20112012北京高三期末物理专题练习静电场

北京2012届高三期末考试物理静电场专项练习（11石景山）在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图7所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于电荷c的对称点，则下列说法中正确的是（）A．D点的电场强度一定不为零，电势可能为零B．E、F两点的电场强度等大反向，电势相等C．E、G、H三点的电场强度和电势均相同D．若释放电荷c，电荷c将一直做加速运动（不计空气阻力）答案：D(11西城)如图所示，两块平行金属板正对着水平放置，两板分别与电源正、负极相连。当开关闭合时，一带电液滴恰好静止在两板间的M点。则A．当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止B．当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降C．开关再断开后，若减小两板间距，液滴仍静止D．开关再断开后，若增大两板间距，液滴将下降答案：BC（11海淀）某电场的电场线分布如图1所示，电场中有A、B两点，则以下判断正确的是()A．A点的场强大于B点的场强，B点的电势高于A点的电势B．若将一个电荷由A点移到B点，电荷克服电场力做功，则该电荷一定为负电荷C．一个负电荷处于A点的电势能大于它处于B点的电势能D．若将一个正电荷由A点释放，该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动答案：AC（11昌平）在雷雨云下沿竖直方向的电场强度约为104V/m。已知半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/s2，水的密度为103kg/m3。这雨滴携带的电荷量的最小值约为A．8×10-9CB．6×10-9CC．4×10-9CD．2×10-9C答案：C(11朝阳)如图所示，真空中有直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异号点电荷+Q和－Q，C是y轴上的一个点，D是x轴上的一个点，DE连线垂直于x轴。将一个点电荷+q从O移动到D，电场力对它做功为W1，将这个点电荷从C移动到E，电场力对它做功为W2。下列判断正确的是A．两次移动电荷电场力都做正功，并且W1=W2B．两次移动电荷电场力都做正功，并且W1＞W2C．两次移动电荷电场力都做负功，并且W1=W2abc图7DEFGHAB图1MOxy＋Q－QCDED．两次移动电荷电场力都做负功，并且W1＞W2答案：B（11东城）如图所示，在固定正点电荷Q的电场中，一个正试探电荷q沿着一条电场线运动。已知试探电荷经过M点时的加速度是经过N点时的加速度的2倍，不计试探电荷重力，则一定有A．N点距Q的距离是M点距Q的距离的2倍B．N点距Q的距离是M点距Q的距离的2倍C．它经过M点时的速度是经过N点时的速度的2倍D．它经过M点时的速度是经过N点时的速度的2倍答案：B（11海淀）如图12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()A．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球都不做功答案：B(11石景山)下列说法是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中不正确．．．的是（）A．根据电场强度定义式qFE，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关B．根据电容的定义式UQC，电容器极板上的电荷量每增加1C，电压就增加1VC．根据电场力做功的计算式qUW，一个电子在1V电压下加速，电场力做功为1eVD．根据电势差的定义式qWUabab，带电荷量为5101C的正电荷，从a点移动到b点克服电场力做功为5101J，则a、b两点的电势差为1V答案：B(11昌平)图示9为一个半径为R的均匀带电圆环，其单位长度带电量为η。取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的距离为x，以无限远处为零电势，P点电势的大小为φ。下面给出φ的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的电势φ，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性进行判断。根据你的判断，φ的合理表达式应为图12LLAABBEPRxO图9MNqQEA.222xRkRB.222xRRkC222xRkRD.xxRkR222答案：A(11朝阳)如图所示，A、B为水平正对放置的平行金属板，板间距离为d。一质量为m的带电油滴在两金属板之间，油滴运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。将油滴由静止释放，若两金属板间的电压为零，一段时间后油滴以速率v匀速下降。若两金属板间加电压U，一段时间后油滴以速率2v匀速上升。由此可知油滴所带电荷量的大小为A．mgdUB．2mgdUC．3mgdUD．4mgdU答案：C（11朝阳）如图所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触。现使带负电的橡胶棒C靠近A（C与A不接触），然后先将A、B分开，再将C移走。关于A、B的带电情况，下列判断正确的是A．A带正电，B带负电B．A带负电，B带正电C．A、B均不带电D．A、B均带正电答案：A(11东城)如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10V、20V、30V。实线是一带负电的粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点，下列说法中正确的是A．带电粒子一定是先过a，再到b，然后到cB．带电粒子在三点受力的大小Fb＞Fa＞FcC．带电粒子在三点动能的大小EkbEkaEkcD．带电粒子在三点电势能的大小εb＞εa＞εc答案：D（11丰台）根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图6中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹，a、b、c为该α粒子运动过程中依次经过的三点。