1、一、选择题:(本题包含12小题,其中1-7小题为单选,每小题4分,8-12小题为多选,每小题5分,共53分)1关于电场强度的下列说法中正确的是( )A电场中某点的场强方向与放入该点的试探电荷所受电场力方向相同B在等量异种电荷的电场中,两电荷连线中点处的电场强度最大C在等量异种电荷的电场中,从两电荷连线中点沿其中垂直线向外场强越来越小D在等量同种电荷的电场中,从两电荷连线中点沿其中垂直线向外场强越来越大【答案】C考点:考查了等量同种电荷,等量异种电荷电场分布规律【名师点睛】解答本题关键要掌握电场强度方向的规律,了解等量异种电荷和等量同种电荷电场线的分布情况,结合电场线的疏密分析场强的大小2两个大
2、小相同的金属小球A、B分别带有qAqB=41数值的电荷量,相距较远,相互间引力为F现将另一个不带电的、与A、B完全相同的金属小球C,先与A接触,再与B接触,然后离开并放回原处,则A、B间的作用力大小变为 ( )A B C D【答案】B【解析】试题分析:假设A带电量为4Q,B带电量为-Q,距离为r,两球之间的相互吸引力的大小是,第三个不带电的金属小球C与A接触后,A和C的电量都为2Q,C与B接触时总电荷量再平分,则C、B分开后电量均为,这时,A、B两球之间的相互作用力的大小,B正确;考点:考查了库仑定律的应用【名师点睛】要清楚带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷电量先中和再平分根据库
3、仑定律的内容,找出变化量和不变量求出问题3有一正点电荷只受电场力作用从静电场中的点由静止释放,它沿直线运动到点的过程中,动能Ek随位移x变化的关系图象如右图所示,则该电场的电场线分布应是下图中的( )【答案】A考点:电场力做功【名师点睛】正点电荷从a运动到b,只有电场力做功,动能增加,图线动能随位移均匀增加,可根据动能定理列式分析4如图一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点,其中M点在轨迹的最右点。不计重力,下列表述正确的是( )1A. 粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向111C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中
4、的电势能始终在增加【答案】C【解析】试题分析:电子受到的电场力向左,在向右运动的过程中,电场力对电子做负功,电子的速度减小,运动到M点时,电子的速度最小,所以A错误;电子受到的电场力的方向与电场线的方向相反,所以B错误;由于电子是在匀强电场中运动的,受到的电场力的大小是不变的,所以粒子在电场中的加速度也不变,所以C正确;当电子向右运动的过程中,电场力对电子做负功,电势能增加,在向左返回的过程中,电场力对电子做正功,电势能减小,所以D错误考点:考查了带电粒子在电场中的运动【名师点睛】本题就是对电场力做功特点的考查,掌握住电场力做正功,电势能减小,动能增加,电场力做负功时,电势能增加,动能减小5如
5、图的竖直平面xOy内存在有竖直向下的电场,带电小球以初速度v0从O点沿Ox轴水平射入,恰好通过平面中的A点,OA连线与Ox轴夹角为30.已知小球的质量为m,则带电小球通过A点时的动能为( )A.7mv02/6 B.2mv02/3 C.2mv02 D.mv02/2【答案】A考点:考查了带电粒子在电场中的运动【名师点睛】带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量
6、转化的观点,选用动能定理和功能关系求解6物理关系式不仅反映了物理量之间的数值关系,也确定了单位间的关系。对于单位的分析是帮助我们检验研究结果正确性的一种方法。下面是同学们在研究平行板电容器充电后储存的能量EC与哪些量有关的过程中得出的一些结论,式中C为电容器的电容、U为电容器充电后其两极板间的电压、E为两极板间的电场强度、d为两极板间的距离、S为两极板正对面积、为两极板间所充介质的相对介电常数(没有单位)、k为静电力常量。请你分析下面给出的关于EC的表达式可能正确的是( )A B C D【答案】C考点:考查了电容器电容【名师点睛】对于物理中的公式一定要牢固的掌握住,根据公式就可以判断物理量的单
7、位与哪些单位等效7如图所示,在光滑绝缘的水平桌面上固定放置光滑绝缘的挡板ABCD,AB段为直线挡板, BCD段是半径为R的圆弧挡板,挡板处于场强为E的匀强电场中,电场方向与圆直径MN平行。现有一带电荷量为q、质量为m的小球由静止从挡板内侧上的A点释放,并且小球能沿挡板内侧运动到D点抛出,则( )1A小球运动到N点时,挡板对小球的弹力可能为0B小球运动到N点时,挡板对小球的弹力可能为qEC小球运动到M点时,挡板对小球的弹力可能为0D小球运动到C点时,挡板对小球的弹力一定大于mg【答案】C1111【解析】试题分析:小球从静止A点释放,能沿挡板内侧运动到D点抛出,知小球在AB段的合力方向沿AB向下,
