【備戰(zhàn)2013】高考物理 5年高考真題精選與最新模擬 專題06 電場

【答案】（1），（2）能【解析】（1）小球P1到達O點的時間，與P2碰撞時，電場剛好由零變?yōu)镋0。①碰撞后，P1速度為v1＝在電場中，P1的加速度加速度為：a＝②P1向左運動的時間t1＝＝T③在t1時間內(nèi)，有電場，P1做勻減速直線運動，向左運動的最大距離為：sm＝④（2）根據(jù)動量守恒定律有：m1v0＝m1v1＋m2v2⑤求得P2的速度：v2＝⑥P1從O點運動到B點所需時間t2＝＝4T⑦在t2時間內(nèi)，一直存在電場，則P1的位移為：x1＝v1t2＋＝2L⑧由于x1＞L，故在OB之間P1與P2能再次相碰。⑨(本題考查考生對電場、力學(xué)基本規(guī)律的認識、理解和應(yīng)用，考查理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力及獲取信息的能力。)【最新模擬】1．【2013?北京市朝陽區(qū)模擬】絕緣細線的一端與一帶正電的小球M相連接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的一絕緣水平面上固定了另一個帶電小球N，在下列情況下，小球M能處于靜止?fàn)顟B(tài)的是 （）GFGFT【答案】B【解析】M受到三個力的作用處于平衡狀態(tài)，則絕緣細線的拉力與兩個球的庫侖力的合力必大小相等，方向相反，其受圖如圖所示，只有選項B正確.2．【2013?河北模擬】電場中等勢面如圖所示，下列關(guān)于該電場描述正確的是（）A．A點的電場強度比C點的小B．負電荷在A點電勢能比C點電勢能大C．電荷沿等勢面AB移動過程中，電場力始終不做功D．正電荷由A移到C，電場力做負功3．【2013?四川模擬】如圖所示，絕緣輕桿兩端固定帶電小球A和B，輕桿處于水平向右的勻強電場中，不考慮兩球之間的相互作用。初始時輕桿與電場線垂直（如圖中實線位置），將桿向右平移的同時順時針轉(zhuǎn)過90°（如圖中虛線位置），發(fā)現(xiàn)A、B兩球電勢能之和不變。根據(jù)圖中給出的位置關(guān)系，可判斷下列說法中正確的是（）LLLAABBEA．A球一定帶正電荷，B球一定帶負電荷B．A、B兩球帶電量的絕對值之比qA∶qB=1∶2C．A球電勢能一定增加D．電場力對A球和B球都不做功4．【2013?江蘇調(diào)考】如圖所示，在等量異種電荷形成的電場中，畫一正方形ABCD，對角線AC與兩點電荷連線重合，兩對角線交點O恰為電荷連線的中點。下列說法中正確的是++——OABCDA．A點的電場強度大于B點的電場強度且兩點電場強度方向不同B．B、D兩點的電場強度及電勢均相同C．一電子由B點沿B→C→D路徑移至D點，電勢能先減小后增大D．一質(zhì)子由C點沿C→O→A路徑移至A點，電場力對其先做負功后做正功【答案】B【解析】由電場的疊加原理，A點的電場強度大于B點的電場強度，但兩點電場強度方向相同，所以選項A錯；B、D兩點的電場強度及電勢均相同選項B正確；因C點的電勢小于零，所以一電子由B點沿B→C→D路徑移至D點，電勢能先增大后減小，選項C錯；一質(zhì)子由C點沿C→O→A路徑移至A點，電場力對其先做負功后做負功，選項D錯.5．【2013?黃岡模擬】在豎直向下的勻強電場中，有a、b、c、d四個帶電質(zhì)點，各以水平向左、水平向右、豎直向下和豎直向上的速度做勻速直線運動，不計質(zhì)點間的相互作用力，則有（）A．c、d帶異種電荷B．a(chǎn)、b帶同種電荷且電勢能均不變C．d的電勢能減小，重力勢能增大D．c的電勢能增大，機械能減小6．【2013?