【备战2013】高考物理 5年高考真题精选与最新模拟 专题06 电场

【答案】（1），（2）能【解析】（1）小球P1到达O点的时间，与P2碰撞时，电场刚好由零变为E0。①碰撞后，P1速度为v1＝在电场中，P1的加速度加速度为：a＝②P1向左运动的时间t1＝＝T③在t1时间内，有电场，P1做匀减速直线运动，向左运动的最大距离为：sm＝④（2）根据动量守恒定律有：m1v0＝m1v1＋m2v2⑤求得P2的速度：v2＝⑥P1从O点运动到B点所需时间t2＝＝4T⑦在t2时间内，一直存在电场，则P1的位移为：x1＝v1t2＋＝2L⑧由于x1＞L，故在OB之间P1与P2能再次相碰。⑨(本题考查考生对电场、力学基本规律的认识、理解和应用，考查理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力及获取信息的能力。)【最新模拟】1．【2013•北京市朝阳区模拟】绝缘细线的一端与一带正电的小球M相连接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在下列情况下，小球M能处于静止状态的是 （）GFGFT【答案】B【解析】M受到三个力的作用处于平衡状态，则绝缘细线的拉力与两个球的库仑力的合力必大小相等，方向相反，其受图如图所示，只有选项B正确.2．【2013•河北模拟】电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是（）A．A点的电场强度比C点的小B．负电荷在A点电势能比C点电势能大C．电荷沿等势面AB移动过程中，电场力始终不做功D．正电荷由A移到C，电场力做负功3．【2013•四川模拟】如图所示，绝缘轻杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用。初始时轻杆与电场线垂直（如图中实线位置），将杆向右平移的同时顺时针转过90°（如图中虚线位置），发现A、B两球电势能之和不变。根据图中给出的位置关系，可判断下列说法中正确的是（）LLLAABBEA．A球一定带正电荷，B球一定带负电荷B．A、B两球带电量的绝对值之比qA∶qB=1∶2C．A球电势能一定增加D．电场力对A球和B球都不做功4．【2013•江苏调考】如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD，对角线AC与两点电荷连线重合，两对角线交点O恰为电荷连线的中点。下列说法中正确的是++——OABCDA．A点的电场强度大于B点的电场强度且两点电场强度方向不同B．B、D两点的电场强度及电势均相同C．一电子由B点沿B→C→D路径移至D点，电势能先减小后增大D．一质子由C点沿C→O→A路径移至A点，电场力对其先做负功后做正功【答案】B【解析】由电场的叠加原理，A点的电场强度大于B点的电场强度，但两点电场强度方向相同，所以选项A错；B、D两点的电场强度及电势均相同选项B正确；因C点的电势小于零，所以一电子由B点沿B→C→D路径移至D点，电势能先增大后减小，选项C错；一质子由C点沿C→O→A路径移至A点，电场力对其先做负功后做负功，选项D错.5．【2013•黄冈模拟】在竖直向下的匀强电场中，有a、b、c、d四个带电质点，各以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动，不计质点间的相互作用力，则有（）A．c、d带异种电荷B．a、b带同种电荷且电势能均不变C．d的电势能减小，重力势能增大D．c的电势能增大，机械能减小6．【2013•江西模拟】如图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a，b两点电场强度和电势均相同的是()【答案】C【解析两个等量的异种电荷在中垂z一上的电势为零,对称的点场强相等,所以选项C正确.7.【2013•江苏模拟】如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一棱形ABCD，对角线焦点为O，在顶点B、D处各固定一个点电荷，若将一个带正电的小球从A点静止释放，小球将沿对角线AC作往返运动。则（）A．B、D处固定的是等量的正电荷B．B、D处固定的是等量的异种电荷C．在A、C的连线上O点电势最低D．运动小球在O处的机械能最小【答案】C【解析】由题意，B、D处固定的是等量的负电荷，AB错；带正电的小球从A点静止释放，向低电势处移动，故C对；运动小球在O处的电势能最小、机械能最大，D错8．【2013•湖北重点中学联考】如图所示竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场，与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球，P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最终都能运动到右极板上的同一位置，则从开始释放到运动到右极板的过程中它们的（）A．