《2022年高三物理一輪復習 專題7 靜電場（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2022年高三物理一輪復習 專題7 靜電場（含解析）（6頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、2022年高三物理一輪復習 專題7 靜電場（含解析） 21．[xx·新課標全國卷Ⅰ] 如圖所示，在正點電荷Q的電場中有M、N、P、F四點，M、N、P為直角三角形的三個頂點，F(xiàn)為MN的中點，∠M＝30°.M、N、P、F四點處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φF＝φP，點電荷Q在M、N、P三點所在平面內，則( ) A．點電荷Q一定在MP的連線上 B．連接PF的線段一定在同一等勢面上 C．將正試探電荷從P點搬運到N點，電場力做負功 D．φP大于φM 21．AD [解析] 本題考查了電場問題．根據題意，點電荷Q必在MN的中垂線和PF的中垂線的交點處，過F作M

2、N的垂直平分線交MP于O點，由幾何關系可知ON恰好垂直平分PF，故點電荷Q一定位于O點，A項正確，由正點電荷的等勢面分布特點可知B項錯誤；因為是正電荷形成的電場，將正電荷從P點搬運到N點，電場力做正功，C項錯誤；因為是正電荷形成的電場，越靠近場源電荷的等勢面電勢越高，D項正確． 19． [xx·新課標Ⅱ卷] 關于靜電場的電場強度和電勢，下列說法正確的是( ) A．電場強度的方向處處與等電勢面垂直 B．電場強度為零的地方，電勢也為零 C．隨著電場強度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低 D．任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向 19．AD [解析] 由靜電場的電場線與等勢

3、面垂直可知A正確．電勢大小是由參考點和電場共同決定的，與場強的大小無關，B、C錯誤．沿電場線電勢降低，且電勢降落最快的方向為電場方向，D正確． 19.（xx上海）靜電場在軸上的場強隨x的變化關系如圖所示，x軸正向為場強正方向，帶正電的點電荷沿x軸運動，則點電荷（） （A）在x2和x4處電勢能相等 （B）由x1運動到x3的過程電勢能增大 （C）由x1運動到x4的過程電場力先增大后減小 （D）由x1運動到x4的過程電場力先減小后增大 [答案] BC 17．[xx·安徽卷] 一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動．取該直線為x軸，起始點O為坐標原點，其電勢能Ep與位移

4、x的關系如右圖所示．下列圖像中合理的是( ) 電場強度與位移關系 粒子動能與位移關系 A B 粒子速度與位移關系 粒子加速度與位移關系 C D 17．D [解析] 本題是關于圖像的“信息題”：以圖像為載體考查電場的力的性質與電場的能的性質，考查理解題目的新信息并且應用信息解決問題的能力．根據電勢能的定義Ep＝qφ，推理電場強度E＝Δx(Δφ)＝q(1)·Δx(ΔEp)，由題中

5、電勢能隨著空間變化的圖像可知其斜率減小，因此電場強度減小，選項A錯誤；根據功能關系可知動能與電勢能的總和保持不變，開始時電勢能減小得快，則動能增加得快，速度增加得快，選項B、C錯誤；由于加速度a＝m(qE)，電場強度減小，加速度減小．選項D正確． 15． [xx·北京卷] 如圖所示，實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面．下列判斷正確的是( ) A．1、2兩點的場強相等 B．1、3兩點的場強相等 C．1、2兩點的電勢相等 D．2、3兩點的電勢相等 15．D 本題考查電場線和等勢面的相關知識．根據電場線和等勢面越密集，電場強度越大，有E1>E2＝E3，但E2和E3電

6、場強度方向不同，故A、B錯誤．沿著電場線方向，電勢逐漸降低，同一等勢面電勢相等，故φ1>φ2＝φ3，C錯誤，D正確． 15． [xx·全國卷] 地球表面附近某區(qū)域存在大小為150 N/C、方向豎直向下的電場．一質量為1.00×10－4 kg、帶電荷量為－1.00×10－7 C的小球從靜止釋放，在電場區(qū)域內下落10.0 m．對此過程，該小球的電勢能和動能的改變量分別為(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空氣阻力)( ) A．－1.50×10－4 J和9.95×10－3 J B．1.50×10－4 J和9.95×10－3 J C．－1.50×10－4 J和9.65×10－3 J

7、D．1.50×10－4 J和9.65×10－3 J 15．D [解析] 本題考查功與能．設小球下落的高度為h，則電場力做的功W1＝－qEh＝－1.5×10－4 J，電場力做負功，電勢能增加，所以電勢能增加1.5×10－4 J；重力做的功W2＝mgh＝9.8×10－3 J，合力做的功W＝ W1＋ W2＝9.65×10－3 J，根據動能定理可知ΔEk＝W＝9.65×10－3 J，因此D項正確． 20． [xx·廣東卷] 如圖12所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著一個帶電荷量為＋Q的小球P，帶電荷量分別為－q和＋2q的小球M和N，由絕緣細桿相連，靜止在桌面上，P與M相距L，P、M和N視為點電荷，

