新高考版物理总复习专题八 电场（试题练）教学讲练

物理高考总复习PAGEPAGE20学好数理化，走遍天下都不怕专题八电场考情探究课标解读考情分析备考指导考点内容电场力的性质1.通过实验,了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。2.知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。3.知道电场是一种物质。了解电场强度,体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。4.了解生产生活中关于静电的利用与防护。本专题主要考查的内容有:(1)基本概念的深刻理解及各物理量之间的关系;(2)以点电荷模型为载体综合考查电场力的性质和电场能的性质;(3)带电粒子运动的轨迹问题;(4)电容器的两类问题;(5)带电粒子在电场中运动的问题。本专题主要研究静电场的基本性质以及带电粒子在静电场中的运动问题。场强和电势是分别描述电场的力的性质和能的性质的两个物理量。电势能、电场力做功、电势能的变化等是电场能的性质讨论的延伸,带电粒子在电场中的运动问题则是电场上述两性质的综合应用。在复习中应重视对基本概念及基本规律的理解,注重知识的实际应用,如带电粒子在电场中的加速、偏转以及电容器的有关知识在生产、生活中的应用。加强本专题知识与其他物理知识的综合应用,如带电粒子在复合场中的运动。掌握处理较为复杂的物理问题的方法,如类比法、等效法、建立模型等思维方法。电场能的性质1.知道静电场中的电荷具有电势能。2.了解电势能、电势和电势差的含义。3.知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。电容器、带电粒子在电场中的运动1.观察常见电容器,了解电容器的电容,观察电容器的充、放电现象。2.能举例说明电容器的应用。3.能分析带电粒子在电场中的运动情况,能解释相关的物理现象。真题探秘

基础篇固本夯基基础集训考点一电场力的性质1.(多选)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行。小球A的质量为m、电荷量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上,则()A.小球A与B之间库仑力的大小为kB.当qd=mgsinθkC.当qd=mgtanθkD.当qd=mgktanθ时,答案AC2.(2018湖北武汉部分学校起点调研)在匀强电场中,有一质量为m、带电荷量为+q的带电小球静止在O点,然后从O点自由释放,其运动轨迹为一直线,直线与竖直方向的夹角为θ,如图所示,那么下列关于匀强电场的场强大小的说法中正确的是()A.唯一值是mgtanθq C.最小值是mgsinθq 答案C3.三个质量相同的带电小球,置于光滑绝缘的水平桌面上的一个边长为L的正三角形的三个顶点上,如图所示。已知a、b两球皆带正电荷q,现给c球一个恒定的拉力,使三个小球恰好在相对位置不变的情况下以相同的加速度一起做匀加速运动,问:(1)c球带什么性质的电荷,电荷量为多少?(2)恒力F应该为多大?答案(1)负电2q(2)3考点二电场能的性质4.(多选)一带电粒子射入一固定的点电荷的电场中,沿如图所示的虚线由a点运动到b点。a、b两点到点电荷的距离分别为ra和rb,且ra>rb。若不计重力,则()A.带电粒子一定带正电B.库仑力先做正功后做负功C.带电粒子在b点的动能小于在a点的动能D.带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能答案CD5.如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点,质量为m、带电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知q≪Q,AB=h,小球滑到B点时速度大小为3gh,求(1)小球由A到B的过程中电场力做的功;(2)A、C两点间的电势差。答案(1)12mgh(2)-考点三电容器、带电粒子在电场中的运动6.如图所示,先接通S使电容器充电,然后断开S,当增大两极板间距离时,电容器所带电荷量Q、电容C、两极板间电势差U、两极板间电场强度E的变化情况是()A.Q变小,C不变,U不变,E变小B.Q变小,C变小,U不变,E不变C.Q不变,C变小,U变大,E不变D.Q不变,C变小,U变小,E变小答案C7.如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P'点,则由O点静止释放的电子()A.运动到P点返回 B.运动到P和P'点之间返回C.运动到P'点返回 D.穿过P'点答案A8.如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y和Y'长为L,相距d,足够大的竖直屏与两板右侧相距b。在两板间加上可调偏转电压UYY',一束质量为m、带电荷量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出。(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点;(2)求两板间所加偏转电压UYY'的范围;(3)求粒子可能到达屏上区域的长度。答案(1)设粒子在运动过程中的加速度大小为a,离开偏转电场时偏转距离为y,沿电场方向的速度为vy,速度偏转角为θ,其反向延长线通过O点,O点与板右端的水平距离为x则有y=12atL=v0tvy=attanθ=vyv解得x=L即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点(2)由题知a=EqE=U解得y=q当y=d2时,UYY'=则两板间所加电压的范围为-md2v02(3)当y=d2时,粒子到达屏上时竖直方向偏移的距离最大,设其大小为y则y0=y+btanθ又tanθ=vyv解得:y0=d故粒子在屏上可能到达的区域的长度为2y0=d综合篇知能转换综合集训拓展一计算特殊带电体产生的电场强度1.