8、则电场力方向水平向右,小球一定带正电;小球受到的合力方向沿AB向下,所以小球在圆轨道内运动的过程中,圆轨道的等效最高点在MD到最高点间,圆轨道的等效最低点是的延长线与右下方轨道的交点,位于N与C之间小球运动到N点时,电场力方向水平向右,小球水平方向的合力提供圆周运动向心力,故挡板对小球的弹力大于电场力qE,故AB均错误;小球运动到M点时水平方向的合力提供圆周运动向心力,故当小球所受电场力刚好提供小球圆周运动的向心力时,挡板对小球的作用力为0,故C正确;当小球在点C时的速度大于0,小球竖直方向所受弹力提供小球圆周运动向心力,整个轨道是在水平面上,而不是竖直平面,所以C点弹力与重力无法比较,故D错
9、误考点:考查了带电粒子在匀强电场中的运动和牛顿第二定律的综合运用,【名师点睛】根据小球的运动情况,可知小球的合力方向,得知小球的电场力方向,从而得知小球的电性小球沿挡板内侧运动,根据AB段垂直于挡板方向上的合力为零,判断电场力与重力的大小关系然后确定小球运动过程中的等效最高点与大小最低点小球在等效最高点存在临界条件,在等效最低点对轨道的压力最大8如图所示,AB是一个接地的很大的薄金属板,其右侧P点有一带电荷量为Q的正电荷,N为金属板外表面上的一点,P到金属板的垂直距离PN=d,M为PN连线的中点关于M、N两点的场强和电势,如下说法正确的是( )AM点的电势比N点的电势点高,M点的场强比N点的场
10、强大BM点的场强大小为4kQ/d2CN点的电势为零,场强不为零DN点的电势和场强都为零【答案】AC【解析】试题分析:金属板接地,由于静电感应,金属板上右侧出现负电荷,电场线从+Q出发到金属板终止,金属板电荷排布对于左边电场的影响相当于在+Q原处放上一个-Q沿电场线的方向电势越来越低,所以M点的电势大于N点的电势(N点的电势为零);M点电场线较密,场强较大,故A正确;大金属板接地屏蔽,用镜像法,就是说,金属板上感应电荷排布后对于右边电场的影响,相当于在+ Q关于板对称的地方放上一个-Q具体原因可以分析左边,左边电场为0那么接 地金属板电荷排布对于左边电场的影响相当于在+ Q原处放上一个- Q而明
11、显金属板对左右电场影响是 对称的这就是镜像法的原理可以推得N电场为,方向向左(即使是无限趋近于板,但是由于本来板上电荷就是感应出来的,所以不可能是离板越近电场越大),M电场为,方向向左,故B错误;AB接地所以AB上各点电势都为零,N点电势就为零,但电势与场强无关,所以N点场强不为零,故C正确D错误考点:考查了电势,电场强度【名师点睛】根据等势体可确定电势的高低,由电场力做功来确定电势能的变化与否;电势与电场强度没有关系;并根据电场的叠加原理,结合电场强度公式,即可求出M点的电场强度的大小9如图所示,用长L=0.50 m的绝缘轻质细线,把一个质量m=1.0g带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行
12、金属板之间,平行金属板间的距离d=5.0cm,两板间电压U=1.0103V静止时,绝缘细线偏离竖直方向角,小球偏离竖直线的距离a=1.0cm.取g=10 m/s2.则下列说法正确的是( )A两板间电场强度的大小为2.0104 V/mB小球带的电荷量为1.0108 CC若细线突然被剪断,小球在板间将做匀加速曲线运动D若细线突然被剪断,小球在板间将做匀加速直线运动【答案】ABD考点:考查了电场力作用下的平衡【名师点睛】由电场强度与电势差的关系,可求电场强度;对小球受力分析,有平衡条件求电场力,求电荷量;细线断后小球受到重力、电场力,合力为恒力,做匀加速直线运动10如图所示,平行板电容器与电源电压为
13、E的直流电源连接,下极板接地一带电油滴位于容器中的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下移动一小段距离,则( )A带电油滴将沿竖直方向向上运动BP点的电势将降低C带电油滴的电势能将减少D电容器的电容减小,且极板带电量减小【答案】AC考点:考查了电容器的动态变化【名师点睛】在分析电容器动态变化时,需要根据判断电容器的电容变化情况,然后结合,等公式分析,需要注意的是,如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定,如果电容器充电后与电源断开,则电容器两极板上的电荷量恒定不变11如图初速为零的电子经加速电场加速后,垂直射入偏转电场,射出时偏转位移为d,若要使d增大些,下列哪些措施是可