运行时间B．电势能减少量之比C．电荷量之比D．动能增加量之比【答案】C【解析】两球均受重力、恒定的电场力作用，做匀加速直线运动，按运动的分解：竖直方向：是重力作用下的自由落体运动，二者下降位移相同，用时间相等，A错误。又质量相同，B错误水平方向：电场力作用下的初速度为0的匀加速直线运动，位移比是，由公式得它们的电荷量之比，C正确。9.【2013•河南模拟】P、Q两电荷的电场线分布如图所示，、为电场中的两点．一个离子从运动到（不计重力），轨迹如图所示．则下列判断正确的是PQPQbacdB．c点电势低于d点电势C．离子在运动过程中受到P的吸引D．离子从到，电场力做正功【答案】C【解析】根据电场线从正电荷出发到负电荷终止可知，P带正电荷，Q带负电荷，选项A错误；由顺着电场线方向电势逐渐降低可知，c点电势高于d点电势，选项B错误；由离子从运动到的轨迹弯曲方向可知，离子在运动过程中受到P的吸引，选项C正确；离子从到，电场力做负功，选项D错误。10．【2013•浙江模拟】如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．那么()A．微粒带正、负电荷都有可能B．微粒做匀减速直线运动C．微粒做匀速直线运动D．微粒做匀加速直线运动11．【2013•湖北八校联考】有一静电场，其电场强度方向平行于x轴．其电势φ随坐标x的改变而变化，变化的图线如图所示，则下列图中正确表示该静电场的场强E随x变化的图线是(设场强沿x轴正方向时取正值)()【答案】A【解析】由题图知该静电场中电势φ与沿电场方向的距离x成线性关系，故必为匀强电场，则φ－x图象的斜率大小等于场强E，故此0～2mm、10mm～12mm两段的场强大小相等，方向也相同，且与2mm～10mm区间的场强相反．因顺着场强方向电势降低，故0～2mm及10mm～12mm区间场强方向为负，而2mm～10mm区间场强为正．故A正确．12．【2013•安徽质检】x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中的曲线所示，从图象可知下列推理中与图象信息不相符合的是()A．Q1一定大于Q2B．Q1和Q2一定是同种电荷，但不一定是正电荷C．电势最低处P点的电场强度为0D．Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点13．【2013•重庆联考】如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF.K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则()A．|Wab|＝|Wbc|B．|Wab|＜|Wbc|C．粒子由a点到b点，动能减少D．a点的电势较b点的电势低【答案】C【解析】由等量异种点电荷的电场线的特点可知靠近电荷处电场强度大，类比公式U＝Ed知|Uab|＞|Ubc|，而W＝qU，所以|Wab|＞|Wbc|，故A、B均错误；从粒子的运动轨迹可知该粒子从a点到c点受到大体向左的作用力，左侧为正电荷，从左向右电势降低，D错误；粒子由a点到b点，电场力做负功，电势能增加，动能减少，C正确．14．【2013•宁丹东市四校协作模拟】如图所示，一带电粒子从平行带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v0射入电场中，恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场．若其它条件不变，在两板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场，该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出．不计重力，则A．2v0=v1+v2B．v0=C．v0=D．v0<v1=v215．【2013•山东模拟】在光滑绝缘的水平面上，存在一个水平方向的匀强电场，电场强度大小为E，在该电场中一个半径为R的圆周，其中PQ为直径，C为圆周上的一点，在O点将一带正电的小球以相同的初速率向各个方向水平射出时，小球可以到达圆周的任何点，但小球到达C点时的速度最大，已知PQ与PC间的夹角为θ=30°，则关于该电场强度E的方向及PC间的电势差大小说法正确的是（）A．E的方向为由P指向Q，B．E的方向为由Q指向C，C．E的方向为由P指向C，D．E的方向为由O指向C，【答案】D【解析】由题意知，过C点的切面是圆周上离P最远的等势面，半径OC与等势面垂直，E的方向为由O指向C，OC与CP间的夹角为θ=30°，16．【2013•湖南四市联考】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=30º。试求：（1）在A、B所形成的电场中，M、N两点间的电势差，并指出M、N哪一点的电势高。