2018年高考物理课标Ⅲ专用复习专题测试:专题八 静电场 共147张 精品
2018年全国Ⅲ卷物理试题及答案(清晰版)
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2018年普通高等学校招生全国统一考试理科综合物理试题二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.1934年,约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核,产生了第一个人工放射性核素X :。
X 的原子序数和质量数分别为 A .15和28 B .15和30 C .16和30 D .17和3115.为了探测引力波,“天琴计划”预计发射地球卫星P ,其轨道半径约为地球半径的16倍;另一地球卫星Q 的轨道半径约为地球半径的4倍。
P 与Q 的周期之比约为 A .2:1 B .4:1 C .8:1 D .16:116.一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q 方;若该电阻接到正弦交变电源上,在一个周期内产生的热量为Q 正.该电阻上电压的峰值为u 0,周期为T ,如图所示。
则Q 方: Q 正等于A . BC .1:2D .2:117.在一斜面顶端,将甲乙两个小球分别以v 和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。
甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的A .2倍B .4倍C .6倍D .8倍18.甲乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。
2018版高考物理教科版四川专用大一轮复习讲义文档第六
专题强化八动力学、动量和能量观点在电学中的应用专题解读 1.本专题是力学三大观点在电学中的综合应用,高考对本专题将作为计算题压轴题的形式命题.2.学好本专题,可以帮助同学们应用力学三大观点分析带电粒子在电场和磁场中的碰撞问题、电磁感应中的动量和能量问题,提高分析和解决综合问题的能力.3.用到的知识、规律和方法有:电场的性质、磁场对电荷的作用、电磁感应的相关知识以及力学三大观点.命题点一电磁感应中的动量和能量问题例1如图1所示,在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中有两条光滑固定的平行金属导轨MN、PQ,导轨足够长,间距为L,其电阻不计,导轨平面与磁场垂直,ab、cd为两根垂直于导轨水平放置的金属棒,其接入回路中的电阻分别为R,质量分别为m.与金属导轨平行的水平细线一端固定,另一端与cd棒的中点连接,细线能承受的最大拉力为T,一开始细线处于伸直状态,ab棒在平行导轨的水平拉力F的作用下以加速度a向右做匀加速运动,两根金属棒运动时始终与导轨接触良好且与导轨相垂直.图1(1)求经多长时间细线被拉断?(2)若在细线被拉断瞬间撤去拉力F,求两根金属棒之间距离增量Δx的最大值是多少?①细线能承受的最大拉力为T;②ab棒向右做匀加速直线运动.答案(1)2RTB2L2a(2)2mR2TB4L4解析(1)ab棒以加速度a向右运动,当细线断时,ab棒运动的速度为v,产生的感应电动势E=BL v,①回路中的感应电流I=E2R,②cd棒受到安培力F B=BIL,③经t时间细线被拉断,得F B=T,④v =at ,⑤由①②③④⑤式得t =2RTB 2L 2a.⑥(2)细线断后,ab 棒做减速运动,cd 棒做加速运动,两棒之间的距离增大,当两棒达共同速度u 而稳定运动时,两棒之间的距离增量Δx 达到最大值,整个过程回路中磁通量的变化量 ΔΦ=BL Δx ,⑦由动量守恒定律得m v =2mu ,⑧ 回路中感应电动势的平均值 E 1=ΔΦΔt,⑨回路中电流的平均值I =E 12R ,⑩对于cd 棒,由动量定理得BIL Δt =mu , 由⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得Δx =2mR 2TB 4L4.应用动量和能量观点解决双导体棒电磁感应问题的技巧1.问题特点对于双导体棒运动的问题,通常是两棒与导轨构成一个闭合回路,当其中一棒在外力作用下获得一定速度时必然在磁场中切割磁感线,在该闭合电路中形成一定的感应电流;另一根导体棒在磁场中通过时在安培力的作用下开始运动,一旦运动起来也将切割磁感线产生一定的感应电动势,对原来电流的变化起阻碍作用. 2.方法技巧解决此类问题时通常将两棒视为一个整体,于是相互作用的安培力是系统的内力,这个变力将不影响整体的动量守恒.因此解题的突破口是巧妙选择系统,运用动量守恒(动量定理)和功能关系求解.1.两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L .导轨上面横放着两根导体棒ab 和cd ,构成矩形回路,如图2所示.两根导体棒的质量皆为m ,电阻皆为R ,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B .设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时,棒cd 静止,棒ab 有垂直指向棒cd 的初速度v 0(见图).若两导体棒在运动中始终不接触,求:图2(1)在运动中产生的焦耳热的最大值;(2)当ab 棒的速度变为初速度的34时,cd 棒的加速度大小.答案 (1)14m v 20 (2)B 2L 2v 04mR解析 (1)ab 棒受到与运动方向相反的安培力作用做减速运动,cd 棒则在安培力作用下做加速运动.在ab 棒的速度大于cd 棒的速度时,回路总有感应电流,ab 棒继续减速,cd 棒继续加速.两棒速度达到相同后,回路面积保持不变,磁通量不变化,不产生感应电流,两棒以相同的速度v 做匀速运动.从初始至两棒达到的速度相同的过程中,两棒总动量守恒,有 m v 0=2m v ,根据能量守恒,整个过程中产生的总热量为 Q =12m v 20-12(2m )v 2=14m v 20.(2)设ab 棒的速度变为初速度的34时,cd 棒的速度为v ′,则由动量守恒得m v 0=m ×34v 0+m v ′.此时回路中的感应电动势为E =(34v 0-v ′)BL ,感应电流为I =E2R,此时cd 棒所受的安培力F =IBL , cd 棒的加速度a =Fm ,由以上各式,可得:a =B 2L 2v 04mR.2.如图3所示,金属杆a 从离地h 高处由静止开始沿光滑平行的弧形轨道下滑,轨道的水平部分有竖直向上的匀强磁场B ,水平轨道上原来放有一金属杆b ,已知a 杆的质量为m 1,且与b 杆的质量m 2之比为m 1∶m 2=3∶4,水平轨道足够长,不计摩擦,求:图3(1)a 和b 的最终速度分别是多大? (2)整个过程中回路释放的电能是多少?(3)若已知a 、b 杆的电阻之比R a ∶R b =3∶4,其余部分的电阻不计,整个过程中杆a 、b 上产生的热量分别是多少?答案 (1)均为372gh (2)47m 1gh(3)1249m 1gh 1649m 1gh 解析 (1)a 下滑过程中机械能守恒m 1gh =12m 1v 20 a 进入磁场后,回路中产生感应电流,a 、b 都受安培力作用,a 做减速运动,b 做加速运动,经过一段时间,a 、b 速度达到相同,之后回路的磁通量不发生变化,感应电流为0,安培力为0,二者匀速运动,匀速运动的速度即为a 、b 的最终速度,设为v .由于a 、b 所组成的系统所受合外力为0,故系统的动量守恒m 1v 0=(m 1+m 2)v 由以上两式解得最终速度v 1=v 2=v =372gh .(2)由能量守恒得知,回路中产生的电能应等于a 、b 系统机械能的损失,所以E =m 1gh -12(m 1+m 2)v 2=47m 1gh .(3)由能量守恒定律,回路中产生的热量应等于回路中释放的电能等于系统损失的机械能,即Q a +Q b =E .在回路中产生电能的过程中,电流不恒定,但由于R a 与R b 串连,通过的电流总是相等的.所以应有Q a Q b =I 2R a t I 2R b t =R a R b =34Q a =37E =1249m 1gh Q b =47E =1649m 1gh .命题点二 电场中的动量和能量问题例2 如图4所示,LMN 是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN 水平且足够长,LM 下端与MN 相切.质量为m 的带正电小球B 静止在水平面上,质量为2m 的带正电小球A 从LM 上距水平面高为h 处由静止释放,在A 球进入水平轨道之前,由于A 、B 两球相距较远,相互作用力可认为零,A 球进入水平轨道后,A 、B 两球间相互作用视为静电作用,带电小球均可视为质点.已知A 、B 两球始终没有接触.重力加速度为g .求:图4(1)A 球刚进入水平轨道的速度大小;(2)A 、B 两球相距最近时,A 、B 两球系统的电势能E p ; (3)A 、B 两球最终的速度v A 、v B 的大小.①光滑绝缘轨道;②A 、B 两球间相互作用视为静电作用;③A 、B 两球始终没有接触.333解析 (1)对A 球下滑的过程,据机械能守恒得: 2mgh =12·2m v 20 解得:v 0=2gh(2)A 球进入水平轨道后,两球组成的系统动量守恒,当两球相距最近时共速:2m v 0=(2m +m )v ,解得:v =23v 0=232gh据能量守恒定律:2mgh =12(2m +m )v 2+E p ,解得:E p =23mgh(3)当两球相距最近之后,在静电斥力作用下相互远离,两球距离足够远时,相互作用力为零,系统势能也为零,速度达到稳定. 2m v 0=2m v A +m v B , 12×2m v 20=12×2m v 2A +12m v 2B 得:v A =13v 0=132gh ,v B =43v 0=432gh .电场中动量和能量问题的解题技巧动量守恒定律与其他知识综合应用类问题的求解,与一般的力学问题求解思路并无差异,只是问题的情景更复杂多样,分析清楚物理过程,正确识别物理模型是解决问题的关键.3.如图5所示,“┙”型滑板(平面部分足够长),质量为4m ,距滑板的A 壁为L 1的B 处放有一质量为m 、电量为+q 的大小不计的小物体,小物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E 的匀强电场中,初始时刻,滑板与小物体都静止,试求:图5(1)释放小物体,第一次与滑板A 壁碰前小物体的速度v 1为多大?