高考物理二轮复习 考点对接模拟题经典特训 专题七 静电场（含3年模拟题详解）(1).doc

专题七静电场模拟试题考点一 库仑定律电场强度1.(2013安徽合肥第一次质检)等量异种点电荷+q和-q固定,在它们的连线和其中垂线上有c、b、a三点,如图所示,现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点,再从b点沿直线移到c点,则检验电荷在此全过程中()a.所受静电力一直增大 b.所受静电力先增大后减小c.电势能一直减小 d.电势能先增大后减小解析:根据等量异种点电荷周围的电场分布可知,等量异种电荷连线中垂线为电势为零的等势面,中点场强最大,连线上中点场强最小,故从a到b再到c场强逐渐变大,故静电力一直增大,故选项a正确,b错误.因a与b的连线是等势线,所以从a到b电势不变故电势能不变,选项c、d错误.答案:a2.(2013北京朝阳区期末检测)如图所示是正点电荷周围的一条电场线,电场线上a、b两点的电场强度分别为ea、eb,电势分别为a、b.下列判断中正确的是 ( )a.ea eb, abb.ea eb, a eb, ab,沿电场线方向场强越来越小,即ea eb,由此可知a项正确.答案:a3.(2013江西九江七校联考)水平面上a, b, c三点固定着三个电荷量为q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在o点,oabc恰构成一棱长为l的正四面体,如图所示.已知静电力常量为k,重力加速度为g,为使小球能静止在o点,小球所带的电荷量为( )a.b.c. d.解析:设小球所带电荷量为q,因为oabc构成棱长为l的正四面体,所以水平面上a, b, c三点固定着的三个电荷对小球的静电力为f=k,该力与竖直方向的夹角余弦值为cos =,小球竖直方向受力平衡,可知3fcos =mg,即3k=mg,可得q=,可知a项正确.答案:a4.(2013北京西城区高三期末)如图所示,在a、b两点分别放置两个电荷量相等的正点电荷,o点为a、b连线中点,m点位于a、b连线上,n点位于a、b连线的中垂线上.则关于o、m、n三点的电场强度e和电势的判定正确的是( )a.em eo b. m oc.en eod. n eo,a选项错误;连线上各点电势从aob先减小后增大,故m o,b选项错误;两等量正电荷连线中垂线上各点电场强度从o点至无穷远先增大后减小,根据电场强度的叠加可知o点电场强度为零,所以en e0,c选项错误;两等量正电荷连线中垂线上各点电势从o点至无穷远逐渐减小,故n o,d选项正确.答案:d考点二 电势、电势能、电势差5.(2013北京海淀高三期末检测)如图所示,电场中的一簇电场线关于y轴对称分布,o点是坐标原点,m、n、p、q是以o为圆心的一个圆周上的四个点,其中m、n在y轴上,q点在x轴上,则() a.m点电势比p点电势高 b.om间的电势差等于no间的电势差 c.一正电荷在o点的电势能小于在q点的电势能 d.将一负电荷从m点移到p点,静电力做正功解析:点电荷所在位置在n点下方,且该电荷为正电荷.正电荷所在位置到m点的距离大于到p的距离,离正电荷越近的位置电势越高,则m点电势比p点电势低,q点电势比o点电势低,由ep=q得一正电荷在o点的电势能大于在q点的电势能,a、c选项均错误.电场线的疏密反映场强的大小,场强越大的地方相同距离上的电势差越大,故om间的电势差小于no间的电势差,b选项错误;由于m点电势比p点电势低,则ump0,故一负电荷从m点移到p点,静电力做正功,d选项正确.答案:d6.(2013安徽江南十校联考) 如图所示,ab为均匀带有电荷量为+q的细棒,c为ab棒附近的一点,cb垂直于ab.ab棒上电荷形成的电场中,可以等效成ab棒上电荷集中于ab上某点p处、带电荷量为+q的点电荷所形成的电场在c点的电势.若pc的距离为r,由点电荷电势的知识可知0=k.若某点处在多个点电荷形成的电场中,则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和.根据题中提供的知识与方法,我们可将ab棒均分成两段,并看成两个点电荷,就可以求得ac连线中点c处的电势为( )a. b. c.2d.4解析:由题意可知设p在图中ab的中点d点处,令cd=r,可知=k.