2020届高三高考物理一轮复习《静电场》专题专练

2020届高三高考物理一轮复习《静电场》专题专练1/12静电场1.如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()A．U1∶U2＝1∶8B．U1∶U2＝1∶4C．U1∶U2＝1∶2D．U1∶U2＝1∶162.如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，一个电子垂直经过等势面D时，动能为20eV飞经等势面C时，电势能为－10eV，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为5cm，则下列说法正确的是()A．等势面A的电势为－10VB．匀强电场的场强大小为200V/mC．电子再次飞经D势面时，动能为10eVD．电子的运动为匀变速直线运动3.如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方，有带正电的点电荷＋Ｑ，一表面绝缘带正电的金属小球Ｃ可视为质点，且不影响原电场，自左向右以初速Ｖ０向右运动，则在运动过程中（）A．小球先做减速后加速运动；B．小球做匀速直线运动；C．小球受到的电场力的冲量为零；D．小球受到的电场力对小球做功为零。4.两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子具有的初动能是()vABCD2020届高三高考物理一轮复习《静电场》专题专练2/12A.edhUB．edUhC.eUdhD．eUhd5.(多选)如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mg＝qE，则()A．电场方向竖直向上B．小球运动的加速度大小为gC．小球上升的最大高度为v202gD．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为mv2046.（2018•卷Ⅰ）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7.如图虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知()A．P点电势高于Q点电势B．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D.带点质点通过P点的加速度比通过Q点的加速度大；8.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，2020届高三高考物理一轮复习《静电场》专题专练3/12则匀强电场场强的大小为()A.3kq3l2B.3kql2C.3kql2D.23kql29.如图所示，在真空中一条竖直向下的电场线上有a、b两点．一带电质点在a处由静止释放后沿电场线向上运动，到达b点时速度恰好为零．则下面说法正确的是()A．该带电质点一定带正电荷B．该带电质点一定带负电荷C．a点的电场强度大于b点的电场强度D．质点在b点所受到的合力一定为零10.平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止，如图当发生下列哪些变化时，液滴将向上运动？（）A.将电容器的下极板稍稍下移；B.将电容器的上极板稍稍下移；C.将S断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动；D.将S断开，并把电容器的上极板稍稍下移11.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，EP表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则A．U变小，E不变B．E变大，EP变大C．U变小，EP不变D．U不变，EP不变P·——－+图6－5－12020届高三高考物理一轮复习《静电场》专题专练4/1212.若在一半径为r，单位长度带电荷量为q(q0)的均匀带电圆环上有一个很小的缺口Δl(且Δl≪r)，如图所示，则圆心处的场强大小为()A.kΔlqrB.kqrΔl2C.kΔlqr2D．kqΔl2r2020届高三高考物理一轮复习《静电场》专题专练5/12参考答案1.如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()A．U1∶U2＝1∶8B．U1∶U2＝1∶4C．U1∶U2＝1∶2D．U1∶U2＝1∶16粒子在电场中做类平抛运动：轨迹1的运动学方程为：)2...(212)1...(.21110tadtvl轨迹2的运动学方程为：)4...(21)3...(.222220tadtvl联立1、2、3、4式得：)5...(8121aa粒子受到电场力的作用，结合牛二定律得)6...(mEqa)7...(dUE联立6、7式得：)8...(dmqua可见粒子做类平抛运动的加速度之比就等于电压之比；故A选项正确；2.如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，一个电子垂直经过等势面D时，动能为20eV飞经等势面C时，电势能为－10eV，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为5cm，则下列说法正确的是()2020届高三高考物理一轮复习《静电场》专题专练6/12A．等势面A的电势为－10VB．匀强电场的场强大小为200V/mC．电子再次飞经D势面时，动能为10eVD．