专题08静电场第03期备战2020高考物理2019届二模和三模好题分项版汇编教师版

1专题8电场-2019年高三二模、三模物理试题分项解析（III）一．选择题1．（2019湖南娄底二模）在真空中某点固定一个带负电荷的金属小球A，可视为点电荷，所带电量Q＝1.0×10－5C，在离它10cm处放置另一个带负电的检验电荷B，以下描述正确的是A．若规定无穷远处电势为零，则B所在的位置电势为负值B．将B向A靠近，则其电势降低，电势能减小C．A中所有电子所带电量之和为－1.0×10－5CD．B所在的位置电场强度大小E＝9.0×106N/C，方向与电荷B所受电场力方向相同，背离A【参考答案】A【名师解析】规定无穷远处电势为零，负电荷周围电势为负，故A正确；B向A靠近，则电势降低，B带负电荷，电势能应该增大，故B错；Q＝1.0×10－5C是指净电荷，故C错；B所在的位置电场强度应该指向A，故D错。2.（2019北京海淀一模）右图既可以看成是用来描述山坡地势的等高线图，也可以看成是用来描述电场中电势高低的等势线图。关于此图，下列说法正确的是A．若该图为等高线图，可知a坡的地势比b坡陡峭B．若该图为等高线图，可知在不考虑摩擦力时，小球从a坡滑下的加速度大于从b坡滑下的加速度C．若该图为等势线图，可知a侧的电势降落比b侧慢D．若该图为等势线图，可知a侧的电场强度比b侧大【参考答案】C【名师解析】若该图为等高线图，可知b坡的地势比a坡陡峭，选项A错误；若该图为等高线图，可知在不考虑摩擦力时，小球从a坡滑下的加速度小于从b坡滑下的加速度，选项B错误；若该图为等势线图，可知a侧的电势降落比b侧慢，选项C正确；若该图为等势线图，可知a侧的电场强度比b侧小，选项D错误。23.（2019河南示范性高中联考）某静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示。一质量m=4×10－10kg电荷量q=2×10－9C的带负电粒子(不计重力)(－1m，0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则该粒子运动的周期为A.sB.0.6sC.0.1D.s【参考答案】B【名师解析】根据图象可明确左右两边电势的降落与距离间的关系，根据E=U/d即可求得各自的电场强度；粒子在原点两侧来回振动，故周期为粒子在两侧运动的时间之和；根据速度公式v=at即可求出各自的时间，则可求得周期．粒子先沿x轴正方向做匀加速匀速，后做匀减速直线运动，然后反向运动；由；；由，解得粒子沿x轴正方向运动的时间为；同理可得粒子沿x轴正方向做匀减速运动的时间为t2=0.1s；且粒子到达x=0.5m处的速度恰好为零，反向运动的时间为t1+t2=0.3s；则粒子运动的周期为T=2(t1+t2)=0.6s；故选B.【关键点拨】本题考查带电粒子在电场中的运动分析，要注意明确运动过程，并能根据牛顿第二定律以及动能定理等物理规律进行分析，并灵活应用数学规律求解．4．（2019湖南娄底二模）如图所示，带电小球a由绝缘细线PM和PN悬挂而处于静止状态，其中PM水平，地面上固定一绝缘且内壁光滑的圆弧细管道GH，圆心P与a球位置重合，管道底端H与水平地面相切，一质量为m可视为质点的带电小球b从G端口由静止释放，当小球b运动到H端时对管道壁恰好无压力，重力加速度为g。在小球b由G滑到H过程中，下列说法中正确的是3A．小球b机械能逐渐减小B．小球b所受库仑力大小始终为2mgC．细线PM的拉力先增大后减小D．小球b加速度大小先变大后变小【参考答案】C【名师解析】小球b所受库仑力和管道的弹力始终与速度垂直，所以小球b机械能守恒，选项A错；小球b机械能守恒，从G滑到H过程中mgR＝12mv2，H处，F库－mg＝mv2R，则F库＝3mg,选项B错；设PN与竖直方向成α角，对球a受力分析，将其分解：竖直方向FPNcosα＝mg＋F库sinθ；水平方向F库cosθ＋FPNsinα＝FPM。解得FPM＝mgtanα＋3mgcos（θ－α）cosα，下滑时θ从0增大90°，细线PM的拉力先增大后减小，故选项C正确；设b与a的连线与水平方向成θ角，则mgRsinθ＝12mv2，任意位置加速度为向心加速度和切向加速度合成，即a＝a2n＋a2τ＝（v2R）2＋（gcosθ）2＝5－3cos2θ2g，可知小球的加速度一直变大，选项D错。5．（2019高考模拟卷）如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值．一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示，EpA和EpB分别表示电子在A、B两点时的电势能．则下列说法中正确的是()A.该电场可能是孤立的点电荷形成的电场B.A点的电场强度小于B点的电场强度C.电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W=EpA－EpBD.电子在A点的动能小于在B点的动能【参考答案】C4【名师解析】由电势能与电势的关系可知，电势与电势能成正比，可得出类似图乙的电势随其坐标x变化的关系图象。由E=U/d=△φ/x，可知电势图象的斜率表示电场强度，所以该电场为匀强电场，A点的电场强度等于B点的电场强度，选项AB错误；根据电势能变化与电场力做功的关系可知，电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W=EpA－EpB，选项C正确；根据能量守恒定律，电子的动能和电势能之和保持不变，电子在A点的动能大于在B点的动能，选项D错误。6．（2019广东省广州市下学期一模）如图，正点电荷固定在O点，以O为圆心的同心圆上有a、b、c三点，一质量为m、电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，速率分别为va、vb。若a、b的电势分别为φa、φb，则A．