一无限大接地导体板MN前面放有一点电荷+Q,它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板MN存在的情况下,由点电荷+Q与其像电荷-Q共同激发产生的。像电荷-Q的位置就是把导体板当作平面镜时,电荷+Q在此镜中的像点位置。如图所示,已知+Q所在位置P点到金属板MN的距离为L,a为OP的中点,abcd是边长为L的正方形,其中ab边平行于MN。则()A.a点的电场强度大小为E=4kQB.a点的电场强度大小大于b点的电场强度大小,a点的电势高于b点的电势C.b点的电场强度和c点的电场强度相同D.一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中电势能的变化量为零答案B2.如图甲所示,半径为R的均匀带电圆形平板,单位面积带电荷量为σ,其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出:E=2πkσ·1-x(R2+x2)12,方向沿x轴。现考虑单位面积带电荷量为σ0的无限大均匀带电平板,从其中挖去一半径为r的圆板A.2πkσ0x(r2+C.2πkσ0xr D.2πkσ0答案A3.如图所示,均匀带电圆环所带电荷量为Q,半径为R,圆心为O,P为垂直于圆环平面中心轴上的一点,OP=L,试求P点的场强。答案kQL拓展二带电粒子运动轨迹类问题的处理4.(多选)在光滑绝缘的水平桌面上,存在着方向水平向右的匀强电场,电场线如图中实线所示。一初速度不为零的带电小球从桌面上的A点开始运动,到C点时,突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到B点,其运动轨迹如图中虚线所示,v表示小球经过C点时的速度,则()A.小球带正电B.恒力F的方向可能水平向左C.恒力F的方向可能与v方向相反D.在A、B两点小球的速率不可能相等答案AB5.(多选)如图所示,带电质点P1固定在光滑的水平绝缘面上,在水平绝缘面上距P1一定距离处有另一个带电质点P2,P2在水平绝缘面上运动,某一时刻质点P2以速度v沿垂直于P1、P2的连线方向运动,则下列说法正确的是()A.若P1、P2带同种电荷,以后P2一定做速度变大的曲线运动B.若P1、P2带同种电荷,以后P2一定做加速度变大的曲线运动C.若P1、P2带异种电荷,以后P2的速度和加速度可能都不变D.若P1、P2带异种电荷,以后P2可能做加速度、速度都变小的曲线运动答案AD拓展三平行板电容器的动态分析6.(多选)将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是()A.保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半B.保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍C.保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半D.保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半答案AD7.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间电势差为U1,板间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为12d,其他条件不变,这时两极板间电势差为U2,板间场强为E2,下列说法正确的是(A.U2=U1,E2=E1 B.U2=2U1,E2=4E1C.U2=U1,E2=2E1 D.U2=2U1,E2=2E1答案C8.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是()A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大D.实验中,只增加极板带电荷量,静电计指针的张角变大,表明电容增大答案A拓展四“等分法”确定匀强电场中电势及场强9.(多选)如图所示,已知某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF所在平面。若规定D点电势为零,则A、B、C处的电势分别为8V、6V、2V。初动能为12eV、电荷量大小为2e(e为元电荷)的带电粒子从A沿着AC方向射入电场,恰好经过BC的中点G。不计粒子的重力,下列说法正确的是()A.该粒子一定带负电B.该粒子到达点G时的动能为20eVC.只改变粒子在A点初速度的方向,该粒子不可能经过CD.若该粒子以不同速率从D点沿DF方向入射,该粒子可能垂直经过CE答案AC10.如图所示,真空中有一匀强电场(图中未画出),电场方向与圆周在同一平面内,△ABC是圆的内接直角三角形,∠BAC=63.5°,O为圆心,半径R=5cm。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量为+e的粒子,有些粒子会经过圆周上不同的点,其中到达B点的粒子动能为12eV,到达C点的粒子电势能为-4eV(取O点电势为零)。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用,sin53°=0.8。下列说法正确的是()A.圆周上A、C两点的电势差为16VB.