电子的运动为匀变速直线运动【答案】ABD【解析】根据题意电子从等势面D飞到等势面B动能减小了20ev，相邻等势面电势差相等，电场力做功大小相同，故每经过一个等势面动能减小10ev，可见电子在等势面C时的动能为10ev，电子在电场中运动的过程中电势能与动能之和为定值即EK+EP=C；等势面C的电势能为-10ev，所以电子的总能量为0ev；电子在任意位置的总能量均为0；所以电子在等势面D的电势能为-20ev，在等势面B的电势能为0ev；又qEp；故VeevC1010；VeevD2020;VeevB00；故VA-10A选项正确；200v/m0.0510VduE；电子再次飞经等势面B的电势为-20ev；电子受到与运动方向相反的电场力，且大小不变，故D对；3.如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方，有带正电的点电荷＋Ｑ，一表面绝缘带正电的金属小球Ｃ可视为质点，且不影响原电场，自左向右以初速Ｖ０向右运动，则在运动过程中（）A．小球先做减速后加速运动；B．小球做匀速直线运动；C．小球受到的电场力的冲量为零；D．小球受到的电场力对小球做功为零。【答案】B【解析】金属板放在带正电的+Q形成的电场中一段时间后，达到静电平衡，可以看成是等势体，小球可视为质点，意味着不计其体积的大小，这样相当于点电荷在等势体的表面移动，等势体表面的场强为0，电场力为0，故小球将做匀速直线运动；电场力对小球不做功且冲量也为0；4.两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子具有的初动能是()vABCD2020届高三高考物理一轮复习《静电场》专题专练7/12A.edhUB．edUhC.eUdhD．eUhd【答案】D【解析】电子从O点到A点，因受电场力作用，速度逐渐减小。根据题意和图示判断，电子仅受电场力，不计重力。这样，我们可以用能量守恒定律来研究问题。即12mv20＝eUOA。因E＝Ud，UOA＝Eh＝Uhd，故12mv20＝eUhd，故选项D正确。5.(多选)如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mg＝qE，则()A．电场方向竖直向上B．小球运动的加速度大小为gC．小球上升的最大高度为v202gD．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为mv204【答案】BD【解析】由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动，其合力沿ON方向，而mg＝qE，由三角形定则，可知电场方向与ON方向成120°角，A错误；由图中几何关系可知，其合力为mg，由牛顿第二定律可知a＝g，方向与初速度方向相反，B正确；设带电小球上升的最大高度为h，由动能定理可得－mg·2h＝0－12mv20，解得h＝v204g，C错误，电场力做负功，带电小球的电势能变大，当带电小球速度为零时，其电势能最大，则Ep＝－qE·2hcos120°＝qEh＝mg·v204g＝mv204，D正确。6.（2018•卷Ⅰ）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（）2020届高三高考物理一轮复习《静电场》专题专练8/12A.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】AB【解析】根据题述，匀强电场中等势面间距相等，相邻等势面之间的电势差相等.设相邻等势面之间的电势差为U，根据电子从a到d的过程中克服电场力所做功为Wab=6eV，电场方向水平向右.由Wab=3eV，联立解得：U=2V.已知b的电势为2V，则平面c上的电势为零，选项A正确；由于af之间的电势差为4U=8V，一电子经过a时的动能为10eV，由于题述没有指出电子速度方向，若该电子速度方向指向左或指向上或下，则该电子就到达不了平面f，选项B正确；由于题述没有指出电子速度方向，选项CD错误.7.如图虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知()A．P点电势高于Q点电势B．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D.带点质点通过P点的加速度比通过Q点的加速度大；【答案】BD【解析】因为题干中画出的是等势面与质点的运动图像，结合电场线与等势面的垂直关系，需要将等势面的图像转化为电场线的图像进行处理，如图所示；2020届高三高考物理一轮复习《静电场》专题专练9/12根据带点质点的运动轨迹与其受力方向在同一侧的特点，可知质点的受力方向沿电场线向右下方，因为质点带负电，所以场强方向如图所示；沿着电场线的方向电势是降低的所以可知pQ；根据qEp，质点带负电荷，可知质点在P点的电势能较大；故A错B对；因为粒子在纯电场中运动时，电势能与动能之和为定值，所以质点在Q点的动能较大；故C错，质点在P处的电场线较密，场强较大，加速度较大；故D选项正确；8.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.3kq3l2B.3kql2C.3kql2D.23kql2【答案】B【解析】选B.各小球都在力的作用下处于静止状态，分别对各小球受力分析，列平衡方程可求解．以c球为研究对象，除受另外a、b两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力，如图所示，c球处于平衡状态，据共点力平衡条件可知F静＝2kqqcl2cos30°；F