（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a的正三角形，则小球运动到N点瞬间，轻细线对小球的拉力FT（静电力常量为k）。【答案】(1)(2)【解析】（1）带电小球C在A、B形成的电场中从M点运动到N点的过程中，重力和电场力做功，但合力功为零，则 qUMN＋mglcosθ=0 所以UMN= 即M、N两点间的电势差大小且N点的电势高于M点的电势。 （2）在N点，小球C受到重力mg、细线的拉力FT以及A和B分别对它的斥力FA和FB四个力的作用如图所示，且沿细线方向的合力为零（向心力为零）。则mgFAmgFAFBFTθθ又 得 17．【2013•四川质检】如图所示，虚线MN下方存在竖直向上的匀强电场，场强E＝2×103V/m，电场区域上方有一竖直放置长为l＝0.5m的轻质绝缘细杆，细杆的上下两端分别固定一个带电小球A、B，它们的质量均为m＝0.01kg，A带正电，电量为q1＝2.5×10－4C；B带负电，电荷量q2＝5×10－5C，B到MN的距离h＝0.05m．现将轻杆由静止释放(g取10m/s(1)小球B刚进入匀强电场后的加速度大小．(2)从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间．(3)小球B向下运动离M、N的最大距离．从B球进入电场到A球刚要进入电场过程，A、B球整体做匀加速运动，时间为t2，则有l＝v1t2＋eq\f(1,2)ateq\o\al(2,2)解方程得：t2＝0.2s从开始运动到A刚要进入匀强电场过程中的时间t＝t1＋t2＝0.3s.(3)设小球B向下运动离MN最大距离为s，A、B球整体从开始运动到到达最低点过程，由动能定理得：2mg(h＋s)＋q2Es－q1E(s－l)＝0解得：s＝1.3m18．【2013•江苏常州水平监测】如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，D点为O点在斜面上的垂足，OM＝ON，带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑，到达N点时速度恰好为零，然后又滑回到M点，速度大小变为。若小物体电荷量保持不变，可视为点电荷。（1）带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化，电场力共做多少功？（2）N点的高度h为多少？（3）若物体第一次到达D点时速度为,求物体第二次到达D点时的速度。【答案】(1)电场力做功为0(2)(3)【解析】（1）电势能先减少后增加，由于M、N为等势点，所以带电体在两点间运动时电场力做功为0（2）解得：(3)由对称性可知物体从M到D以及从N到D克服摩擦力做功相等都为Wf/2…M到D：N到D：（公式中将克服摩擦做功写成其他符号的照样得分，没有写电场力做功的不得分）19．【2013•辽宁模拟】如下图所示，现在有一个小物块，质量为m=80g，带上正电荷q=210－4C。与水平的轨道之间的滑动摩擦系数m=0.2，在一个水平向左的匀强电场中，E=103V/m，在水平轨道的末端N处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径为R=40cm，取g=10m/s2，求：（1）小物块恰好运动到轨道的最高点，那么小物块应该从水平哪个位置释放？（2）如果在上小题的位置释放小物块，当它运动到P（轨道中点）点时对轨道的压力等于多少？【答案】（1）15.25m（2）3.0N【解析】（1）物块能通过轨道最高点的临界条件是解得v=2m/s设小物块释放位置距N处为s解得s=15.25m，即小物块应该从在水平位置距N处为15.25m处开始释放物块到P点时，解得解得FN=3.0N由牛顿第三运动定律可得物块对轨道的压力：20．【2013•广东模拟】飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m，如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间t1。改进以上方法，如图2，让离子飞越AB后进入场强为E（方向如图）的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后返回B端飞行的总时间为t2（不计离子重力）（1）忽略离子源中离子的初速度，①用t1计算荷质比；②用t2计算荷质比。（2）离子源中相同比荷的离子由静止开始可经不同的加速电压加速，设两个比荷都为q/m的离子分别经加速电压U1、U2加速后进入真空管，在改进后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差Δt，可通过调节电场E使Δt＝0。求此时E的大小。【答案】（1）①、②或；（2）【解析】（1）①设离子带电量为q，质量为m，经电场加速后的速度为v，则2离子飞越真空管，在AB做匀速直线运动，则L＝vt1解得离子荷质比②离子在匀强电场区域BC中做往返运动，设加速度为a，则qE＝mat2＝解得离子