圆周上B、C两点的电势差为-4VC.匀强电场的场强大小为100V/mD.当某个粒子经过圆周上某一位置时,可以具有6eV的电势能,且同时具有6eV的动能答案C应用篇知行合一应用一应用电场力和能的性质探究图像问题的处理方法应用集训1.(2017课标Ⅰ,20,6分)(多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是()A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3答案AC2.(多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷()A.在x2和x4处电势能相等B.由x1运动到x3的过程中电势能增大C.由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小D.由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大答案BC3.两个等量异种点电荷位于x轴上,相对原点对称分布,下列选项图中能正确描述电势φ随位置x变化规律的是()答案A应用二应用牛顿运动定律和动能定理探究带电粒子在交变电场中的运动应用集训1.匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示。当t=0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子(带正电),设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法中正确的是()A.带电粒子将始终向同一个方向运动B.2s末带电粒子回到原出发点C.3s末带电粒子的速度不为零D.0~3s内,电场力做的总功为零答案D2.(2018河北衡水中学二调)(多选)如图甲,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,0~T3时间内微粒匀速运动,T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0~T时间内运动的描述,正确的是(A.末速度大小为2v0 B.末速度沿水平方向C.重力势能减少了12mgd D.克服电场力做功为答案BC

应用三应用功能关系探究电场中能量转化问题应用集训1.(2018河北石家庄二中期中,20,4分)(多选)如图所示,竖直向上的匀强电场中,一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上,上端拴接一带电小球,小球静止时位于N点,弹簧恰好处于原长状态。保持小球的带电荷量不变,现将小球提高到M点由静止释放。则释放后小球从M运动到N的过程中()A.小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变B.小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加量C.弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量D.小球动能的增加量等于电场力和重力做功的代数和答案BC2.(多选)如图所示,在竖直平面内有水平向右、场强为E=1×104N/C的匀强电场。在匀强电场中有一根长L=2m的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为0.08kg的带电小球,它静止时细线与竖直方向成37°角,若小球获得初速度后恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动,取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点,cos37°=0.8,g取10m/s2。下列说法正确的是()A.小球的带电荷量q=6×10-5CB.小球动能的最小值为1JC.小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值D.小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变,且为4J答案AB3.如图所示,在绝缘水平面上放有一带正电的滑块,质量为m,带电荷量为q,水平面上方虚线左侧空间有水平向右的匀强电场,场强为E,qE>μmg,虚线右侧的水平面光滑。一轻弹簧右端固定在墙上,处于原长时,左端恰好位于虚线位置,把滑块放到虚线左侧L处,并给滑块一个向左的初速度v0,已知滑块与左侧绝缘水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:(1)弹簧的最大弹性势能;(2)滑块在整个运动过程中产生的热量。答案(1)(qE-μmg)L+(qE-μmg)m5年高考A组基础题组1.(2019课标Ⅰ,15,6分)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则()A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷,Q带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷答案D2.(2018课标Ⅰ,16,6分)如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则()A.a、b的电荷同号,k=16B.a、b的电荷异号,k=16C.a、b的电荷同号,k=64D.a、b的电荷异号,k=64答案D3.