江西模擬】如圖所示的真空空間中，僅在正方體中的黑點處存在著電荷量大小相等的點電荷，則圖中a，b兩點電場強度和電勢均相同的是()【答案】C【解析兩個等量的異種電荷在中垂z一上的電勢為零,對稱的點場強相等,所以選項C正確.7.【2013?江蘇模擬】如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，有一棱形ABCD，對角線焦點為O，在頂點B、D處各固定一個點電荷，若將一個帶正電的小球從A點靜止釋放，小球?qū)⒀貙蔷€AC作往返運動。則（）A．B、D處固定的是等量的正電荷B．B、D處固定的是等量的異種電荷C．在A、C的連線上O點電勢最低D．運動小球在O處的機械能最小【答案】C【解析】由題意，B、D處固定的是等量的負電荷，AB錯；帶正電的小球從A點靜止釋放，向低電勢處移動，故C對；運動小球在O處的電勢能最小、機械能最大，D錯8．【2013?湖北重點中學(xué)聯(lián)考】如圖所示豎直放置的兩個平行金屬板間存在勻強電場，與兩板上邊緣等高處有兩個質(zhì)量相同的帶電小球，P小球從緊靠左極板處由靜止開始釋放，Q小球從兩板正中央由靜止開始釋放，兩小球最終都能運動到右極板上的同一位置，則從開始釋放到運動到右極板的過程中它們的（）A．運行時間B．電勢能減少量之比C．電荷量之比D．動能增加量之比【答案】C【解析】兩球均受重力、恒定的電場力作用，做勻加速直線運動，按運動的分解：豎直方向：是重力作用下的自由落體運動，二者下降位移相同，用時間相等，A錯誤。又質(zhì)量相同，B錯誤水平方向：電場力作用下的初速度為0的勻加速直線運動，位移比是，由公式得它們的電荷量之比，C正確。9.【2013?河南模擬】P、Q兩電荷的電場線分布如圖所示，、為電場中的兩點．一個離子從運動到（不計重力），軌跡如圖所示．則下列判斷正確的是PQPQbacdB．c點電勢低于d點電勢C．離子在運動過程中受到P的吸引D．離子從到，電場力做正功【答案】C【解析】根據(jù)電場線從正電荷出發(fā)到負電荷終止可知，P帶正電荷，Q帶負電荷，選項A錯誤；由順著電場線方向電勢逐漸降低可知，c點電勢高于d點電勢，選項B錯誤；由離子從運動到的軌跡彎曲方向可知，離子在運動過程中受到P的吸引，選項C正確；離子從到，電場力做負功，選項D錯誤。10．【2013?浙江模擬】如圖所示，在某一真空中，只有水平向右的勻強電場和豎直向下的重力場，在豎直平面內(nèi)有初速度為v0的帶電微粒，恰能沿圖示虛線由A向B做直線運動．那么()A．微粒帶正、負電荷都有可能B．微粒做勻減速直線運動C．微粒做勻速直線運動D．微粒做勻加速直線運動11．【2013?湖北八校聯(lián)考】有一靜電場，其電場強度方向平行于x軸．其電勢φ隨坐標(biāo)x的改變而變化，變化的圖線如圖所示，則下列圖中正確表示該靜電場的場強E隨x變化的圖線是(設(shè)場強沿x軸正方向時取正值)()【答案】A【解析】由題圖知該靜電場中電勢φ與沿電場方向的距離x成線性關(guān)系，故必為勻強電場，則φ－x圖象的斜率大小等于場強E，故此0～2mm、10mm～12mm兩段的場強大小相等，方向也相同，且與2mm～10mm區(qū)間的場強相反．因順著場強方向電勢降低，故0～2mm及10mm～12mm區(qū)間場強方向為負，而2mm～10mm區(qū)間場強為正．故A正確．12．【2013?安徽質(zhì)檢】x軸上有兩點電荷Q1和Q2，Q1和Q2之間各點對應(yīng)的電勢高低如圖中的曲線所示，從圖象可知下列推理中與圖象信息不相符合的是()A．Q1一定大于Q2B．Q1和Q2一定是同種電荷，但不一定是正電荷C．電勢最低處P點的電場強度為0D．Q1和Q2之間各點的電場方向都指向P點13．【2013?重慶聯(lián)考】如圖所示，在兩等量異種點電荷連線上有D、E、F三點，且DE＝EF.K、M、L分別為過D、E、F三點的等勢面．