(2)若小物体与A 壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的35,碰撞时间极短,则碰撞后滑板速度为多大?(均指对地速度)(3)若滑板足够长,小物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做功为多大?m 5m 51解析 (1)对物体,根据动能定理,有qEL 1=12m v 21,得v 1=2qEL 1m(2)物体与滑板碰撞前后动量守恒,设物体第一次与滑板碰后的速度为v 1′,滑板的速度为v ,则m v 1=m v 1′+4m v若v 1′=35v 1,则v =110v 1,因为v 1′>v ,不符合实际,故应取v 1′=-35v 1,则v =25v 1=252qEL 1m. (3)在物体第一次与A 壁碰后到第二次与A 壁碰前,物体做匀变速运动,滑板做匀速运动,在这段时间内,两者相对于水平面的位移相同. 所以12(v 2+v 1′)t =v t ,即v 2=75v 1=752qEL 1m. 对整个过程运用动能定理得:电场力做功W =12m v 21+(12m v 22-12m v 1′2)=135qEL 1. 命题点三 复合场中的动量和能量问题例3 如图6所示,水平虚线X 下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场,整个空间存在匀强电场(图中未画出).质量为m 、电荷量为+q 的小球P 静止于虚线X 上方A 点,在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为I 的冲量作用而做匀速直线运动.在A 点右下方的磁场中有定点O ,长为l 的绝缘轻绳一端固定于O 点,另一端连接不带电的质量同为m 的小球Q ,自然下垂,保持轻绳伸直,向右拉起Q ,直到绳与竖直方向有一小于5°的夹角,在P 开始运动的同时自由释放Q ,Q 到达O 点正下方W 点时速率为v 0.P 、Q 两小球在W 点发生相向正碰,碰到电场、磁场消失,两小球黏在一起运动.P 、Q 两小球均视为质点,P 小球的电荷量保持不变,绳不伸长,不计空气阻力,重力加速度为g .图6(1)求匀强电场场强E 的大小和P 进入磁场时的速率v ; (2)若绳能承受的最大拉力为F ,要使绳不断,F 至少为多大?①受到方向竖直向下、大小为I 的冲量作用而做匀速直线运动;②P 、Q 两小球在W点发生相向正碰,碰到电场、磁场消失,两小球黏在一起运动. 答案 (1)mg q Im (2)(I -m v 0)22ml+2mg解析 (1)设小球P 所受电场力为F 1,则F 1=qE 在整个空间重力和电场力平衡,有F 1=mg 联立相关方程得E =mgq由动量定理得I =m v 故v =I m.(2)设P 、Q 相向正碰后在W 点的速度为v m ,由动量守恒定律得 m v -m v 0=(m +m )v m此刻轻绳的张力为最大,由牛顿第二定律得 F -(m +m )g =(m +m )l v 2m 联立相关方程,得 F =(I -m v 0)22ml+2mg .4.如图7所示,整个空间中存在竖直向上的匀强电场.经过桌边的虚线PQ 与桌面成45°角,其上方有足够大的垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B .光滑绝缘水平桌面上有两个可以视为质点的绝缘小球,A 球对桌面的压力为零,其质量为m ,电量为q ;B 球不带电且质量是km (k >7).A 、B 间夹着质量可忽略的火药.现点燃火药(此时间极短且不会影响小球的质量、电量和各表面的光滑程度),火药炸完瞬间A 的速度为v 0,求:图7(1)火药爆炸过程中有多少化学能转化为机械能; (2)A 球在磁场中的运动时间;(3)若一段时间后AB 在桌上相遇,求爆炸前A 球与桌边P 的距离. 答案 (1)k +12k m v 20(2)3πm 2qB (3)2k -2-3π2(k +1)·m v 0qB解析 (1)设爆炸之后B 的速度为v B ,选向左为正方向 在爆炸前后由动量守恒可得:0=m v 0-km v B 又由能量守恒可得:E =12m v 20+12km v 2B =k +12km v 20 (2)由“A 球对桌面的压力为零”可知重力和电场力等大反向,故A 球进入磁场中将会做匀速圆周运动,则 T =2πm qB由几何知识可得:A 球在磁场中运动了34个圆周(如图所示)则t 2=3πm 2qB(3)由0=m v 0-km v B 可得:v B =v 0kR =m v 0qB设爆炸前A 球与桌边P 的距离为x A ,爆炸后B 运动的位移为x B ,,时间为t B 则t B =x A v 0+t 2+R v 0x B =v B t B由图可得:R =x A +x B 联立上述各式解得: x A =2k -2-3π2(k +1)·m v 0qB.1.如图1所示,两根间距为l 的光滑金属导轨(不计电阻),由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成,其水平段加有竖直向下方向的匀强磁场,磁感应强度为B ,导轨水平段上静止放置一金属棒cd ,质量为2m ,电阻为2r .另一质量为m ,电阻为r 的金属棒ab ,从圆弧段M 处由静止释放下滑至N 处进入水平段,棒与导轨始终垂直且接触良好,圆弧段MN 半径为R ,所对圆心角为60°.求:图1(1)ab 棒在N 处进入磁场区速度是多大?此时棒中电流是多少? (2)cd 棒能达到的最大速度是多大?(3)cd 棒由静止到达最大速度过程中,系统所能释放的热量是多少? 答案 (1)gRBl gR 3r (2)13gR (3)13mgR 解析 (1)ab 棒由M 下滑到N 过程中机械能守恒,故mgR (1-cos 60°)=12m v 2.解得v =gR .进入磁场区瞬间,回路中电流强度 I =E 2r +r=Bl gR 3r .(2)ab 棒在安培力作用下做减速运动,cd 棒在安培力作用下做加速运动,当两棒速度达到相同速度v ′时,电路中电流为零,安培力为零,cd 达到最大速度.运用动量守恒定律得m v =(2m +m )v ′ 解得v ′=13gR .(3)系统释放的热量应等于系统机械能的减少量, 故Q =12m v 2-12·3m v ′2,解得Q =13mgR .2.如图2所示是计算机模拟出的一种宇宙空间的情景,在此宇宙空间内存在这样一个远离其他空间的区域(其他星体对该区域内物体的引力忽略不计),以MN 为界,上半部分匀强磁场的磁感应强度为B 1,下半部分匀强磁场的磁感应强度为B 2.已知B 1=4B 2=4B 0,磁场方向相同,且磁场区域足够大.在距离界线MN 为h 的P 点有一宇航员处于静止状态,宇航员以平行于MN 的速度向右抛出一质量为m 、电荷量为q 的带负电小球,发现小球在界线处的速度方向与界线成90°角,接着小球进入下半部分磁场.当宇航员沿与界线平行的直线匀速到达目标Q 点时,刚好又接住球而静止.图2(1)请你粗略地作出小球从P 点运动到Q 点的运动轨迹; (2)PQ 间的距离是多大? (3)宇航员的质量是多少?答案 (1)见解析图 (2)6h (3)5πm6解析 (1)小球的运动轨迹如图所示.(2)设小球的速率为v 1,由几何关系可知R 1=h ,由q v B =m v 2R 和B 1=4B 2=4B 0,可知R 2=4R 1=4h ,由q v 1(4B 0)=m v 21R 1,解得小球的速率v 1=4qB 0hm,根据运动的对称性,PQ 的距离为L =2(R 2-R 1)=6h . (3)设宇航员的速率为v 2,因周期T =2πmqB ,故小球由P 运动到Q 的时间t =T 12+T 22=5πm4qB 0.所以宇航员匀速运动的速率为v 2=L t =24qB 0h5πm ,由动量守恒定律有M v 2-m v 1=0, 可解得宇航员的质量M =5πm6.3.如图3所示,绝缘水平地面上有宽L =0.4 m 的匀强电场区域,场强E =6×118 N /C 、方向水平向左.不带电的物块B 静止在电场边缘的O 点,带电量q =5×10-8 C 、质量m A =1×10-2kg 的物块A 在距O 点s =2.25 m 处以v 0=5 m/s 的水平初速度向右运动,并与B 发生碰撞,假设碰撞前后A 、B 构成的系统没有动能损失.A 的质量是B 的k (k >1)倍,A 、B 与水平面间的动摩擦因数都为μ=0.2,物块均可视为质点,且A 的电荷量始终不变,取g =10 m/s 2.图3(1)求A 到达O 点与B 碰撞前的速度;(2)求碰撞后瞬间,A 和B 的速度;(3)讨论k 在不同取值范围时电场力对A 做的功.答案 (1)4 m/s (2)4(k -1)k +1 m/s 8k k +1m/s (3)见解析解析 (1)设碰撞前A 的速度为v ,由动能定理得-μm A gs =12m A v 2-12m A v 20① 得:v =v 20-2μgs =4 m/s.②(2)设碰撞后A 、B 速度分别为v A 、v B ,且设向右为正方向,由于弹性碰撞,所以有:m A v =m A v A +m B v B ③12m A v 2=12m A v 2A +12m B v 2B ④ 联立③④并将m A =km B 及v =4 m/s 代入得:v A =4(k -1)k +1m/s ⑤ v B =8k k +1m/s ⑥ (3)讨论:(ⅰ)如果A 能从电场右边界离开,必须满足:12m A v 2A >μm A gL +qEL ⑦ 联立⑤⑦代入数据,得:k >3⑧电场力对A 做功为:W =qEL =6×118×5×10-8×0.4 J =1.2×10-2 J ⑨ (ⅱ)如果A 不能从电场右边界离开电场,必须满足12m A v 2A ≤μm A gL +qEL ⑩ 联立⑤⑩代入数据,得:k ≤3考虑到k >1,所以在1<k ≤3范围内A 不能从电场右边界离开. 又:qE =3×10-2 N >μm A g =2×10-2 N 所以A 会返回并从电场的左侧离开,整个过程电场力做功为0, 即W =0.4.如图4所示,直角坐标系xOy 位于竖直平面内,x 轴与绝缘的水平面重合,在y 轴右方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场.质量为m 2=8×10-3 kg 的不带电小物块静止在原点O ,A 点距O 点l =0.185 m ,质量m 1=1×10-3 kg 的带电小物块以初速度v 0=0.5 m /s 从A 点水平向右运动,在O 点与m 2发生正碰并把部分电量转移到m 2上,碰撞后m 2的速度为0.1 m/s ,此后不再考虑m 1、m 2间的库仑力.