(2018课标Ⅲ,21,6分)(多选)如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平;两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。现同时释放a、b,它们由静止开始运动。在随后的某时刻t,a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是()A.a的质量比b的大 B.在t时刻,a的动能比b的大C.在t时刻,a和b的电势能相等 D.在t时刻,a和b的动量大小相等答案BD4.(2019课标Ⅱ,20,6分)(多选)静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动,N为粒子运动轨迹上的另外一点,则()A.运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小B.在M、N两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C.粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D.粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行答案AC5.(2019课标Ⅲ,21,6分)(多选)如图,电荷量分别为q和-q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、b是正方体的另外两个顶点。则()A.a点和b点的电势相等B.a点和b点的电场强度大小相等C.a点和b点的电场强度方向相同D.将负电荷从a点移到b点,电势能增加答案BC6.(2018课标Ⅱ,21,6分)(多选)如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2。下列说法正确的是()A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B.若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为WC.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为WD.若W1=W2,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差答案BD7.(2017上海单科,13,2分)静电场中某电场线如图所示。把点电荷从电场中的A点移到B点,其电势能增加1.2×10-7J,则该点电荷带电(选填“正”或“负”);在此过程中电场力做功为J。

答案负-1.2×10-78.(2015课标Ⅱ,24,12分)如图,一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60°;它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。答案m9.(2019课标Ⅲ,24,12分)空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O、P是电场中的两点,从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电,B的电荷量为q(q>0)。A从O点发射时的速度大小为v0,到达P点所用时间为t;B从O点到达P点所用时间为t2。重力加速度为g,(1)电场强度的大小;(2)B运动到P点时的动能。答案(1)3mgq(2)2m(v02+gB组综合题组1.(2019天津理综,3,6分)如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m的带电小球,以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2v,方向与电场方向相反,则小球从M运动到N的过程()A.动能增加12mv2 B.机械能增加2mvC.重力势能增加32mv2 D.电势能增加2mv答案B2.(2016课标Ⅲ,15,6分)关于静电场的等势面,下列说法正确的是()A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功答案B3.(2015课标Ⅰ,15,6分)如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等。则()A.直线a位于某一等势面内,φM>φQB.直线c位于某一等势面内,φM>φNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功答案B4.(2015海南单科,5,3分)如图,一充电后的平行板电容器的两极板相距l。在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q>0)的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子。在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则M∶m为(A.3∶2 B.2∶1 C.5∶2 D.3∶1答案A5.(2018天津理综,3,6分)如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是()A.vM<vN,aM<aN B.vM<vN,φM<φNC.φM<φN,EpM<EpN D.aM<aN,EpM<EpN答案D6.(2019课标Ⅱ,24,12分)如图,两金属板P、Q水平放置,间距为d。两金属板正中间有一水平放置的金属网G,P、Q、G的尺寸相同。