14、行的:( )A增大偏转电场极板间距离B增大加速电压U0C增大偏转电压UD增大偏转电场的极板长度【答案】CD考点:考查了带电粒子在电场中的运动【名师点睛】带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解12空间中有一电场强度方向沿x轴方向的电场,其电势随x的分布如图所示。一质量为m、带电量为-q的粒子(不计重力),以初速度v0
15、从x=0处的O点进入电场并沿x轴正方向运动,则下列关于该粒子运动的说法中正确的是( )A粒子从处运动到处的过程中动能逐渐减小B粒子从处运动到处的过程中电势能逐渐减小C欲使粒子能够到达处,则粒子从处出发时的最小速度应为 D若,则粒子在运动过程中的最小速度为【答案】ABD考点:考查了动能定理,电场力做功,功能关系【名师点睛】根据电势随x的分布图线可以得出电势函数关系,由电势能和电势关系式得出电势能的变化利用动能定理列方程求动能或速度三、计算题:本题包含4小题,共 47 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。11
16、1113在一个匀强电场中有A、B、C三点,AB长 为5cm,AC为3cm,BC为4cm,如图所示,电场强度方向平行于纸面,电子在电场力作用下由C运动到A,动能减少60eV,质子在电场力作用下由C运动至B,动能增加60eV,求该匀强电场的大小和方向。【答案】,方向为垂直AB斜向上【解析】试题分析:据题,C、A间电势差为,C、B间电势差为,考点:考查了匀强电场中电场强度与电势差的关系,电场力做功【名师点睛】此题运用电势差公式时,U、W、q都要代入符号进行计算电场线与等势面的关系掌握要牢固14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
17、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;(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。【答案】(1)(2)(3)考点:考查了电场力做功,动能定理【名师点睛】解决本题的关键知道液珠的加速度为零时,速度最大,以及能够熟练运用动能定理和电场力做功公式15真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37,(取sin37=0.6, c
18、os37=0.8)。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。已知重力加速度为g,求运动过程中 (1)小球受到的电场力的大小;(2)小球的最小速度;(3)小球再回到与抛出点同一水平面时距离抛出点的距离。【答案】(1)(2),与电场方向夹角为37斜向上(3)【解析】试题分析:(1)根据题设条件可知,合外力和竖直方向夹角为37,所以电场力大小为:,电场力的方向水平向右111(2)水平速度:,竖直速度:小球的速度:由以上各式得出:解得当时,v有最小值,此时:,即与电场方向夹角为37斜向上考点:考查了带电粒子在复合场中的运动【名师点睛】本题在复合场中考察了运动的合成、分运动之间的关系等,有一定的
19、综合性解这类问题的关键是:正确进行受力分析,弄清运动形式,利用相应物理规律求解16如图,足够长斜面倾角=30,斜面上OA段光滑,A点下方粗糙且,水平面上足够长OB段粗糙且2=0.3,B点右侧水平面光滑。OB之间有与水平方向(已知)斜向右上方的匀强电场E=105V/m。可视为质点的小物体C、D质量分别为mC=4kg,mD=1kg,D带电q= +110-4C,用轻质细线通过光滑滑轮连在一起,分别放在斜面及水平面上的P和Q点由静止释放,B、Q间距离d=1m,A、P间距离为2d,细绳与滑轮之间的摩擦不计。(sin=,cos=,g=10m/s2),求:(1)物体C第一次运动到A点时速度;(2)物体C减速向下运动阶段的加速度;(3)物块D运动过程中电势能变化量的最大值。【答案】(1)(2)(3)50J(2)由题意,C经过A点后将减速下滑至速度为0后又加速上滑,设其加速度大小为,向下运动的时间为,发生的位移为对物体C:,对物体D:,联立解得:;则,(3)D从开始运动到最左端过程中:所以电势能变化量的最大值为-50J考点:考查了电场力做功,牛顿第二定律,运动学公式【名师点睛】本题关键要正确分析两个物体的受力情况,牛顿第二定律和运动学公式结合研究其运动情况,是动力学常用的思路对于两个物体组成的连接体,采用隔离法求解加速度是基本的方法,要熟练掌握,列式时不能漏力