已知电场强度E =40 N /C ,小物块m 1与水平面的动摩擦因数为μ=0.1,取g =10 m/s 2,求:图4(1)碰后m 1的速度;(2)若碰后m 2做匀速圆周运动且恰好通过P 点,OP 与x 轴的夹角θ=30°,OP 长为l OP =0.4 m ,求磁感应强度B 的大小;(3)其他条件不变,若改变磁场磁感应强度B ′的大小,使m 2能与m 1再次相碰,求B ′的大小.答案 (1)-0.4 m/s ,方向水平向左 (2)1 T(3)0.25 T解析 (1)设m 1与m 2碰前速度为v 1,由动能定理-μm 1gl =12m 1v 21-12m 1v 20 代入数据解得:v 1=0.4 m/s已知v 2=0.1 m/s ,m 1、m 2正碰,由动量守恒有:m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2 代入数据得:v 1′=-0.4 m/s ,方向水平向左(2)m 2恰好做匀速圆周运动,所以qE =m 2g得:q =2×10-3 C 物块由洛伦兹力提供向心力,设其做圆周运动的半径为R ,则q v 2B =m 2v 22R ,轨迹如图,由几何关系有:R =l OP解得:B =1 T(3)当m 2经过y 轴时速度水平向左,离开电场后做平抛运动,m 1碰后做匀减速运动. m 1匀减速运动至停,其平均速度为:v =12v 1′=0.2 m /s >v 2=0.1 m/s. 所以m 2在m 1停止后与其相碰 由牛顿第二定律有: f =μm 1g =m 1a m 1停止后离O 点距离: s =v 1′22a则m 2平抛的时间:t =s v 2平抛的高度:h =12gt 2 设m 2做匀速圆周运动的半径为R ′,由几何关系有:R ′=12h 由q v 2B ′=m 2v 22R ′, 联立得:B ′=0.25 T.。
专题08 静电场-2018年高考物理备考艺体生系列 含解析
第一部分质点直线运动特点描述电场是电学的基础,也是高考的重点,每年必考。
一般以填空题或计算题的形式进行考查。
库仑定律、电场线的性质、带电体在静电场中的平衡、平行板电容器、带电粒子在电场中的运动等是考查的重点。
特别是带电粒子在电场中的运动结合交变电流、磁场知识巧妙地把电场性质与牛顿运动定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来,更是命题几率较高的热点。
在复习本部分时要牢牢抓住力和能这两条主线,将知识系统化,找出它们的联系,做到融会贯通,同时还应注意此部分知识与科技前沿、生活实际等的联系,如静电除尘、电容式传感器、喷墨打印机、静电分选器、示波器等。
预测今年对电场考查选择题和计算均有:选择题主要检测考生对重要概念的理解和基本规律的运用.重点考查库仑定律、电场、电场强度、电场线、匀强电场、电场强度的叠加、匀强电场中电势差根电场强度的关系、电容器的电容等基本概念、基本规律的综合运用;计算题仍是以高分值高难度形式出现,重点是考查电场力、电势能、电势差、电势等概念与力学综合。
从近几年的高考来看,随着招生比例的增大,试题的难度相对而言有所下降,思维难度大,起点高的超难试题没有了,但同时送分题也没有了,在论述题,计算题的思维起点都不是很高,随着对物理过程研究的深入,思维难度逐步增大,因此有效的考查了学生的物理思维能力。
因此抓好基本物理知识的教学仍是中学物理教学的首要任务。
把握好复习节奏,适当降低起点和速度,着重学生思维能力的培养过程,以基础题训练方法,努力培养学生正确,良好的解题习惯,加强对学生复习方法,应试策略与技巧的训练和指导。
第二部分知识背一背一、电荷守恒定律1.物质的电结构:构成物质的原子本身包括:带正电的质子和不带电的中子构成原子核,核外有带负电的电子,整个原子对外较远位置表现为电中性.2.元电荷:最小的电荷量,其值为e=1.60×10-19 C.其他带电体的电荷量皆为元电荷的整数倍.3.电荷守恒定律(1)内容:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变.(2)起电方式:摩擦起电、接触起电、感应起电.(3)带电实质:物体带电的实质是得失电子.二、库仑定律1.点电荷:是一种理想化的物理模型,当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时,可以将带电体视为点电荷.2.库仑定律(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.(2)公式:F =k q 1q 2r 2,其中比例系数k 叫做静电力常量,k =9.0×109 N ·m 2/C 2. (3)适用条件:①真空中;②点电荷.3.库仑定律的理解:库仑定律的适用条件是真空中的静止点电荷.点电荷是一种理想化的物理模型,当带电体间的距离远远大于带电体的自身大小时,可以视其为点电荷而适用库仑定律,否则不能适用. 三、电场及电场强度 1.静电场(1)电场是存在于电荷周围的一种物质,静电荷产生的电场叫静电场.(2)电荷间的相互作用是通过电场实现的.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用. 2.电场强度(1)物理意义:表示电场的强弱和方向.(2)定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F 跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度. (3)定义式:E =Fq . (4)单位:N/C 或V/m.(5)矢量性:电场强度是矢量,正电荷在电场中某点受力的方向为该点电场强度的方向,电场强度的叠加遵从平行四边形定则. 3.场强三个表达式的比较1.电场线的定义:为了直观形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向,在电场中画出一系列的曲线,使曲线上各点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的疏密表示电场强度的大小. 2.几种典型电场的电场线分布(1)正点电荷的电场如图甲所示:电场线由正电荷出发,到无穷远终止. (2)负点电荷的电场如图乙所示:电场线由无穷远出发,到负电荷终止.(3)匀强电场的电场线分布如图丙所示.特点:间隔相等的平行直线. (4)点电荷与带电金属板的电场线的分布如图丁所示.(5)等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场两点电荷的连线及其中垂线上的电场分布及特点的比较如下:1.电场力做功的特点(1)在电场中移动电荷时,电场力做功与路径无关,只与初末位置有关,可见电场力做功与重力做功相似. (2)在匀强电场中,电场力做的功W =Eqd ,其中d 为沿电场线方向的位移. 2.电势能(1)定义:电荷在电场中具有的势能.电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到零势能位置时电场力所做的功.(2)电场力做功与电势能变化的关系电场力做的功等于电势能的减少量,即W AB =E p A -E p B 。
(完整版)2018年全国高考3卷物理试题(含答案Word版),推荐文档
绝密★启用前2018年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C12N14O16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cr 52 Zn 65 I 127 一、选择题:本题共13个小题,每小题6分,共78分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列研究工作中由我国科学家完成的是A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成2.下列关于细胞的结构和生命活动的叙述,错误的是A.成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量B.细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素C.两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递D.哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆3.神经细胞处于静息状态时,细胞内外K+和Na+的分布特征是A.细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内B.细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内C.细胞外K+浓度高于细胞内,Na+相反D.细胞外K+浓度低于细胞内,Na+相反4.关于某二倍体哺乳动物细胞有丝分裂和减数分裂的叙述,错误的是A.有丝分裂后期与减数第二次分裂后期都发生染色单体分离B.有丝分裂中期与减数第一次分裂中期都发生同源染色体联会C.一次有丝分裂与一次减数分裂过程中染色体的复制次数相同D.有丝分裂中期和减数第二次分裂中期染色体都排列在赤道板上5.下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP6.某同学运用黑光灯诱捕的方法对农田中具有趋光性的昆虫进行调查,下列叙述错误的是A.趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者B.黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息C.黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度D.黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目7.化学与生活密切相关。
三年高考()高考物理试题分项版解析 专题08 静电场(含解析)