G接地,P、Q的电势均为φ(φ>0)。质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置,以速度v0平行于纸面水平射入电场,重力忽略不计。(1)求粒子第一次穿过G时的动能,以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小;(2)若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场,则金属板的长度最短应为多少?答案(1)12mv02+2φdqhv07.(2017课标Ⅱ,25,20分)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)A点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小。答案(1)3∶1(2)13H(3)C组教师专用题组1.(2017天津理综,7,6分)(多选)如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是()A.电子一定从A向B运动B.若aA>aB,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA<EpBD.B点电势可能高于A点电势答案BC2.(2015海南单科,7,5分)(多选)如图,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是()A.b点电势为零,电场强度也为零B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功D.将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大答案BC3.(2018课标Ⅰ,21,6分)(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是()A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时,其电势能为4eVD.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍答案AB4.(2016天津理综,4,6分)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则()A.θ增大,E增大 B.θ增大,Ep不变C.θ减小,Ep增大 D.θ减小,E不变答案D5.(2016课标Ⅰ,20,6分)(多选)如图,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知()A.Q点的电势比P点高B.油滴在Q点的动能比它在P点的大C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小答案AB6.(2019天津理综,12,20分)2018年,人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生,这种引擎不需要燃料,也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示,进入电离室的气体被电离成正离子,而后飘入电极A、B之间的匀强电场(初速度忽略不计),A、B间电压为U,使正离子加速形成离子束,在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目为定值,离子质量为m,电荷量为Ze,其中Z是正整数,e是元电荷。(1)若引擎获得的推力为F1,求单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为多少;(2)加速正离子束所消耗的功率P不同时,引擎获得的推力F也不同,试推导FP的表达式(3)为提高能量的转换效率,要使FP尽量大,请提出增大F答案(1)设正离子经过电极B时的速度为v,根据动能定理,有ZeU=12mv2设正离子束所受的电场力为F1',根据牛顿第三定律,有F1'=F1②设引擎在Δt时间内飘入电极间的正离子个数为ΔN,由牛顿第二定律,有F1'=ΔNmv-联立①②③式,且N=ΔNN=F1(2)设正离子束所受的电场力为F',由正离子束在电场中做匀加速直线运动,有P=12考虑到牛顿第三定律得到F'=F,联立①⑤式得FP=2(3)为使FP尽量大,分析⑥三条建议:用质量大的离子;用带电荷量少的离子;减小加速电压。7.(2017课标Ⅰ,25,20分)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0。在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变。持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点。重力加速度大小为g。(1)求油滴运动到B点时的速度。(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。答案(1)设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为正。油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故电场力方向向上。