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1、2013高考物理分類解析
專題八、靜電場(chǎng)
1. (2013全國(guó)新課標(biāo)理綜II第18題)如圖,在光滑絕緣水平面上。三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上;a、b帶正電,電荷量均為q,c帶負(fù)電。整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。已知靜電力常量為k。若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小為
A. B. C. D.
1.B
【命題意圖】本題考查庫(kù)侖定律、電場(chǎng)力、平衡條件及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn),意在考查考生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力。
【解題思路】設(shè)小球c帶電量Q,由庫(kù)侖定律可知小球a對(duì)小球c的庫(kù)倫引力為F=k,小球b對(duì)小球c的庫(kù)倫引力為F=k,二力合
2、力為2Fcos30°。設(shè)水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小為E,對(duì)c球,由平衡條件可得:QE=2Fcos30°。解得:E=,選項(xiàng)B正確。
【誤區(qū)警示】錯(cuò)選研究對(duì)象,分析小球a受力或分析小球b受力,陷入誤區(qū)。
2. (2013全國(guó)新課標(biāo)理綜1第15題)如圖,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、 b、d三個(gè)點(diǎn),a和b、b和c、 c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q (q>O)的固定點(diǎn)電荷.已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)
A. k B. k
C. k D. k
【命題意圖】本題考查電場(chǎng)
3、疊加、點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式等基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn),意在考查考生應(yīng)用相關(guān)知識(shí)定量分析物理問題,解決問題的能力。
答案:B
解析:根據(jù)題述b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,可知a點(diǎn)處電荷量為q的固定點(diǎn)電荷在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與圓盤在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向相反,即圓盤在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小EQ=k。根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式和電場(chǎng)疊加原理,d點(diǎn)處的電場(chǎng)E= k+ EQ=k,選項(xiàng)B正確。
3 (2013全國(guó)新課標(biāo)理綜1第16題)一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì))。小孔正上方d/2處的P點(diǎn)有一帶電粒子,該粒子從靜止開始下落,經(jīng)過小孔進(jìn)
4、入電容器,并在下極板處(未與極板接觸)返回。若將下極板向上平移 d/3,則從P點(diǎn)開始下落的相同粒子將
A.打到下極板上 B.在下極板處返回
C.在距上極板d/2處返回 D.在距上極板2d/5處返回
【命題意圖】本題考查電容器、動(dòng)能定理、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn),意在考查考生應(yīng)用相關(guān)知識(shí)定量分析物理問題,解決問題的能力。
答案:D
解析:根據(jù)題述,粒子從靜止開始下落,經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器后電場(chǎng)力做負(fù)功。設(shè)粒子帶電量為q,電池兩極之間的電壓為U,由動(dòng)能定理,mg(d+d/2)-qU=0.。若將下極板向上平移 d/3,一定不能打在下極板上。設(shè)粒子在距上極板nd處返回,
5、則電場(chǎng)力做功為-3qnU/2,由動(dòng)能定理,mg(nd+d/2)- 3qnU/2=0.。解得n=2d/5,即粒子將在距上極板2d/5處返回,選項(xiàng)D正確。
4.(2013高考重慶理綜第3題)如題3圖所示,高速運(yùn)動(dòng)的α粒子被位于O點(diǎn)的重原子核散射,實(shí)線表示α粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡,M、N和Q為軌跡上的三點(diǎn),N點(diǎn)離核最近,Q點(diǎn)比M點(diǎn)離核更遠(yuǎn),則
A.α粒子在M點(diǎn)的速率比在Q點(diǎn)的大
B.三點(diǎn)中,α粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能最大
C.在重核產(chǎn)生的電場(chǎng)中,M點(diǎn)的電勢(shì)比Q點(diǎn)的低
D.α粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)它做的總功為負(fù)功
答案:B
解析:高速運(yùn)動(dòng)的α粒子被位于O點(diǎn)的
6、重原子核散射,離原子核越近,速率越小,電勢(shì)能越大,所以α粒子在M點(diǎn)的速率比在Q點(diǎn)的小,三點(diǎn)中,α粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確。在重核產(chǎn)生的電場(chǎng)中,M點(diǎn)的電勢(shì)比Q點(diǎn)的高,α粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)它做的總功為正功,選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。
5.(2013高考上海物理第10題)兩異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的部分等勢(shì)面如圖所示,已知A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)。若位于a、b處點(diǎn)電荷的電荷量大小分別為qa和qb,則
(A)a處為正電荷,qa<qb
(B)a處為正電荷,qa>qb
(C)a處為負(fù)電荷,qa<qb
(D)a處為負(fù)電荷,qa>qb
答案:B
解析:根據(jù)A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)可知,a處為
7、正電荷,qa>qb,選項(xiàng)B正確。
6. (2013高考山東理綜第19題)如圖所示,在x軸相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q、-Q,虛線是以+Q所在點(diǎn)為圓心、L/2為半徑的圓,a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn),其中a、c兩點(diǎn)在x軸上,b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱。下列判斷正確的是
A.b、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同
B..四點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低
C.b、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
D.將一試探電荷+q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn),+q的電勢(shì)能減小
答案:ABD
解析:由對(duì)稱性可知b、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同,選項(xiàng)A正確。由于沿兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的電場(chǎng)最強(qiáng),所以.四點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。b
8、、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不相同,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由于c點(diǎn)電勢(shì)低于a點(diǎn),將一試探電荷+q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn),+q的電勢(shì)能減小,選項(xiàng)D正確。
7. (2013高考安徽理綜第20題)如圖所示,xOy平面是無窮大導(dǎo)體的表面,該導(dǎo)體充滿z<0的空間,z>0的空間為真空。將電荷為q的點(diǎn)電荷置于z軸上z=h處,則在xOy平面上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷??臻g任意一點(diǎn)處的電場(chǎng)皆是由點(diǎn)電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的。已知靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,則在z軸上z=h/2處的場(chǎng)強(qiáng)大小為(k為靜電力常量)