专题08 静电场【2018高考真题】1.如图所示,水平金属板A、B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态.现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴()A. 仍然保持静止B. 竖直向下运动C. 向左下方运动D. 向右下方运动【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【答案】 D点睛:本题以带电粒子在平行板电容器电场中的平衡问题为背景考查平行板电容器的电场及电荷受力运动的问题,解答本题的关键是根据电场线与导体表面相垂直的特点,B板右端向下,所以电场线发生弯曲,电场力方向改变。
2.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,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(北京卷)【答案】 AD、根据可知,电量Q增大,则电压U也会增大,则电容C不变,故选项D错误。
点睛:本题是电容器动态变化分析问题,关键抓住两点:一是电容器的电量不变;二是电容与哪些因素有什么关系。
3.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,粒子在M和N时加速度大小分别为,速度大小分别为,电势能分别为。
下列判断正确的是A. B.C. D.【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷)【答案】 D若粒子从N运动到M,则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示,故电场力做正功,电势能减小,动能增大,即,负电荷在低电势处电势能大,故;综上所述,D正确;【点睛】考查了带电粒子在非匀强电场中的运动;本题的突破口是根据粒子做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧,从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系,进而判断出电场力做功情况.4.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=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。
2018年全国各地高考物理模拟试题《静电场》试题汇编(含答案解析)
2018年全国各地高考物理模拟试题《静电场》试题汇编(含答案解析)1.(2018•金水区校级模拟)如图所示,电路中电源电动势为E,内阻不计,其它各电阻阻值R1=R3=3R,R2=R.水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,板长为L.在A板的左下端且非常靠近极板A的位置,有一质量为m、电荷量为﹣q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间.(重力加速度用g表示),求:(1)若使液滴能沿v0方向射出电场,电动势E1应为多大?(2)若使液滴恰能打在B板的中点,电动势E2应为多大?2.(2018•厦门二模)如图所示为某种静电分选器的原理简图。
两个竖直放置的平行金属板PQ和MN,加上恒定电压可形成匀强电场(电场可视为仅局限在平行板之间)。
一带负电颗粒电荷量为q,质量为m,从绝缘斜槽滑下,从PQ板上边缘水平进入金属板间区域。
已知两板间距为d,板长为l,重力加速度为g,空气阻力不计。
(1)若两金属板未加上电压,颗粒恰好从QN中央离开,求颗粒进入金属板的速度大小v0;(2)若两金属板加上电压(MN板接正极),颗粒仍以v0水平进入金属板间,要使颗粒下落过程中不接触到金属板MN,求所加电压应满足的条件。
3.(2018•天河区校级三模)如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以v0=0.5m/s的初速度从板间的正中央水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将上板向上平移△d=2cm,液滴刚好从金属板末端飞出,取g=10m/s2.求:(1)将上板向上平移后,液滴的加速度大小;(2)液滴从射入电场开始计时,匀速运动到P点所用时间为多少?4.(2018•广西二模)如图所示,在平面坐标系第一象限内有水平向左的匀强电场,电场强度为E,y轴与直线x=﹣d(d>0)区域之间有竖直向下的匀强电场,电场强度也为E,一个带电量为+q的粒子(不计重力)从第一象限的S点由静止释放。
全国版2018高考物理复习静电场综合检测
《静电场》综合检测(时间:90分钟满分:100分)【测控导航】一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一个选项正确,第7~12题有多项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不选的得0分)1.(2016·浙江宁波效实中学期中)下列各式中,属于物理量的比值定义式的是( C )A.a=B.E=C.ϕ=D.I=解析:电势的概念是电荷在电场中某一点具有的电势能跟电荷所带电荷量的比值,叫做这一点的电势,所以ϕ=是电势的定义式,而a=是加速度的决定式,E=反映匀强电场的电场强度与电势差的关系,I=是电流的决定式,故选C.2.(2016·北京师范大学附属实验中学期中)如图所示,由M,N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器,极板N与静电计的金属球相接,极板M与静电计的外壳均接地.给电容器充电,静电计指针张开一定角度.以下实验过程中电容器所带电荷量可认为不变.下列操作能使静电计指针张角变大的是( A )A.将M板向上平移B.将M板沿水平方向向右靠近N板C.在M,N之间插入有机玻璃板D.在M,N之间插入金属板,且不和M,N接触解析:根据公式C==可知,静电计指针张角变大是因为U增大.将M板向上平移,则S减小,d,Q均不变,故U增大,选项A正确;将M板沿水平方向向右靠近N板,则d减小,S,Q均不变,故U减小;在M,N之间插入有机玻璃板,则εr变大,故U减小;在M,N之间插入金属板,且不和M,N接触,则d减小,故电容C变大,在Q不变的情况下,U变小,故选项B,C,D均错误.3.电场中的三条等势线如图中实线a,b,c所示,三条等势线的电势ϕa>ϕb>ϕc.一电子以沿PQ 方向的初速度,仅在电场力的作用下沿直线从P运动到Q,则这一过程中电子运动的v t图像大致是图中的( A )解析:由图可知,此电场为非匀强电场,由等势面的疏密可知Q点处电场强度小于P点处电场强度,电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q,做加速度越来越小的运动,这一过程电子运动的v t图像可能是A.4.(2016·浙江绍兴期中)一个动能为E k的带电粒子,垂直于电场线方向飞入平行板电容器,飞出电容器时动能为2E k,如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍,则它飞出电容器时的动能变为( C )A.8E kB.5E kC.4.25E kD.4E k解析:动能为E k的带电粒子,垂直于电场线方向飞入平行板电容器,飞出电容器时动能为2E k,则电场力做功为W=E k;若使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍,动能变为4E k,则在偏转电场中运动的时间减半,根据y=at2可知偏转距离变为原来的,根据W=Eqy可知电场力做功变为原来的,即动能增量变为原来的,即它飞出电容器时的动能变为4.25E k,故选C.5.(2016·广东佛山六校联考)在绝缘光滑的水平面上x=-3L和 x=3L两处分别固定两个电荷Q A,Q B,两电荷连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像如图所示,图中x=L点为图线的最低点,若在x=2L处由静止释放一个质量为m、带电荷量为+q的带电小球(可视为质点),下列有关说法正确的是( A )A.小球在x=L处的速度最大B.小球可以到达x=-2L点处C.小球将以x=L点为中点做往复运动D.Q A,Q B为异种电荷,且Q A>Q B解析:据φx图像切线的斜率等于场强E,知x=L处场强为零.x在L到3L内,场强向左,小球向左加速运动,到x=L处加速度为0,从x=L向左运动时,场强向右,电场力向右,做减速运动,所以小球在x=L处的速度最大,故选项A正确;根据动能定理得qU=0,得U=0,所以小球能运动到电势与出发点相同的位置,由图知向左最远能到达x=-L点处,然后小球向右运动,小球将以x=0.5L点为中心做往复运动,不能到达x=-2L点处,故选项B,C错误;x=L处场强为零,Q A,Q B为同种电荷,根据点电荷场强公式E=k,知电荷Q A离x=L处较远,所以Q A>Q B,故选项D错误.6.(2016·北京四中期末)如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态.现将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离,以下判断不正确的是( C )A.带点油滴将沿竖直方向向上运动B.P点的电势将降低C.电容器所带电荷量将减少D.平行板电容器的电容将变大解析:电源的电动势不变,故电容器的两端电压不变,当平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离后,电容器极板间的场强会变大,故带电油滴受到的电场力增大,油滴竖直向上运动,选项A正确;当下极板向上移动时,因为场强变大,故P与上极板间的电势差变大,而两极板间的电势差不变,故P与下极板间的电势差减小,因为下极板接地,故P点的电势将降低,选项B正确;由于电极板间的距离减小,故电容器的电容增大,选项D正确;而极板间的电压不变,所以电容器所带的电荷量将增加,选项C错误.7.(2016·山东临沂期中)如图所示,a,b,c,d是某匀强电场中的四个点.它们是一个四边形的四个顶点,ab∥cd,ab⊥bc,2ab=cd=bc=2l,l=1 m,电场线与四边形所在平面平行.已知a点电势为18 V,b点电势为22 V,d点电势为6 V.则下列说法正确的是( ACD )A.匀强电场的场强大小为4 V/mB.场强方向由a指向cC.