在t=0时,电场强度突然从E1增加至E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a1满足qE2-mg=ma1①油滴在时刻t1的速度为v1=v0+a1t1②电场强度在时刻t1突然反向,油滴做匀变速运动,加速度方向向下,大小a2满足qE2+mg=ma2③油滴在时刻t2=2t1的速度为v2=v1-a2t1④由①②③④式得v2=v0-2gt1⑤(2)由题意,在t=0时刻前有qE1=mg⑥油滴从t=0到时刻t1的位移为s1=v0t1+12a1t油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为s2=v1t1-12a2t由题给条件有v0式中h是B、A两点之间的距离。若B点在A点之上,依题意有s1+s2=h⑩由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得E2=2-2v为使E2>E1,应有2-2v0gt即当0<t1<1-或t1>1+3才是可能的;条件式和式分别对应于v2>0和v2<0两种情形。若B点在A点之下,依题意有s1+s2=-h由①②③⑥⑦⑧⑨式得E2=2-2v为使E2>E1,应有2-2v0gt即t1>52另一解为负,不合题意,已舍去。3年模拟时间:90分钟分值:90分一、单项选择题(每题3分,共9分)1.(2020届河北枣强中学第一次月考,6)如图所示,将两个等量的正点电荷分别固定在M、N两点,图中圆的圆心位于两点电荷连线的中点,be为两点电荷连线的中垂线且与圆的交点分别为b、e,a、c、d、f分别为圆弧Mb、bN、Ne、eM的中点,下列有关说法正确的是()A.a、c、d、f四点的电场强度相同B.a、c、d、f四点的电势相同C.如果将一带负电的重力不计的粒子由e点无初速释放,则该粒子将沿中垂线向O点做匀加速运动D.如果将一带负电的粒子由a沿弧abc运动到c点,则电场力先做正功后做负功答案B2.(2019河北百校联盟二联,3)某真空空间存在静电场,沿某一方向建立x轴,x轴上电势随坐标x变化的规律如图所示,现从坐标原点由静止释放一个带负电的点电荷P。点电荷P仅在电场力的作用下由O运动到4a的过程中,下列说法正确的是()A.点电荷P在x=4a处速度最大B.点电荷P在x=4a处加速度最小C.点电荷P在x=2a处速度最大D.点电荷P在x=2a处加速度最大答案C3.(2019河北衡水中学模拟)有三个完全相同的金属小球A、B、C,其中小球C不带电,小球A和B带有等量的同种电荷,如图所示,A球固定在竖直绝缘支架上,B球用不可伸长的绝缘细线悬于A球正上方的O点处,静止时细线与OA的夹角为θ。小球C可用绝缘手柄移动,重力加速度为g,现在进行下列操作,其中描述与事实相符的是()A.仅将球C与球A接触后离开,B球再次静止时细线中的张力比原来要小B.仅将球C与球B接触后离开,B球再次静止时细线与OA的夹角为θ1,仅将球C与球A接触后离开,B球再次静止时细线与OA的夹角为θ2,则θ1=θ2C.剪断细线OB瞬间,球B的加速度等于gD.剪断细线OB后,球B将沿OB方向做匀变速直线运动直至着地答案B二、多项选择题(每题4分,共28分)4.(2020届河北大名一中第十周周测,6)空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图像如图所示,x轴正方向为场强的正方向。下列说法中正确的是()A.该电场可能是由一对分别位于x2和-x2两点的等量异种电荷形成的电场B.x2和-x2两点的电势相等C.正电荷从x1运动到x3的过程中电势能先增大后减小D.原点O与x2两点之间的电势差大于-x2与x1两点之间的电势差答案BD5.(2020届山东等级考模拟,9)在金属球壳的球心有一个正点电荷,球壳内外的电场线分布如图所示,下列说法正确的是()A.M点的电场强度比K点的大B.球壳内表面带负电,外表面带正电C.试探电荷-q在K点的电势能比在L点的大D.试探电荷-q沿电场线从M点运动到N点,电场力做负功答案ABD6.(2019湖北六校联考)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中,只受重力、电场力和空气阻力三个力的作用。若重力势能增加5J,机械能增加1.5J,电场力做功2J,则小球()A.重力做功为5J B.电势能减少2JC.空气阻力做功0.5J D.动能减少3.5J答案BD7.(2019辽宁抚顺一模)如图甲所示,Q1、Q2是两个固定的点电荷,一带正电的试探电荷仅在电场力作用下以初速度v0沿两点电荷连线的中垂线从a点向上运动,其v-t图像如图乙所示,下列说法正确的是()A.两点电荷一定都带负电,但电荷量不一定相等B.两点电荷一定都带负电,且电荷量一定相等C.试探电荷一直向上运动,直至运动到无穷远处D.t2时刻试探电荷的电势能最大,但加速度不为零答案BD8.(2019河北唐山一模)如图所示,竖直平面内有A、B两点,两点的水平距离和竖直距离均为H,空间存在水平向右的匀强电场。一质量为m的带电小球从A点以水平速度v0抛出,经一段时间竖直向下通过B点。重力加速度为g,小球在由A到B的运动过程中,下列说法正确的是()A.小球带负电B.速度先增大后减小C.机械能一直减小D.任意一小段时间内,电势能的增加量总等于重力势能的减少量答案AC9.(2019河北衡水中学高考模拟十)如图所示,A、B为平行板电容器的金属板,G为静电计,开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度。下述结论正确的是()A.若保持开关S闭合,将A、B两极板靠近些,指针张开角度将变小B.若保持开关S闭合,将A、B两极板正对面积变小些,指针张开角度将不变C.若断开开关S后,将A、B两极板靠近些,指针张开角度将变小D.若断开开关S后,将A、B两极板正对面积变小些,指针张开角度将变大答案BCD10.(2018湖北仙桃、天门、潜江三市期末联考)如图所示,在竖直平面足够大的区域内有电场强度为E的匀强电场,一质量为m、电荷量为q的小球,以初速度v0从电场中的O点出发,沿ON方向在竖直面内做匀变速直线运动