将ab分两段,即ad段与db段,每段所带电荷量为.c是ac的中点,e、f分别为ad、db中点,可知ce=cf=,则ad段与db段在c处产生电场的电势为=k=k=,则点c处的电势为20,故c项正确. 答案:c7.(2013广东江门一模)图中的实线表示电场线,虚线表示只受静电力作用的带电粒子从m点运动到n点的轨迹,可以判定()a.粒子带负电b.m点的电势低于n点的电势c.粒子在m点受到的静电力大于在n点受到的静电力d.粒子在m点的动能小于在n点的动能解析:对带电粒子的运动情况及受力情况分析如图所示,知其运动方向沿运动轨迹的切线方向,受力方向沿电场线切线方向且与运动轨迹的切线方向夹角为锐角,由此可知粒子带正电,故选项a错误.由m到n的过程中静电力做正功,因此粒子在m点的动能小于在n点的动能,d项正确.沿电场线方向电势越来越低,可知b项错误.根据电场线的分布情况可判断出粒子在m点受到的静电力小于在n点受到的静电力,所以c项错误.答案:d8.(2013四川内江一模)如图(甲)所示,mn是某一电场中的一条电场线,a、b是该电场线上的两个点,如果在a、b 两点分别引入试探电荷,测得试探电荷所受的静电力f跟它的电荷量q之间的关系如图(乙)所示,选从n到m的方向为静电力的正方向,那么,关于a、b两点的场强和电势的大小关系,下列说法中正确的是()a.电场强度eaeb;电势abb.电场强度eaeb;电势abc.电场强度eabd.电场强度eaeb;电势aeb,因电荷带正电所以电场方向为由n到m,所以ab,由此可知b项正确.答案:b9.(2012琼海市一模)如图所示,将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧,两球在空间形成了稳定的静电场,实线为电场线,虚线为等势面.a、b两点与两球球心连线位于同一直线上,c、d两点关于直线ab对称,则()a.a点和b点的电势相同b.c点和d点的电场强度相同c.正电荷从a点移至b点,静电力做正功d.负电荷从c点移至d点,电势能增大解析:由题图看出,a点所在等势面的电势高于b点所在等势面的电势,正电荷从a点移至b点的过程中,静电力做正功,故选项a错误,c正确;由图看出,c、d两点处电场线疏密程度相同,场强大小相等,但方向不同,故选项b错误;由于c、d在同一等势面上,因此负电荷从c点移至d点的过程中,静电力做功为零,电荷的电势能不变,选项d错误.答案:c考点三 电容器带电粒子在电场中的运动10.(2013北京海淀期末检测)如图所示,两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器,极板n与静电计金属球相连,极板m和静电计的外壳均接地.用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差u.在两板相距为d时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度.在整个实验过程中,保持电容器的带电荷量q不变,下面的操作中将使静电计指针张角变小的是()a.仅将m板向下平移b.仅将m板向左平移c.仅在m、n之间插入云母板(介电常数大于1)d.仅在m、n之间插入金属板,且不和m、n接触解析:静电计指针张角反映的是静电计外壳和金属球之间的电势差大小,电势差越大,张角越大,电势差越小,张角越小.由图中结构可知静电计外壳和金属球之间的电势差与平行板电容器两金属板之间的电势差相等.电容器的带电荷量q不变,a、b两选项对应的操作中均使平行板电容器的电容减小,由q=cu可得电容器两金属板之间的电势差变大,静电计张角变大,a、b选项错误;c、d两选项对应的操作中均使平行板电容器的电容增大,电容器的带电荷量q不变,由q=cu可得电容器两金属板之间的电势差变小,静电计张角变小,c、d选项正确.答案:cd11.(2013浙江杭州二中月考)如图所示,带电粒子p所带的电荷量是带电粒子q的3倍,它们以相等的速度v0从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入匀强电场,分别打在m、n点,若om=mn,则p和q的质量之比为()a.34b.43c.32d. 23解析:带电粒子在电场中运动分析可知a=,x=v0t,d=at2,可得m=,可以得到=,由此可知a项正确.