场强方向由b指向dD.c点电势为14 V解析:三角形bcd是等腰直角三角形,具有对称性,bd连线四等分,如图所示,已知a点电势为18 V,b点电势为22 V,d点电势为6 V,且ab∥cd,ab⊥bc,2ab=cd=bc=2l,因此根据几何关系,可得M点的电势为18 V,与a点电势相等,从而连接aM,即为等势面,由几何关系可知,因bd=2l,所以bM=l,因此aM=l,所以aM垂直于bd,则电场线方向为b指向d,E=== V/m=4 V/m,故选项A,C正确,B错误;c点电势与N点电势相等,N点电势为(18-4) V=14 V,所以c点的电势为14 V,故选项D正确.8.如图所示,Q1,Q2为两个被固定的点电荷,a,b是它们连线的延长线上的两点.现有一带负电的粒子只在电场力作用下以一定的初速度从a点开始经过b点向远处运动,粒子经过a,b两点时的速度分别为v a,v b,其v t图像如图(乙)所示.下列说法正确的是( ACD )A.Q1一定带正电B.Q1的电荷量一定小于Q2的电荷量C.b点的电场强度一定为零D.粒子由a点经b点向远处运动过程中,粒子的电势能先减小后增大解析:由v t图像可知,负电荷从a到b做加速度减小的加速运动,所以ab之间电场的方向向左,在b点时粒子运动的加速度为零,则电场力为零,所以该点电场强度为零.过b点后负电荷做减速运动,所以电场的方向向右.b点电场强度为零,可见两点电荷在b点对负电荷的电场力相等,根据F=k,b到Q1的距离大于到Q2的距离,所以Q1的电荷量大于Q2的电荷量.ab之间电场的方向向左,结合电场的合成可知,Q2一定带负电,Q1一定带正电,故A,C正确,B错误;整个过程动能先增大后减小,根据能量守恒定律,电势能先减小后增大,故D正确.9.(2016·山东济南二模)如图所示,在匀强电场中有六个点A,B,C,D,E,F,正好构成一正六边形,六边形边长为0.1 m,所在平面与电场方向平行.点B,C,E的电势分别为-20 V,20 V和60 V.一带电粒子从A点以某一速度沿AB方向射出后,经过1×10-6 s 到达D点.不计重力.则下列判断正确的是( CD )A.粒子带正电B.粒子在A点射出时的速度为5×105 m/sC.粒子在A点的电势能大于在D点的电势能D.该粒子的比荷(电荷量与质量比值)为7.5×108 C/kg解析:设正六边形的中心为O,BE中点的电势为φO==20 V,故FOC为等势面,场强方向与FOC垂直,即由E指向A的方向,带电粒子从A点沿AB方向射出后,经过1×10-6s到达D点,可知粒子带负电,选项A错误;粒子从A点到D点做类平抛运动,沿AB方向做匀速运动,则v A== m/s=105 m/s,选项B错误;因ϕA=ϕB=-20 V,ϕD=ϕE=60 V,因A点电势低于D点,故粒子在A点的电势能大于在D点的电势能,选项C正确;因AE=L,而L=··t2,解得=7.5×108 C/kg,选项D正确.10.(2016·四川新津中学模拟)如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直轨道上方的P点,固定一电荷量为+Q的点电荷.一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点的检验电荷),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为ϕ(取无穷远处电势为零),P到物块的重心竖直距离为h,P,A连线与水平轨道的夹角为60°,k为静电力常量,下列说法正确的是( BD )A.物块在A点的电势能E pA=+QϕB.物块在A点时受到轨道的支持力大小为mg+C.点电荷+Q产生的电场在B点的电场强度大小E B=kD.点电荷+Q产生的电场在B点的电势ϕB=(-v2)+ϕ解析:因A点的电势为ϕ,则物块在A点的电势能E pA=+qϕ,选项A错误;PA之间的库仑力为F=k=,则物块在A点时受到轨道的支持力大小为F N=mg+Fsin 60°=mg+,选项B正确;点电荷+Q产生的电场在B点的电场强度大小E B=k,选项C错误;由能量守恒关系可知m+qϕ=mv2+qϕB,解得ϕB=(-v2)+ ϕ,选项D正确.11.(2016·浙江嘉兴一中等五校联考)在真空中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A,B,C三点在同一直线上,且AB=2BC,如图所示.由此可见( ABD )A.电场力为3mgB.小球带负电C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等D.小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等解析:由题意可得,从竖直方向看,小球初速度为0,先加速后减速到0,从水平方向上看,小球做匀速直线运动,因为AB=2BC,故在做平抛运动时的水平位移是小球在电场中水平位移的2倍,而水平方向的速度相等,所以平抛运动的时间是电场中运动时间的2倍;根据公式=2ay,平抛运动的末速度和电场中运动的初速度相等,平抛运动的竖直位移是电场中竖直方向位移的2倍,故电场中的加速度是平抛时加速度的2倍,因为平抛时的加速度为g,所以在电场中运动时的加速度为2g,方向竖直向上,所以F电-mg=2mg,得电场力F电=3mg,选项A正确;小球在竖直向下的电场中受向上的电场力,故小球带负电,选项B正确;小球从A到B与从B到C的运动时间不相等,平抛运动的时间是电场中运动时间的2倍,选项C错误;因为Δv=at,A到B的速度变化量为g×2t,B到C的速度变化量为-2g×t,故速度变化量的大小是相等的,选项D正确.12.(2015·山东卷,20)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~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( BC )A.末速度大小为v0B.末速度沿水平方向C.重力势能减少了mgdD.克服电场力做功为mgd解析:由题意0~时间内微粒匀速运动,可知qE0=mg,所以~与~T时间内微粒的加速度等大反向,大小都等于g;~时间内微粒只在重力作用下的竖直末速度v y1=g·,竖直位移y1=g()2,在~T时间内微粒的竖直末速度v y2=v y1-g·=0,竖直位移y2=v y1·-g()2=g()2,所以y1=y2=,微粒克服电场力做功W=q·2E0·=mgd,在重力作用下微粒的竖直位移为,其重力势能减少了mgd.综上可知A,D错误,B,C正确.二、非选择题(共52分)13.(6分)如图所示为研究平行板电容器电容的实验,电容器充电后与电源断开,电荷量Q将不变,与电容器相连的静电计用来测量电容器的.在常见的电介质中,由于空气的介电常数是最小的,当极板间插入其他的电介质时,电容器的电容将(填“增大”“减小”或“不变”),于是我们发现,静电计指针偏角将(填“增大”“减小”或“不变”).解析:电容器充电后与电源断开,电荷量Q保持不变,静电计可以测量电容器的电压;当插入介质时,εr增大,由C=可知电容将增大;由U=可知,两板间的电压减小,静电计指针偏角减小.答案:电压增大减小评分标准:每空2分.14.(6分)(2016·山东滕州期中)如图(甲)所示,O,A,B为x轴上的三点,x轴上某点有一点电荷,在研究试探电荷所受电场力跟所带电荷量的关系时,利用测得的数据画出A,B两点的F q 图像分别如图(乙)所示,电场力的正方向与x轴正方向一致,则场源点电荷带(选填“正电”或“负电”),场源点电荷与A,B两点的距离之比为,A点的电势(选填“高于”“等于”或“低于”)B点的电势.解析:放在A,B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,而正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同,负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反,若点电荷在A的左侧或在B的右侧,正、负电荷所受电场力方向不可能相同,所以点电荷Q应位于A,B两点之间,根据正、负电荷所受电场力的方向,知该点电荷带负电.根据E=,知F q图像的斜率大小等于场强E,则知E A∶E B=∶=4∶1,根据公式E=k,可知场源点电荷与A,B两点的距离之比为r A∶r B=∶=1∶2,根据沿着电场线方向电势降低,知A点的电势低于B点的电势.答案:负电1∶2 低于评分标准:每空2分.15.(8分)(2016·福建厦门期中)如图所示,长为L(L=ab=dc),高为L(L=bc=ad)的矩形区域abcd内存在着匀强电场.电荷量为q、质量为m、初速度为v0的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计粒子重力.求:(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小;(2)若粒子从bc边某处离开电场时速度为v,求电场强度的大小.解析:(1)a→c过程粒子做类平抛运动,沿v0方向L=v0t, (1分)垂直v0方向L=at2, (1分)a=,解得E1=. (2分)(2)从bc边某处离开电场时,垂直v0方向v y=, (1分)v y=at=·, (1分)解得E2=. (2分)答案:(1)(2)16.(10分)(2016·皖南八校联考)如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AB与水平绝缘地面BC平滑连接,且O,A两点高度相同,圆弧的半径R=0.5 m,水平地面上存在匀强电场,场强方向斜向上与地面成θ=37°角,场强大小E=1×104 V/m,从A点由静止释放一带负电的小金属块(可视为质点),质量m=0.2 kg,电荷量大小为q=5×10-4C,小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10 m/s2(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:(1)金属块第一次到达B点(未进入电场)时对轨道的压力;(2)金属块在水平面上滑行的总路程.解析:(1)对金属块,从A点到B点,由动能定理得mgR=mv2, (2分)在B点由向心力公式F N-mg=m, (2分)由牛顿第三定律,金属块对轨道的压力与轨道对金属块的支持力大小相等,方向相反,得F N′=F N=6 N,方向竖直向下. (2分)(2)由于qEcos θ=4 N,大于滑动摩擦力F f=μ(mg+qEsin θ)=1 N,故金属块往返多次,最终停止于B点, (1分)全过程由动能定理mgR-μ(mg+qEsin θ)s=0, (2分)可以得到s=1 m. (1分)答案:(1)6 N 竖直向下(2)1 m17.(10分)带有等量异种电荷的两个平行金属板A和B水平放置,相距d(d远小于板的长和宽),一个带正电质量为m,带电荷量为q的油滴M悬浮在两板的正中央,处于平衡,如图所示,在油滴的正上方距A板d处有一个质量也为m的带电油滴N,油滴N由静止释放后,可以穿过A板上的小孔,进入两金属板间与油滴M相碰,并立即结合成一个大油滴。