下列说法中正确的是A．三点的电场强度的关系为EbEa=EcB．三点的电势的高低的关系为φbφa=φcC．α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中电势能先减小后增大D．α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中电场力先做负功后做正功答案：D（11石景山）如图3所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1和2为等势线．a、b两个带电粒子以相同的速度从电场中M点沿等势线1的切线飞出，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则在开始运动的一小段时间内（粒子在图示区域内）（）A．a的电场力较小，b的电场力较大B．a的速度将减小，b的速度将增大C．a一定带正电，b一定带负电D．两个粒子的电势能均减小10Vba20V30Vc图612abM图3dmAB答案：D（11丰台）（12分）如图19所示,劲度系数为k的轻弹簧,左端连着绝缘介质小球B，右端连在固定板上，放在光滑绝缘的水平面上。整个装置处在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一质量为m、带电荷量为+q的小球A，从距B球为S处自由释放，并与B球发生碰撞。碰撞中无机械能损失，且A球的电荷量始终不变。已知B球质量为A球质量的3倍，A、B小球均可视为质点。求：（1）A球与B球碰撞前瞬间的速度v0；（2）求A球与B球第一次碰撞后瞬间，A球的速度v1和B球的速度v2；（3）B球被碰后的运动为周期性运动，其运动周期2MTk，要使A球与B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰，求劲度系数k的可能取值。答案：（12分）解析：（1）设A球与B球碰撞前瞬间的速度为v0，由动能定理得，2012qESmv①…………（2分）解得：02qESvm②…………（2分）（2）碰撞过程中动量守恒012mvmvMv③…………（1分）机械能无损失，有222012111222mvmvMv④…………（1分）联立③④解得1011222qESvvm方向向左…………（1分）2011222qESvvm方向向右…………（1分）（3）要使m与M第二次迎面碰撞仍发生在原位置，则必有A球重新回到O处所用的时间t恰好等于B球的1()2nTEqam⑥…………（1分）122vTtnTa（n=0、1、2、3……）⑦…………（1分）由题意得：2MTk⑧…………（1分）图19dU1LPMNOKAy图12解得：22)21(6nSqEk（n=0、1、2、3……）…………（1分）（11石景山）（9分）有一带负电的小球，其带电荷量C1024q．如图15所示，开始时静止在场强V/m1023E的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h=4cm，与A板距离H=36cm，小球的重力忽略不计．在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电荷量减少到碰前的k倍，已知k=7/8，碰撞过程中小球的机械能没有损失．高考资源网（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则小球在P点时的电势能为多少？高考资源网（2）小球第一次被弹回到达最右端时距S板的距离为多少？高考资源网（3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？（已知8lg7=0.058）高考资源网答案：（9分）解：（1）SP间的电势差32100.04SPUEhV=80V．因0,80SPV，所以VUP80小球在P点时的电势能JqUEpP)80(1024=0.016J…………………………3分（2）小球第一次从P到S有221mvqEh………………………………１分小球第一次被弹回至最右端距S板的距离为1h有211121)(mvEhkqEhq………………………………１分得cmhkh6.411……………………………………………………１分（3）同理小球第二次碰撞后有hkhkh212)1(1推得hkhnn)1(………………………………………………………１分有hkHhn)1(………………………………………………………１分2.1778lg4364lg1lglgkhHhn所以小球经过18次碰撞后，才能抵达A板．………………………………１分（11海淀）（10分）静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置示意图如图20所示。A、B为两块平行金属AB+-HhPS图15图20BPdEA板，间距d＝0.30m，两板间有方向由B指向A、电场强度E＝1.0×103N/C的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的质量m＝2.0×10－15kg、电荷量为q＝－2.0×10－16C，喷出的初速度v0＝2.0m/s。油漆微粒最后都落在金属板B上。微粒的重力和所受空气阻力以及带电微粒之间的相互作用力均可忽略。试求：（1）微粒落在B板上的动能；（2）微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间；（3）微粒最后落在B板上所形成的图形及面积的大小。答案：（10分）解：（1）据动能定理，电场力对每个微粒做功qEdEEWk0kt，微粒打在B板上时的动能20k0kt21mvqEdEWE（2分）代入数据解得：14kt104.6EJ（1分）（2）微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短，到达B板时速度为vt，有2tkt21mvE可得vt=8.0m/s。由于微粒在两极板间做匀变速运动，即2t0vvtd（2分）可解得t=0.06s（1分）（3）由于喷枪喷出的油漆微粒是向各个方向，因此微粒落在B板上所形成的图形是圆形。对于喷枪沿垂直电场方向喷出的油漆微粒，在电场中做抛物线运动，根据牛顿第二定律，油漆颗粒沿电场方向运动的加速度mEqa运动的位移2121atd油漆颗粒沿垂直于电场方向做匀速运动，运动的位移即为落在B板上圆周的半径10tvR（2分）微粒最后落在B板上所形成的圆面积S=πR2联立以上各式，得qEmdvS20π2代入数据解得S=7.5ⅹ10-2m2（2分）高考试题来源：