一不計重力的帶負電粒子，從a點射入電場，運動軌跡如圖中實線所示，以|Wab|表示該粒子從a點到b點電場力做功的數(shù)值，以|Wbc|表示該粒子從b點到c點電場力做功的數(shù)值，則()A．|Wab|＝|Wbc|B．|Wab|＜|Wbc|C．粒子由a點到b點，動能減少D．a(chǎn)點的電勢較b點的電勢低【答案】C【解析】由等量異種點電荷的電場線的特點可知靠近電荷處電場強度大，類比公式U＝Ed知|Uab|＞|Ubc|，而W＝qU，所以|Wab|＞|Wbc|，故A、B均錯誤；從粒子的運動軌跡可知該粒子從a點到c點受到大體向左的作用力，左側(cè)為正電荷，從左向右電勢降低，D錯誤；粒子由a點到b點，電場力做負功，電勢能增加，動能減少，C正確．14．【2013?寧丹東市四校協(xié)作模擬】如圖所示，一帶電粒子從平行帶電金屬板左側(cè)中點垂直于電場線以速度v0射入電場中，恰好能從下板邊緣以速度v1飛出電場．若其它條件不變，在兩板間加入垂直于紙面向里的勻強磁場，該帶電粒子恰能從上板邊緣以速度v2射出．不計重力，則A．2v0=v1+v2B．v0=C．v0=D．v0<v1=v215．【2013?山東模擬】在光滑絕緣的水平面上，存在一個水平方向的勻強電場，電場強度大小為E，在該電場中一個半徑為R的圓周，其中PQ為直徑，C為圓周上的一點，在O點將一帶正電的小球以相同的初速率向各個方向水平射出時，小球可以到達圓周的任何點，但小球到達C點時的速度最大，已知PQ與PC間的夾角為θ=30°，則關(guān)于該電場強度E的方向及PC間的電勢差大小說法正確的是（）A．E的方向為由P指向Q，B．E的方向為由Q指向C，C．E的方向為由P指向C，D．E的方向為由O指向C，【答案】D【解析】由題意知，過C點的切面是圓周上離P最遠的等勢面，半徑OC與等勢面垂直，E的方向為由O指向C，OC與CP間的夾角為θ=30°，16．【2013?湖南四市聯(lián)考】如圖所示，在同一條豎直線上，有電荷量均為Q的A、B兩個正點電荷，GH是它們連線的垂直平分線。另有一個帶電小球C，質(zhì)量為m、電荷量為＋q（可視為點電荷），被長為L的絕緣輕細線懸掛于O點，現(xiàn)在把小球C拉起到M點，使細線水平且與A、B處于同一豎直面內(nèi)，由靜止開始釋放，小球C向下運動到GH線上的N點時剛好速度為零，此時細線與豎直方向的夾角θ=30o。試求：（1）在A、B所形成的電場中，M、N兩點間的電勢差，并指出M、N哪一點的電勢高。（2）若N點與A、B兩個點電荷所在位置正好形成一個邊長為a的正三角形，則小球運動到N點瞬間，輕細線對小球的拉力FT（靜電力常量為k）?！敬鸢浮?1)(2)【解析】（1）帶電小球C在A、B形成的電場中從M點運動到N點的過程中，重力和電場力做功，但合力功為零，則 qUMN＋mglcosθ=0 所以UMN= 即M、N兩點間的電勢差大小且N點的電勢高于M點的電勢。 （2）在N點，小球C受到重力mg、細線的拉力FT以及A和B分別對它的斥力FA和FB四個力的作用如圖所示，且沿細線方向的合力為零（向心力為零）。則mgFAmgFAFBFTθθ又 得 17．【2013?四川質(zhì)檢】如圖所示，虛線MN下方存在豎直向上的勻強電場，場強E＝2×103V/m，電場區(qū)域上方有一豎直放置長為l＝0.5m的輕質(zhì)絕緣細桿，細桿的上下兩端分別固定一個帶電小球A、B，它們的質(zhì)量均為m＝0.01kg，A帶正電，電量為q1＝2.5×10－4C；B帶負電，電荷量q2＝5×10－5C，B到MN的距離h＝0.05m．現(xiàn)將輕桿由靜止釋放(g取10m/s(1)小球B剛進入勻強電場后的加速度大小．(2)從開始運動到A剛要進入勻強電場過程的時間．