A. B.
C. D.
【答案】D
【 解析】點(diǎn)電荷q
9、和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的電場(chǎng)與相距2h的等量異號(hào)點(diǎn)電荷相同,在z軸上z=h/2處的場(chǎng)強(qiáng)可看作是處在z=h處點(diǎn)電荷q和處在z=-h處點(diǎn)電荷-q產(chǎn)生電場(chǎng)的疊加,由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式,E=k+ k=,選項(xiàng)D正確。
8。(2013高考江蘇物理第6題)將一電荷量為+Q的小球放在不帶電的金屬球附近,所形成的電場(chǎng)線分布如圖所示,金屬球表面的電勢(shì)處處相等。 a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn),則
(A)a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大
(B)a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高
(C)檢驗(yàn)電荷-q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大
(D)將檢驗(yàn)電荷-q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做負(fù)功
答案:ABD
解析:根據(jù)電場(chǎng)線的疏密表示
10、電場(chǎng)強(qiáng)度大小可知a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大,選項(xiàng)A正確。根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高,選項(xiàng)B正確。由電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系可知,檢驗(yàn)電荷-q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。將檢驗(yàn)電荷-q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,選項(xiàng)D正確。
9。(2013高考江蘇物理第3題) 下列選項(xiàng)中的各圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在圖中標(biāo)出,且電荷均勻分布,各圓環(huán)間彼此絕緣。 坐標(biāo)原點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是
答案:B
解析:將圓環(huán)分割成微元,由對(duì)稱性分析可得,D圖中處電場(chǎng)強(qiáng)度為零點(diǎn)。C圖中兩個(gè)帶+q的圓環(huán)在坐標(biāo)原點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度為零。所以坐標(biāo)原點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是圖B。
11、
10 .(2013高考天津理綜物理第6題)兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷,固定在圖中P、Q兩點(diǎn),MN為PQ連線的中垂線,交PQ于O點(diǎn),A點(diǎn)為MN上的一點(diǎn)。一帶負(fù)電的試探電荷q,從A點(diǎn)由靜止釋放,只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng).取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,則
A.q由A向O的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.q由A向O運(yùn)動(dòng)的過程電勢(shì)能逐漸減小
C.q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大
o.q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零
答案:BC
解析:在兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷連線的中垂線上,電場(chǎng)線方向由O指向A。O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于零。一帶負(fù)電的試探電荷q,從A點(diǎn)由靜止釋放,所受靜電力由A指向O,只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做功
12、,電勢(shì)能減小,q向O點(diǎn)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),q由A向O運(yùn)動(dòng)的過程電勢(shì)能逐漸減小,q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大,電勢(shì)能不為零,選項(xiàng)BC正確AD錯(cuò)誤.
11. (2013高考廣東理綜第19題)圖7,游樂場(chǎng)中,從高處A到水面B處有兩條長(zhǎng)度相等的光滑軌道,甲、乙兩小孩沿著不同軌道同時(shí)從A處自由滑向B處,下列說法正確的有
A.甲的切向加速度始終比乙大
B.甲、乙在同一高度的速度大小相等
C.甲、乙在同一時(shí)刻總能到達(dá)同一高度
D.甲比乙先到達(dá)B處
11.考點(diǎn):力和運(yùn)動(dòng),動(dòng)能定理,力的分解
答案:B D
解析:在光滑軌道上任取一點(diǎn),作切線,設(shè)切線與水平方向
13、成的銳角為θ,則小孩重力沿軌道切向方向分力為:mgsinθ=mat,其切向加速度a=gsinθ??梢钥闯鰜砑椎那邢蚣铀俣纫恢睖p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,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。當(dāng)甲乙下降相同的高度h時(shí),由動(dòng)能定理得: 即:,甲、乙在同一高度的速度大小相等,選項(xiàng)B正確。在同一時(shí)刻,甲的位移總比乙大,甲比乙先到達(dá)B處,選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。
圖4
12. (2013高考廣東理綜第15題)噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)化模型如圖4所示,重力可忽略的墨汁微滴,經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后 ,以速度v垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)飛入極板間,最終打在紙上,則微滴在極板間電場(chǎng)中
A.向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)
14、
B.電勢(shì)能逐漸增大
C.運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線
D.運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無關(guān)
12.考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能關(guān)系,牛頓第二定律,勻強(qiáng)電場(chǎng)的計(jì)算公式
答案:C
解析:不計(jì)重力的微滴帶負(fù)電,所受電場(chǎng)力方向指向帶正電荷的極板,微滴在極板間向正極板偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)。電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。不計(jì)重力的帶負(fù)電微滴初速方向和恒定電場(chǎng)力方向垂直,其運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線,選項(xiàng)C正確。帶電墨汁微滴所受電場(chǎng)力與電量成正比,所以運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量有關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
13. .(2013高考北京理綜第18題)某原子電離后其核外只有一個(gè)電子,若該電子在核的庫(kù)侖力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么電子運(yùn)動(dòng)
A.半徑越大,加速度越大
B.半徑越小,周期越大
C.半徑越大,角速度越小
D.半徑越小,線速度越小
答案:C
解析:電子在核的庫(kù)侖力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由k=ma可知,半徑r越大,加速度a越小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由k=mω2r可知,半徑r越大,角速度ω越小,選項(xiàng)C正確。由ω=2π/T可知,半徑r越大,周期T越大,半徑越小,周期越小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由k=m可知,半徑r越大,線速度v越小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。