答案:a12.(2012广东省高三联考)如图所示,一平行板电容器接在电源上,当两极板间的距离增大时,则() a.两极板间的电场强度将减小,极板上的电荷量也将减小b.两极板间的电场强度将减小,极板上的电荷量将增大c.两极板间的电场强度将增大,极板上的电荷量将减小d.两极板间的电场强度将增大,极板上的电荷量也将增大解析:电容器的两极板始终与电源两极连接,则电容器两极板间电压不变,当板间距离增大时,由e=可知,两极板间的电场强度减小;由c=可知,电容器的电容c变小,由q=cu可知,极板上的电荷量q减小.综上所述,选项a正确.答案:a13.(2013四川南充适应性检测)如图所示,长为l的轻质细线固定在o点,细线的下端系住质量为m、电荷量为+q的小球,小球的最低点距水平面的高度为h,在小球最低点与水平面之间高为h的空间内分布着场强为e的水平向右的匀强电场,固定点o的正下方l/2处有一小障碍物p,现将小球从细线处于水平状态由静止释放.(1)细线在刚要接触障碍物p时,小球的速度是多大?(2)细线在刚要接触障碍物p和细线刚接触到障碍物p时,细线的拉力发生多大的变化?(3)若细线在刚接触到障碍物p时断开,小球运动到水平面时的动能为多大?解析:(1)由机械能守恒定律得mgl=mv2,v=.(2)细线在刚要接触障碍物p时,细线的拉力设为t1,由牛顿第二定律得t1-mg=m.细线在刚接触到障碍物p时,细线的拉力设为t2,由牛顿第二定律得t2-mg=m,可解得t2-t1=2mg.(3)细线断开后小球在竖直方向做自由落体运动,运动时间t=,小球在水平方向做匀加速运动,运动的距离x=vt+t2.小球运动到水平面时的动能由动能定理得mgh+qex=ek-mv2,可解得ek=mgh+mgl+2qe.答案:(1)(2)2mg(3)mgh+mgl+2qe14.(2012琼海市一模)如图所示,在光滑绝缘水平面上b点的正上方o处固定一个质点,在水平面上的a点放另一个质点,两个质点的质量均为m,带电荷量均为+q.c为ab直线上的另一点(o、a、b、c位于同一竖直平面上),ao间的距离为l,ab和bc间的距离均为,在空间加一个水平方向的匀强电场后a处的质点处于静止.试问:(1)该匀强电场的场强多大?其方向如何?(2)给a处的质点一个指向c点的初速度,该质点到达b点时所受的静电力多大?(3)质点到达c点时的加速度为多大?解析:(1)由库仑定律得o点处的带电质点对a点处的带电质点的库仑力大小为f1=k设所加匀强电场的场强为e,依题意有f1sin 30=eq联立两式解得e=,方向由a指向c.(2)质点到达b点时所受静电力大小为f2=.(3)质点到达c点时的加速度大小为a=.答案:见解析15.(2013四川内江一模)如图所示,在竖直平面内,有一直角坐标系xoy,在y轴及左侧均无电场,右侧有斜向上与竖直方向成角的匀强电场,在坐标原点o处,系一长度l= 0.3 m的绝缘细线,细线的另一端拴一个质量m=1.010-3kg、电荷量q=10-8c的带正电小球(可视为质点).当小球静止时,小球与悬点o位于同一水平面上,g=10 m/s2,则:(1)匀强电场的场强大小是多大?(2)现给小球一个初速度,使它能沿逆时针方向做完整的圆周运动,那么,小球的初速度至少要多大?解析:(1)对小球受力分析,如图所示,由平衡条件得qe=,解得:e=1.0106 v/m.(2)设小球第一次刚穿出电场时的速度为v1,要使小球刚好能沿逆时针方向做完整的圆周运动,那么,第一次刚穿出电场时,只由重力提供向心力:mg=.设小球的初速度为v0,小球从平衡位置到最高点的过程中,静电力不做功,只有重力做功,由动能定理得-mgl=m-m,解得v0=3 m/s.答案:见解析16.(2012上海市金山区高三诊断)如图所示,m、n是水平放置的一对正对平行金属板,其中m板中央有一小孔o,板间存在竖直向上的匀强电场,ab是一根长为9l的轻质绝缘细杆,在杆上等间距地固定着10个完全相同的带电小球(小球直径略小于孔),每个小球带电荷量为q,质量为m,相邻小球间的距离为l,小球可视为质点,不考虑带电小球之间的库仑力.现将最下端的小球置于o处,然后将ab由静止释放,ab在运动过程中始终保持竖直,经观察发现,在第二个小球进入电场到第三个小球进入电场前