a、c两点电场强度相同B．粒子的比荷)(222babamqvvC．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度D．粒子从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少【参考答案】BC【命题意图】本题以正点电荷电场为情景，考查正点电荷电场的电场强度、电场力、牛顿运动定律、能量守恒定律及其相关知识点。【解题思路】根据正点电荷电场的特征可知，a、c两点电场强度大小相同，方向不同，选项A错误；电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，由能量守恒定律，212amv-qφa=212bmv-qφb，解得)(222babamqvv，选项B正确；根据点电荷电场强度公式可知，a点的电场强度大于b点，粒子在a点所受的库仑力大于在b点所受的库仑力，由牛顿第二定律可知粒子在a点的加速度大于在b点的加速度，选项C正确；电荷量为-q的粒子粒子从a点移到b点，克服电场力做功，电势能增大，选项D错误。7.（2019全国考试大纲调研卷3）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()5A．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【参考答案】A【名师解析】根据平行板电容器的电容的决定式C＝、定义式C＝和匀强电场的电压与电场强度的关系式U＝Ed可得E＝，可知将C板向右平移到P′点，B、C两板间的电场强度不变，由O点静止释放的电子仍然可以运动到P点，并且会原路返回，故选项A正确.8.（2019全国考试大纲调研卷3）两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是()A．带正电B．速度先变大后变小C．电势能先变大后变小D．经过b点和d点时的速度大小相同【参考答案】CD【名师解析】根据粒子的运动轨迹及电场线分布可知，粒子带负电，选项A错误；粒子从a到c到e的过程中电场力先做负功后做正功，速度先减后增，电势能先增大后减小；选项B错误，C正确；因为b、d两点在同一等势面上，所以在b、d两点的电势能相同，所以经过b点和d点时的速度大小相同，选项D正确．9．（6分）（2019湖南衡阳二模）如图所示，水平线a、b、c、d为匀强电场中的等差等势线，一个质量为m，电荷量绝对值为q的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点，已知该粒子在A点的速6度大小为v1，在B点的速度大小为v2，且方向与等势线平行A、B连线长为L，连线与竖直方向的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（）A．该粒子一定带正电B．匀强电场的电场强度大小C．粒子在B点的电势能一定大于在A点的电势能D．等势线b的电势比等势线c的电势高【参考答案】BC【名师解析】粒子竖直方向受电场力，做匀加速直线运动；水平方向不受力，故竖直分运动是匀减速直线运动；结合运动的合成与分解的知识得到A点速度与B点速度的关系，然后对A到B过程根据动能定理列式求解电场强度。电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场线的方向沿竖直方向，粒子弯曲的方向向上，所以粒子受力的方向向上，但由于电场线方向不知，则粒子的电性无法确定，故A错误；在沿电场线的方向的位移：y＝Lsinθ设A、B间的电势差为UAB，由动能定理，有：qUAB＝qEy＝m﹣m联立解得：E＝；故B正确；电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场线的方向沿竖直方向，粒子弯曲的方向向上，所以粒子受力的方向向上，从A到B的过程中电场力做负功，所以粒子的电势能增加，即在B点的电势能一定大于在A点的电势能，故C正确；粒子受力的方向向上，若粒子带正电，则电场的方向向上，c的电势高于b的电势；若粒子带负电，则电场的方向向下，c的电势低于b的电势，故D错误；【关键点拨】本题关键是通过运动的合成与分解得到A点速度和B点速度的关系，然后结合动能定理列式求解即可，基础题目。7二．计算题1.（2019北京海淀一模）如图所示，A、B为两块足够大的水平放置的平行金属板，间距为d；两板间有方向由A指向B的匀强电场，电场强度大小为E；在金属板A的正中央位置有一个粒子源P，能以v0的初速度向金属板A以下的各个方向均匀射出质量为m、带电荷量为+q的粒子，粒子最终全部落在金属板B上，粒子所受重力、空气阻力以及粒子之间的相互作用力均可忽略。求：（1）金属板A、B间的电压U；（2）粒子到达金属板B时的动能Ek；（3）粒子落在金属板上B区域的面积S。【名师解析】2.（2019北京顺义二模）如图所示，一静止的电子经过电压为U的电场加速后，立即射入偏转匀强电场中，射入方向与偏转电场的方向垂直，射入点为A，最终电子从B点离开偏转电场。已知偏转电场的电场强度大小为E，方向竖直向上（如图所示），电子的电荷量为e，质量为m，重力忽略不计。求：（1）电子进入偏转电场时的速度v0；8（2）若将加速电场的电压提高为原来的2倍，使电子仍从B点经过，则偏转电场的电场强度E1应该变为原来的多少倍？（3）若在偏转电场区域加上垂直纸面向外的匀强磁场，使电子从A点射入该相互垂直的电场和磁场共同存在的区域沿直线运动，求所加磁场的磁感应强度大小。【名师解析】（1）电子在电场中的加速，由动能定理得：2012Uemv所以，02Uevm（2）设电子的水平位移为x，电子的竖直偏移量为y，则有：0xvt212yatEema联立解得：24yUEx根据题意可知x、y均不变，当U增大到原来的2倍，场强E也增大为原来的2倍。（3）电子做直线运动0BevEe解得：2mBEUe