，“电场强度”是比值定义法，“总电阻”应用了“等效替代”的方法，C错误；D．法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁感应现象的研究，是纽曼和韦伯总结了电磁感应定律，D错误。故选B。4．如图所示，在某匀强电场中，有一个与电场方向平行的圆面，为圆心，、、为圆周上的三点。一群速率相同的电子从圆周上点沿不同方向射入圆形区域，电子将经过圆周上的不同点，其中经过点的速率最大，电子间的相互作用和空气阻力均不计，则该匀强电场方向为（　　）A．沿方向 B．沿方向 C．沿方向 D．沿方向【答案】：C【解析】：在圆周上，电子经过C点的速率最大，动能最大，则电势能最小，因电子带负电，所以C点的电势最高，电场线方向一定垂直C点的切线，由高电势指向低电势，故电场方向沿CO方向，故C正确，ABD错误，故选C。5．如图所示，a、b、c、e是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个边长为0.2m的菱形的四个顶点，且∠b=120°，直线ab平行于直线dc，e为dc中点。已知a点的电势为1V，b点的电势为-3V，e点的电势为5V，下列说法正确的是（　　）A．该电场方向为从c点指向b点B．c点的电势为-7VC．该电场的电场强度大小为40V/mD．带电荷量为0.1C的负电荷从d点移动到c点，电场力对该负电荷做的功为0.8J【答案】：C【解析】：AB．已知a点的电势为1V，b点的电势为-3V，e点的电势为5V，c点的电势满足解得则ac连线为等势面，则场强方向沿eb方向，选项AB错误； C．该电场的电场强度大小为选项C正确； D．带电荷量为0.1C的负电荷从d点移动到c点，电场力对该负电荷做的功为选项D错误，故选C。6．如图所示，一个不带电的金属导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，则下列说法正确的是（　　）A．导体P的左端感应出正电荷，导体P的右端感应出负电荷B．导体P上的感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强C．导体P上的C点的电势高于B点电势D．若手不小心触碰了一下导体B端，则导体P上的正电荷转移到了大地中【答案】：B【解析】：A．导体P处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体的右端B要感应出正电荷，导体的左端C会出现负电荷，故A错误；B．点电荷激发的电场公式，C点据场源电荷Q近，Q激发的电场也大，而静电平衡后各点合场强为0，故导体P上的感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强，故B正确；C．静电平衡后，导体是等势体，BC处在同一个等势体上，电势相等，故C错误；D．若手不小心触碰了一下导体B端，人体与大地相连，则导体P与大地构成新的导体，则大地是远端且为0电势点，大地中的电子转移到导体P上，故D错误，故选B。7．如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场，M和N点在同一电场线上。两个质量相等的带正电荷的粒子以相同的速度v0分别从M和N点同时垂直进入电场，已知两粒子都能经过P点。不计两粒子的重力和粒子间的库仑力，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）
 A．从N点进入的粒子先到达P点B．从M点进入的粒子先到达P点C．两粒子在到达P点的过程中电势能都减少D．从M点进入的粒子的电荷量大于从N点进入的粒子的电荷量【答案】：C【解析】：AB．两粒子进入电场后做类平抛运动，因为重力不计，竖直方向匀速，水平向左匀加速，由图可知两粒子与P点的竖直距离相同，设为y，则运动到P点的时间为即两个粒子同时到达P点，故A、B错误；C．两粒子都带正电，电场力向左，且水平方向向左匀加速运动，故电场力做正功，电势能都减小，故C正确；D．由图可知，从M点进入的粒子，其水平方向的位移较小，根据运动时间t相同，则从M点进入的粒子加速度较小，根据可知两个粒子的质量相同，又在同一电场，即E相同，故从M点进入的粒子的电荷量较小，故D错误，故选C。8．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离后（　　）A．P点的电势将升高B．带点油滴的电势能将增大C．电容器的电容减小，则极板带电量将减小D．带点油滴将沿竖直方向向上运动【答案】：BC【解析】：A．将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，而P点与下极板间的距离不变，则由分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低，故A错误；B．由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加，故B正确；C．根据电容的定义式电容器与电源保持相连，则U不变，当C减小，则Q也减小，故C正确；D．由于板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动，故D错误。故选BC。9．沿电场中某条电场线方向建立轴，该电场线上各点电场强度随的变化规律如图所示，坐标轴上的点0、、和分别与轴上、、、四点相对应，相邻两点间距相等。一个带正电的粒子从点由静止释放，运动到点的动能为，仅考虑电场力作用，则下列说法正确的是（　　）