2018年高考物理课标Ⅱ专用复习专题测试专题八 静电场 共155张 精品
答案Leabharlann D带电粒子在电场中仅受电场力作用,由牛顿第二定律知加速度a=
F m
=
qQ E m
,E=k
qP r2
,因
为rb<rc<ra,所以ab>ac>aa;
5
Ucb,E=2.5 V/cm,A项正确。Uoe=Elob sin 53°=16 V,故O点电势φ0=17 V-16 V=1 V,B项正确。电子
在a点的电势能比在b点的高7 eV,C项错误。电子从b点到c点电场力做功W=9 eV,D项正确。
方法技巧 充分利用直角三角形中37°和53°的关系 ①Oa为6 cm,Ob=8 cm,这样连接O、c,∠cOb=37°,∠Ocb=53°。 ②在a、c连线上找φd=17 V,bd为等势线。由对应关系得lcd=4.5 cm,∠cbe=37°。Oec恰好为电场 线。 ③充分利用电场中的角度,以37°和53°的关系解题。
由动能定理有Wab=qQUab=
1 2
m
vb2
-
1 2
mva2
Wbc=qQUbc=
1 2
m
vc2
-
1 2
mvb2
因为Wab<0,所以va>vb
因为Wbc>0,所以vc>vb
因为|Uab|>|Ubc|,所以va>vc
故有va>vc>vb,D项正确。
考查点 电场力的性质 解题关键 ①了解点电荷周围场强的分布。 ②利用轨迹偏转情况判定受力方向。 ③利用点电荷周围等势面的特点,判定电场力做功。 易错警示 通过轨迹的偏转情况判定受力方向与速度变化情况是难点及易错点。
2013-2018年新课标全国卷专题分类汇总——专题8:静电场
b 专题8:静电场考情分析:考.查.频率..高.。
题目情景多变,主要涉及点电荷的电场、匀强电场及电容器..............。
既有对电场的分析,又有带电粒子在电场中的运动,既可以用牛顿运动定律分析,又可以用功能关系求解。
建议:充分考虑力学规律在电场问题中的应用.............。
1、(2016年新课标全国卷III )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2、(2014年新课标全国卷II )(多选)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是A .电场强度的方向处处与等电势面垂直B .电场强度为零的地方,电势也为零C .随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D .任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向3、(2013年新课标全国卷II )如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上;a 、b 带正电,电荷量均为q ,c 带负电。
整个系统置于方向水平的匀强电场中。
已知静电力常量为k 。
若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为A .233l kqB .23l kqC .23lkq D .232l kq 4、(2018年新课标全国卷I )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 = B .a 、b 的电荷异号,k =C .a 、b 的电荷同号,k =D .a 、b 的电荷异号,k =5、(2013年新课标全国卷I )如图,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷。
2018年全国卷Ⅲ理综(物理)文档版(含答案)
绝密★启用前2018年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试(Ⅲ)本试卷共38题,共100分,共16页,考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B 铅笔填涂:非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al ,产生了第一个人工放射性核素X :2713α+Al n+X 。
X 的原子序数和质量数分别为 A .15和28B .15和30C .16和30D .17和3115.为了探测引力波,―天琴计划‖预计发射地球卫星P ,其轨道半径约为地球半径的16倍;另一地球卫星Q 的轨道半径约为地球半径的4倍。
P 与Q 的周期之比约为 A .2:1B .4:1C .8:1D .16:116.一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交变电源上,在一个周期内产生的热量为Q 正。
该电阻上电压的峰值为u 0,周期为T ,如图所示。
则Q 方: Q正等于A .1:2B .2:1C .1:2D .2:117.在一斜面顶端,将甲乙两个小球分别以v 和2v的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。
甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的 A .2倍B .4倍C .6倍D .8倍18.甲乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。
2018年高考物理复习真题训练 7静电场--含答案解析
专题7 静电场1.(2017海南卷)关于静电场的电场线,下列说法正确的是( ) A .电场强度较大的地方电场线一定较疏 B .沿电场线方向,电场强度一定越来越小 C .沿电场线方向,电势一定越来越低D .电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹 答案:C解析:A 、电场线的疏密表示场强的强弱,那么电场强度较大的地方电场线一定较密,故A 错误;BC 、沿着电场线的方向,电势会降低,因此沿电场线方向电势越来越低,但电场线不一定越来越疏,则场强不一定越来越小,故B 错误,C 正确;D 、电场线不一定与带电粒子的轨迹重合,只有电场线是直线,带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时电场线才与带电粒子的轨迹重合,故D 错误.2.(2017浙江卷)如图所示,在竖立放置间距为d 的平行板电容器中,存在电场强度为E 的匀强电场.有一次量为m ,电荷量为q +的点电荷从两极板正中间处静止释放,重力加速度为g .则点电荷运动到负极板的过程A.加速度大小为g m qEa += B.所需的时间为Eqdm t = C.下降的高度为2dy = D.电场力所做的功为 Eqd W = 答案:B解析:点电荷往电场中的受力分析如图所示,点电荷所受的合外力为22)()(mg Eq F +=,所以由牛顿第二定律得点电荷在水平方向的加速度为a1=Eq/m ,由运动学公式d/2=a 1t 2/2,所以Eqdm t =,故B 正确,点电荷在竖直方向上做自由落体运动,所以下降的高度Eqmgd gt y 2212==,故C 错误;由做功公式W=Eqd/2,故D 错误.3.(2017全国卷Ⅰ)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E a 、E b 、E c 和E d .点a 到点电荷的距离r a 与点a 的电势ϕa 已在图中用坐标(r a ,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W ab 、W bc 和W cd .下列选项正确的是A .E a :E b =4:1B .E c :E d =2:1C .W ab :W bc =3:1D .W bc :W cd =1:3 答案:AC解析:本题考查点电荷电场强度公式、电势、电场力做功及其相关的知识点.设点电荷的电荷量为Q ,根据点电荷电场强度公式2rQkE =,2:1:=b ar r ,6:3:=d c r r ,可知,Ea ∶Eb =4∶1,Ec ∶Ed =4∶1,选项A 正确,B 错误;将一带正电的试探电荷由a 点移动到b 点做的功q q W b a ab 3)(=-=ϕϕ(J),试探电荷由b 点移动到c 点做的功q q W c b bc =-=)(ϕϕ(J),试探电荷由c 点移动到d 点做功q q W d c cd =-=)(ϕϕ(J),由此可知,Wab ∶Wbc =3∶1,Wbc ∶Wcd =1∶1,选项C 正确,D 错误.4.(2017全国卷Ⅲ)一匀强电场的方向平行于xOy 平面,平面内a 、b 、c 三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V 、17 V 、26 V.下列说法正确的是A .电场强度的大小为2.5 V/cmB .坐标原点处的电势为1 VC .电子在a 点的电势能比在b 点的低7 eVD .电子从b 点运动到c 点,电场力做功为9 eV 答案:ABD解析:本题考查场强与电势的关系、电势能和电场力做功.ac 垂直于bc ,沿ca 和cb 两方向的场强分量大小分别为 E 1==2 V/cm 、E 2==1.5 V/cm ,根据矢量合成可知E =2.5 V/cm ,A 项正确;根据在匀强电场中平行线上等距同向的两点间的电势差相等,有c b a O ϕϕϕϕ-=-,得1V =O ϕ,B 项正确;电子在a 、b 、c 三点的电势能分别为-10 eV 、-17 eV 和-26 eV ,故电子在a 点的电势能比在b 点的高7 eV ,C 项错误;电子从b 点运动到c 点,电场力做功W =(-17 eV)-(-26 eV)=9 eV ,D 项正确.5.(2017江苏卷)在x 轴上有两个点电荷q 1、q 2,其静电场的电势φ在x 轴上分布如图所示.下列说法正确A. q1和q2带有异种电荷B. x1处的电场强度为零C. 负电荷从x1移到x2,电势能减小D. 