(3)小球B向下運動離M、N的最大距離．從B球進入電場到A球剛要進入電場過程，A、B球整體做勻加速運動，時間為t2，則有l(wèi)＝v1t2＋eq\f(1,2)ateq\o\al(2,2)解方程得：t2＝0.2s從開始運動到A剛要進入勻強電場過程中的時間t＝t1＋t2＝0.3s.(3)設(shè)小球B向下運動離MN最大距離為s，A、B球整體從開始運動到到達最低點過程，由動能定理得：2mg(h＋s)＋q2Es－q1E(s－l)＝0解得：s＝1.3m18．【2013?江蘇常州水平監(jiān)測】如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點處有一正點電荷，D點為O點在斜面上的垂足，OM＝ON，帶負電的小物體以初速度從M點沿斜面上滑，到達N點時速度恰好為零，然后又滑回到M點，速度大小變?yōu)椤Ｈ粜∥矬w電荷量保持不變，可視為點電荷。（1）帶負電的小物體從M向N運動的過程中電勢能如何變化，電場力共做多少功？（2）N點的高度h為多少？（3）若物體第一次到達D點時速度為,求物體第二次到達D點時的速度。【答案】(1)電場力做功為0(2)(3)【解析】（1）電勢能先減少后增加，由于M、N為等勢點，所以帶電體在兩點間運動時電場力做功為0（2）解得：(3)由對稱性可知物體從M到D以及從N到D克服摩擦力做功相等都為Wf/2…M到D：N到D：（公式中將克服摩擦做功寫成其他符號的照樣得分，沒有寫電場力做功的不得分）19．【2013?遼寧模擬】如下圖所示，現(xiàn)在有一個小物塊，質(zhì)量為m=80g，帶上正電荷q=210－4C。與水平的軌道之間的滑動摩擦系數(shù)m=0.2，在一個水平向左的勻強電場中，E=103V/m，在水平軌道的末端N處，連接一個光滑的半圓形軌道，半徑為R=40cm，取g=10m/s2，求：（1）小物塊恰好運動到軌道的最高點，那么小物塊應(yīng)該從水平哪個位置釋放？（2）如果在上小題的位置釋放小物塊，當(dāng)它運動到P（軌道中點）點時對軌道的壓力等于多少？【答案】（1）15.25m（2）3.0N【解析】（1）物塊能通過軌道最高點的臨界條件是解得v=2m/s設(shè)小物塊釋放位置距N處為s解得s=15.25m，即小物塊應(yīng)該從在水平位置距N處為15.25m處開始釋放物塊到P點時，解得解得FN=3.0N由牛頓第三運動定律可得物塊對軌道的壓力：20．【2013?廣東模擬】飛行時間質(zhì)譜儀可通過測量離子飛行時間得到離子的比荷q/m，如圖1。帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場加速后進入長度為L的真空管AB，可測得離子飛越AB所用時間t1。改進以上方法，如圖2，讓離子飛越AB后進入場強為E（方向如圖）的勻強電場區(qū)域BC，在電場的作用下離子返回B端，此時，測得離子從A出發(fā)后返回B端飛行的總時間為t2（不計離子重力）（1）忽略離子源中離子的初速度，①用t1計算荷質(zhì)比；②用t2計算荷質(zhì)比。（2）離子源中相同比荷的離子由靜止開始可經(jīng)不同的加速電壓加速，設(shè)兩個比荷都為q/m的離子分別經(jīng)加速電壓U1、U2加速后進入真空管，在改進后的方法中，它們飛行的總時間通常不同，存在時間差Δt，可通過調(diào)節(jié)電場E使Δt＝0。求此時E的大小?！敬鸢浮浚?）①、②或；（2）【解析】（1）①設(shè)離子帶電量為q，質(zhì)量為m，經(jīng)電場加速后的速度為v，則2離子飛越真空管，在AB做勻速直線運動，則L＝vt1解得離子荷質(zhì)比②離子在勻強電場區(qū)域BC中做往返運動，設(shè)加速度為a，則qE＝mat2＝解得離子