 A．从点到点，电势先升高后降低B．粒子先做匀加速运动，后做变加速运动C．粒子运动到点时动能大于D．粒子在段电势能减少量大于段电势能减少量【答案】：CD【解析】：A．从点到点，电场强度方向保持不变，由于开始场强方向沿x轴正方向，所以沿电场线方向电势逐渐降低，则从点到点，电势逐渐降低，所以A错误；B．由图像可知场强先增大后减小，则电场力也是先增大后减小，所以粒子的加速度先增大后减小，一直做变加运动，则B错误；C．由图像可知图像的面积表示电势差，则有UOC>3UOA由动能定理有由上几式可得所以粒子运动到点时动能大于，则以正确；D．粒子在段图像的面积大于段图像的面积，则UAB>UBC，所以粒子在段电势能减少量大于段电势能减少量，则D正确，故选CD。10．如图所示，在匀强电场中，有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为=2V、=4V、=6V，下列说法正确的是（　　）A．O点电势为零B．匀强电场的场强大小为80V/m，方向由C指向AC．将电子由C点移到A点，电子的电势能增加了4eVD．在三角形ABC外接圆的圆周上电势最高点的电势为6V【答案】：BC【解析】：AB．由于在匀强电场中，则电势均匀变化，即AC中点处电势为4V，设该点为D点，如图所示。由于B点电势为4V，则BD为电势为4V的等势线，所以O点电势应该为4V；场强方向垂直于BD斜向上方向从C到A；选项A错误，B正确；C．因为明将电子由C点移到A点电势能增加了4eV，C正确；D．在三角形ABC外接圆的圆周上，电势最高点的点不是C点，最高点的电势不是6V，选项D错误。故选BC。11．如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10﹣6C，匀强电场的场强E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)剪断细线时，小球的加速度多大。【答案】：(1) 3.0×10-3N；(2) ；(3) 【解析】：(1)电荷所受电场力F的大小为F=Eq=3.0×103×1.0×10﹣6N=3.0×10﹣3N正电荷的受力方向与场强方向相同，故力的方向向右。(2)由平衡条件可得F=mgtan37°解得m=4×10-4kg(3) 剪断细线时，小球受到的合力为小球的加速度12．如图，在竖直平面内有一固定光滑轨道ABCD，其中斜面AB与圆心为O，半径为R的圆弧轨道相切于B点，C、D分别为圆弧轨道的最低点、最右点，OB与OC夹角=30°，在OC所在直线的右侧有沿水平向右的匀强电场。现将一质量为m、电荷量为q的带正电小球从与B点相距为4R的A点静止释放，小球沿轨道滑下。已知场强大小，重力加速度大小为g。求：（1）小球从A点运动到B点所用的时间；（2）小球到达D点时的速度大小；（3）小球在圆弧轨道上运动的过程中，轨道对小球支持力的最大值Fm。【答案】：（1）；（2）；（3）【解析】：（1）由几何关系可知斜面AB与水平方向成30°角，设小球从A点运动到B点所用的时间为t，则解得（2）由动能定理得解得（3）由机械能守恒可知小球能够运动到圆弧轨道的最高点，小球在D点以上位置的速度小于D点以下位置的速度；小球在圆弧轨道上做变速圆周运动，受到重力、电场力和轨道支持力三个力的作用，三个力沿轨道半径分力的合力即是小球所受的法向力；设小球运动到圆弧轨道某处时和O点连线与OC的夹角为，速度为v，则由动能定理得整理得即其中，很明显，的最大值为；此时重力、电场力沿半径方向的分力为所以轨道的最大支持力为13．如图所示，长l=1m的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在方向水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角=37°。已知小球的质量m=0.2kg，匀强电场的电场强度大小E=100N/C，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)求小球所带电荷量及电性；(2)若将电场强度方向突然改成竖直向上，大小不变，求小球运动到最低点时受到细绳的拉力大小。【答案】：(1)1.5×10-2C；正电；(2)0.7N【解析】：(1)小球受到的电场力方向与电场强度方向相同，所以小球带正电荷；对小球受力分析有=tan37°解得q=1.5×10-2C(2)若将电场强度方向突然改成竖直向上，大小不变，小球从图示位置运动到最低点过程中，根据动能定理有(mg-qE) l(1-cos37°)=小球在最低点时有T-mg+qE=        解得T=0.7N14．如图所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷；GH是它们连线的垂直平分线。另有一个带电小球C，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷），被长为L的绝缘轻细线悬挂于O点，现在把小球C拉起到M点，使细线水平且与A、B处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角θ=30°。已知重力加速度为g，试求：(1)在A、B所形成的电场中，M、N两点间的电势差；(2)若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为R的正三角形，则小球运动到N点瞬间，细线对小球的拉力FT的大小（已知静电力常量为k）。【答案】：（1）；（2）【解析】：（1）带电小球C在从M点运动到N点的过程中，由动能定理可得解得（2）在N点，小球C受到重力mg、细线的拉力FT以及A和B对它的斥力FA和FB四个力的作用，如图所示其中，沿细线方向的合力为零，则又因为解得15．某种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒（忽略墨汁微粒的重力），此微粒经过带电室的加速电场后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。设墨汁微粒质量为m，电荷量为q（q> 0），加速电场的电压为U0，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L1，板间距为d，偏转电场右端到纸的水平距离为L2。(1)墨汁微粒进入偏转电场的初速度；(2)墨汁微粒打在纸上时偏离入射方向的距离y；(3)为了使打在纸上的字迹缩小，有哪些可行措施。（说出一种即可）【答案】：(1) ；(2)；(3)见解析【解析】：(1)墨汁微粒直线加速，由动能定理有解得(2)墨汁微粒做类平抛运动解得(3)字迹缩小，即y变小，故适当减小偏转电压U或适当增大加速电压U0都可以。