负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大答案:AC解析:由图知x1处的电势等于零,所以q1和q2带有异种电荷,A正确,图象的斜率描述该处的电场强度,故x1处场强不为零,B错误;负电荷从x1移到x2,由低电势向高电势移动,电场力做正功,电势能减小,故C正确;由图知,负电荷从x1移到x2,电场强度越来越小,故电荷受到的电场力减小,所以D错误.6.(2017天津卷)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a A、a B,电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是A.电子一定从A向B运动B.若a A>a B,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E p A<E p BD .B 点电势可能高于A 点电势 答案:BC解析:试题分析:电子在电场中做曲线运动,虚线AB 是电子只在静电力作用下的运动轨迹,电场力沿电场线直线曲线的凹侧,电场的方向与电场力的方向相反,如图所示,由所知条件无法判断电子的运动方向,故A 错误;若a A >a B ,说明电子在M 点受到的电场力较大,M 点的电场强度较大,根据点电荷的电场分布可知,靠近M 端为场源电荷的位置,应带正电,故B 正确;无论Q 为正电荷还是负电荷,一定有电势B A ϕϕ>,电子电势能p E e ϕ=-,电势能是标量,所以一定有E p A <E p B ,故C 正确,D 错误.7.(2017江苏卷)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:A解析:本题考查电子在平行板电容器中的运动.电子在A 、B 板间的电场中加速运动,在B 、C 板间的电场中减速运动,设A 、B 板间的电压为U ,B 、C 板间的电场强度为E ,M 、P 两点间的距离为d ,则有0eU eEd -= ,若将C 板向右平移到P'点,B 、C 两板所带电荷量不变,由E =可知,C 板向右平移到P'时,B 、C 两板间的电场强度不变,由此可以判断,电子在A 、B 板间加速运动后,在B 、C 板间减速运动,到达P 点时速度为零,然后返回,A 项正确,B 、C 、D 项错误.EF8.(2017海南卷)如图,平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连,一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间,处于静止状态.现保持右极板不动,将左极板向左缓慢移动.关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T,下列判断正确的是()A.F逐渐减小,T逐渐减小B.F逐渐增大,T逐渐减小C.F逐渐减小,T逐渐增大D.F逐渐增大,T逐渐增大答案:D解析:电容器与电源相连,所以两端间电势差不变,将左极板向左缓慢移动过程中,两板间距离减小,则由U=Ed可知,电场强度E增大;电场力F=Eq增大;小球处于平衡状态,受重力、拉力与电场力的作用而处于平衡,故拉力与电场力和重力的合力大小相等,方向相反;根据平行四边形定则可知,T=;由于重力不变,电场力变大,故拉力增大.故D正确,ABC错误.9.(2017北京卷)如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10–6C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)小球所受电场力F 的大小. (2)小球的质量m .(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v 的大小.答案:(1)3.0×10–3 N (2)4.0×10–4 kg (3)2.0 m/s 解析:(1)根据电场强度定义式可知,小球所受电场力大小为N 100.33-⨯==qE F(2)小球受mg 、绳的拉力T 和电场力F 作用处于平衡状态,如图所示根据几何关系有tan 37Fmg=︒,得m =4.0×10–4 kg (3)撤去电场后,小球将绕悬点摆动,根据动能定理有21(1cos37)2mgl mv -︒= 得2(1cos37) 2.0 m/s v gl =-︒=.。
专题08 静电场测-2018年高考物理二轮复习讲练测 含解析
【满分:110分时间:90分钟】一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中, 1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.如图所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用,根据此图不能判断是:()A.带电粒子所带电荷的正、负B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的速度何处较大【答案】A【解析】【名师点睛】本题是带电粒子在电场中的轨迹问题,首先要能根据轨迹的弯曲方向判断粒子受力方向,要知道电场力的方向指向轨迹的凹向,电场线密集的地方,电场强度较大,粒子受的电场力较大;电场力做正功,动能变大.2.在直角坐标系O- xyz中有一四面体O -ABC,其顶点坐标如图所示。
在原点O固定一个电荷量为-Q的点电荷,下列说法正确的是:()A .A,B,C 三点的电场强度相同B .平面ABC 构成一个等势面C .若在A 、B 、C 三点放置三个点电荷,-Q 所受电场力的合力一定不可能为零D .若将试探电荷+q 自A 点沿- x 轴方向移动到O 点的过程中,其电势能增大【答案】C【解析】【名师点睛】本题要掌握点电荷电场线和等势面的分布情况,要有一定的空间想象能力,要能根据电场力方向与位移方向的关系判断电场力做功的正负。
3.如图所示,一半径为R 电量为Q 的孤立带电金属球,球心位置O 固定, P 为球外一点.几位同学在讨论P 点的场强时,有下列一些说法,其中正确的是: ( )A .若P 点无限靠近球表面,因为球面带电,根据库仑定律可知,P 点的场强趋于无穷大.B .因为球内场强处处为0,若P 点无限靠近球表面,则P 点的场强趋于0C .若Q 不变,P 点的位置也不变,而令R 变小,则P 点的场强不变D .若Q 不变,而令R 变大,同时始终保持P 点极靠近球表面处,则P 点场强不变【答案】C【解析】金属球可看成点电荷,则带电金属球球外产生的电场强度等同于把壳上电全部集中球心处所产生电场强度,由点电荷场强公式2rkQ E 计算,P 点无限靠近球表面,r ≠0,在P 点的产生的场强虽很大,但不是无穷大,A 、B 错误;若Q 不变,P 点的位置也不变,R 变小,产生的电场不变,则P 点的场强不变,C 正确;若保持Q 不变,令R 变大,同时始终保持P 点极靠近球表面处,由点电荷场强公式可知,P 点的场强将变小,D 错误;故选C 。
2018年新课标高考物理总复习阶段综合评估(七)静电场含解析
阶段综合评估(七) 静电场一、选择题(在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求)1。
(2016·浙江高考)如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。
把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,( )A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合解析:选C 带电体C靠近导体A、B时,A、B发生静电感应现象,使A端带负电,B端带正电,但A、B是一个等势体,选项A、B错误;移去带电体C后,A、B两端电荷中和,其下部的金属箔都闭合,选项C正确;若先将A、B分开,再移去带电体C,A、B上的电荷不能中和,其下部的金属箔仍张开,选项D错误.2.真空中A、B两个点电荷相距为L,质量分别为m和2m,它们由静止开始运动(不计重力),开始时A的加速度大小是a,经过一段时间,B的加速度大小也是a,那么此时A、B两点电荷的距离是()A。
错误!L B。
错误!LC.22L D.L解析:选A 刚释放瞬间,对A,有k错误!=m A a,经过一段时间后,对B,有k q1q2L′2=m B a,可得L′=错误!L=错误!L,所以A正确. 3.(2017·贵阳期中)如图所示,P、Q是等量的正电荷,O是它们连线的中点,A、B是中垂线上的两点,用E A、E B和φA、φB分别表示A、B两点的电场强度和电势,则( ) A.E A一定大于E B,φA一定大于φBB.E A不一定大于E B,φA一定大于φBC.E A一定大于E B,φA不一定大于φBD.E A不一定大于E B,φA不一定大于φB解析:选B 两个等量同种电荷连线中点O的电场强度为零,无穷远处电场强度也为零,故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小,场强最大的点可能在A、B点之间,也可能在B点以上,还可能在A点以下,故E A可能大于E B,也可能小于E B,还可能等于E B;电场强度一直向上,故电势越来越低,φA一定大于φB,故B正确。
高考物理课标Ⅲ版专题八 静电场
A.平面c上的电势为零 B.该电子可能到达不了平面f C.该电子经过平面d时,其电势能为4 eV D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
答案 AB 本题考查带电粒子在匀强电场中的运动,能量的转化与守恒等知识。电子从a到d 的过程中克服电场力做功6 eV,说明电场方向由a→f,且Uad=3Uab=3Ubc=3Ucd=3Udf=6 V,故Uab=Ubc =Ucd=Udf=2 V,又因为φb=2 V,故φa=4 V,φc=0 V,φd=-2 V,φf=-4 V,可知A项正确。Eka=10 eV,从a到f 过程中,需克服电场力做功8 eV,Eka>|W电|,因为不知道电子的运动方向,故不能确定电子能否到 达平面f,故B项正确。电子经过平面d时,其电势能为2 eV,故C项错误。经过平面b时的动能为8
6.(2017课标Ⅲ,21,6分)(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如 图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是 ( )
A.电场强度的大小为2.5 V/cm B.坐标原点处的电势为1 V C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV
答案 AB 由油滴轨迹在竖直面内相对于过P点的竖直线对称可知油滴在水平方向所受合 力为0,竖直方向上油滴受重力和电场力,结合曲线轨迹的特点可知电场力竖直向上且电场力 大于重力,油滴受力及电场线方向如图所示,由沿电场线方向电势逐渐降低,得Q点的电势比P 点的高,A选项正确;油滴从Q点到P点合力做负功,根据动能定理得油滴在Q点的动能大于它在 P点的动能,这一过程中电场力做负功,则油滴在Q点的电势能小于它在P点的电势能,故B项正 确,C项错;因为重力和电场力为恒力,所以油滴在Q、P两点的加速度相同,故D项错误。
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A. 3kq
3l 2
C. 3kq
l2
B. 3kq
l2
D. 2 3kq
l2
答案
B
以小球c为研究对象,其受力如图甲所示,其中F库=
kqqc l2
,由平衡条件得:2F库cos
30°=Eqc
甲
乙
即:
3kqqc l2
=Eqc,E=
3kq l2
此时a的受力如图乙所示,
kq2 l2
2
+
得qc=2q
3kq 2 l2
2
=
k
qqc l2
2
即当qc=2q时a可处于平衡状态,同理b亦恰好平衡,故选项B正确。
解题关键 以c为研究对象,c受力平衡,列出受力平衡方程式即可求出匀强电场的场强。
11.(2013课标Ⅰ,15,6分,0.480)如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于 圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷 量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量) (
4.(2016课标Ⅰ,14,6分)一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。若将
云母介质移出,则电容器 ( )
A.极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大
B.极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大
C.极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变
D.极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变
答案
A.直线a位于某一等势面内,φM>φQ B.直线c位于某一等势面内,φM>φN C.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 B 由电子从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可知,φM>φN=φP, 故过N、P点的直线d位于某一等势面内,则与直线d平行的直线c也位于某一等势面内,选项A 错、B正确;φM=φQ,则电子由M点运动到Q点,电场力不做功,选项C错误;由于φP<φM=φQ,电子由P点 运动到Q点,电势能减小,电场力做正功,选项D错误。
正确。电子在a点的电势能比在b点的高7 eV,C项错误。电子Hale Waihona Puke b点到c点电场力做功W=9 eV,D
项正确。
方法技巧 充分利用直角三角形中37°和53°的关系 ①Oa为6 cm,Ob=8 cm,这样连接O、c,∠cOb=37°,∠Ocb=53°。 ②在a、c连线上找φd=17 V,bd为等势线。由对应关系得lcd=4.5 cm,∠cbe=37°。Oec恰好为电场 线。 ③充分利用电场中的角度,以37°和53°的关系解题。
d Cd εrS
转45°,E的大小不变,方向改变。
8.(2015课标Ⅰ,15,6分,0.699)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 ( )
由动能定理有Wab=qQUab=
1 2
m vb2
-
1 2
mva2
Wbc=qQUbc=
1 2
m
vc2
-
1 2
mvb2
因为Wab<0,所以va>vb
因为Wbc>0,所以vc>vb
因为|Uab|>|Ubc|,所以va>vc
故有va>vc>vb,D项正确。
规律总结 掌握点电荷电场的特点及电场力做功与电势差的关系,明确某带电粒子仅在电场力
2.(2017课标Ⅲ,21,6分)(多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图 所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是 ( )
A.电场强度的大小为2.5 V/cm B.坐标原点处的电势为1 V C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV
3.(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 B 假设两个电势不同的等势面相交,则交点处的电势就是两个不同的值,这是不可能的, A错误;同一等势面上各点电势相等,而场强不一定相等,C错误;负电荷从高电势处移到低电势 处,电势能增加,电场力做负功,D错误。 方法技巧 用类比法理解电荷在电场中运动的过程中电场力做功以及电势能变化情况:一块石 头从山顶(高地势处)滚落到山脚(低地势处),重力势能减少,重力做正功。与此类似,正电荷从高 电势处向低电势处移动,电势能减少,电场力做正功,所以,可将正电荷与石头类比。如果是负电 荷的运动,只要把正电荷电势能变化、电场力做功情况反过来就可以了。
D
电容器电容C=
εr 4
S kd
,云母介质移出,εr减小,C减小;又C=
Q U
,电源恒压,U一定,C减小,故
Q减小;电场强度E= U ,故E不变,选项D正确。
d
5.(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 ( )
作用下运动,加速度的大小取决于场强的大小,速度的大小变化取决于电场力做功的正负及大
小。
7.(2015课标Ⅱ,14,6分,0.586)如图,两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释 放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°,再 由a点从静止释放一同样的微粒,该微粒将 ( )
A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1 C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3
答案 AC 由图可知:ra=1 m、φa=6 V;rb=2 m、φb=3 V;rc=3 m、φc=2 V;rd=6 m、φd=1 V。由点
电荷的场强公式E=
kQ r2
得Ea∶Eb∶Ec∶Ed=
1 ra2
∶
1 rb2
∶
1 rc2
∶
1 rd2
=36∶9∶4∶1,A正确、B错误。由
WAB=qUAB=q(φA-φB)得Wab∶Wbc∶Wcd=(φa-φb)∶(φb-φc)∶(φc-φd)=3∶1∶1,故C正确、D错误。
方法技巧 电场力做功的计算方法 定量计算电场力做功时,第一种方法是利用W=qU;第二种方法是利用功能关系即电场力所做的 功等于电势能的变化量;第三种方法是利用动能定理;第四种方法是由功的定义得W=qEl cos α。其中最后一种方法仅适用于匀强电场中。
心得体会 ①静电场中电场强度方向与等势面垂直,如金属带电体为等势体,表面是等势面,电 场线与表面垂直。②电场强度大小与电势大小无必然关系,沿电场线方向电势逐渐降低。
10.(2013课标Ⅱ,18,6分,0.586)如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a、b和c分别位于边长为 l的正三角形的三个顶点上:a、b带正电,电荷量均为q,c带负电。整个系统置于方向水平的匀强 电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为 ( )
答案
ABD
设a、c连线上d点电势为17
V,如图所示,则
ldc 8cm
=
9V 16V
,得ldc=4.5
cm,tan
θ=
4.5 6
=
3 4
,θ=
37°。过c作bd垂线交bd于e点,则lce=ldc cos
θ=4.5× 4
5
cm=3.6
cm。ce方向就是匀强电场方向,场强
大小为E,Elce=Ucb,E=2.5 V/cm,A项正确。Uoe=Elob sin 53°=16 V,故O点电势φ0=17 V-16 V=1 V,B项
审题关键 ①电子 负电荷。②由WMN=WMP可知N、P在同一等势面上,即c、d为匀强电场中的 等势线。③电场线与等势线垂直,即a、b为电场线。④电场力做负功,电场方向为M N。
心得体会 ①匀强电场中,电场线和等势线成互相垂直的两组平行线。②电场力对电场中运动 电荷做的功W=qU=qΔφ,取决于电荷的正负、电荷量的大小及Δφ的大小与正负。
极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方 d 处的P点有一带电
高考物理 (课标Ⅲ专用)
专题八 静电场
五年高考
A组 统一命题·课标卷题组
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.k 3q
R2
C.k Q q
R2
答案 B
B.k 10q
9R2
D.k 9Q q
9R2
由b点处场强为零知,圆盘在b点处产生的场强E1与q在b点处产生的场强E2大小相等,
即:E1=E2=k q ,由对称性,圆盘在d点产生的场强E3=k q ,q在d点产生的场强E4=k q ,方向与E3相
R2
R2
9R2
评析 以电场和重力场为背景,考查电场及运动的知识,关键在于分析出对称性的特点,才能得 出电场力与重力的大小关系及方向,属于中等难度。
6.(2016课标Ⅱ,15,6分)如图,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电 场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用, 其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc。则 ( )