8、下列說法正確的是( ) A．M與N的距離大于L B．P、M和N在同一直線上 C．在P產生的電場中，M、N處的電勢相同 D．M、N及細桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零 20．BD [解析] M、N處于靜止狀態(tài)，則M、N和桿組成的系統(tǒng)所受合外力為0，則FPM＝FPN，即kL2(Qq)＝kx2(2Qq)，則有x＝L，那么M、N間距離為(－1)L，故選項A錯誤，選項D正確；由于M、N靜止不動，P對M和對N的力應該在一條直線上，故選項B正確；在P產生電場中，M處電勢較高，故選項C錯誤． 4．[xx·江蘇卷] 如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸垂直于環(huán)面且過圓心O.下列關于x軸上的電場

9、強度和電勢的說法中正確的是( ) A．O點的電場強度為零，電勢最低 B．O點的電場強度為零，電勢最高 C．從O點沿x軸正方向，電場強度減小，電勢升高 D．從O點沿x軸正方向，電場強度增大，電勢降低 4．B [解析] 根據對稱性，圓環(huán)上均勻分布的正電荷在圓心O點產生的電場的合場強為零．以O點為原點，若將一正點電荷輕放于x軸正半軸上，它將受到沿x 軸正方向的電場力作用而向右運動，電勢能減少，故沿x 軸正方向電勢降低，同理可以得到沿x軸負方向電勢降低，故O點的電勢最高．均勻分布著正電荷的圓環(huán)可看成由無數(shù)組關于圓心O點對稱的帶正電的點電荷組成，由等量正點電荷產生的電場的特點和場強疊加原理可

10、知，從O 點沿x 軸正方向，電場強度先變大后變?。C上所述，只有選項B正確． 19．[xx·山東卷] 如圖所示，半徑為R的均勻帶正電薄球殼，其上有一小孔A.已知殼內的場強處處為零；殼外空間的電場，與將球殼上的全部電荷集中于球心O時在殼外產生的電場一樣．一帶正電的試探電荷(不計重力)從球心以初動能Ek0沿OA方向射出．下列關于試探電荷的動能Ek與離開球心的距離r的關系圖線，可能正確的是( ) A B C D 19．A [解析] 殼內場強處處為零，試探電荷從球心運動到球殼處不受任何力作用，動能不變．正的試探電荷從球殼處向外運動時，

11、受到類似于球殼的全部電荷集中于球心的正點電荷在殼外產生電場的電場力作用，要加速運動，動能增大．沿半徑方向取相等的兩段距離，離球心越遠，電場力的等效值越小，電場力做的功越小，動能的增加量就越小，選項A正確． 4． [xx·天津卷] 如圖所示，平行金屬板A、B水平正對放置，分別帶等量異號電荷．一帶電微粒水平射入板間，在重力和電場力共同作用下運動，軌跡如圖中虛線所示，那么( ) A．若微粒帶正電荷，則A板一定帶正電荷 B．微粒從M點運動到N點電勢能一定增加 C．微粒從M點運動到N點動能一定增加 D. 微粒從M點運動到N點機械能一定增加 4．C [解析] 本題是對帶電微粒在復合場中的運動

12、、動能定理、機械能守恒定律、受力分析的綜合考查，通過圖像中的運動軌跡，無法判斷電場力的方向，只能判斷出微粒所受的合外力方向豎直向下，運動過程中合力的方向與運動方向的夾角為銳角，合外力做正功，微粒的動能增加，A、B錯誤，C正確．由于不能判斷出電場力的方向，所以機械能的變化也不能確定，D錯誤． 19． [xx·浙江卷] 如圖所示，水平地面上固定一個光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為θ.一根輕質絕緣細線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個帶電小球A，細線與斜面平行．小球A的質量為m、電荷量為q.小球A的右側固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k，重力加速度為g，

13、兩帶電小球可視為點電荷．小球A靜止在斜面上，則( ) A．小球A與B之間庫侖力的大小為d2(kq2) B．當d(q)＝k(mgsin θ)時，細線上的拉力為0 C．當d(q)＝k(mgtan θ)時，細線上的拉力為0 D．當d(q)＝ktan θ(mg)時，斜面對小球A的支持力為0 19．AC [解析] 本題考查庫侖定律、受力分析、共點力的平衡等知識．根據庫侖定律可知小球A與B之間的庫侖力大小為kd2(q2)，選項A正確．若細線上的拉力為零，小球A受重力、庫侖力和支持力作用，如圖所示，由平衡條件可得F＝kd2(q2)＝mgtan θ，選項B錯誤，選項C正確；因為兩小球帶同種電荷，

14、所以斜面對小球A的支持力不可能為0，選項D錯誤． 3． [xx·重慶卷] 如題3圖所示為某示波管內的聚焦電場，實線和虛線分別表示電場線和等勢線．兩電子分別從a、b兩點運動到c點，設電場力對兩電子做的功分別為Wa和Wb，a、b點的電場強度大小分別為Ea和Eb，則( ) A．Wa＝Wb，Ea＞Eb B．Wa≠Wb，Ea＞Eb C．Wa＝Wb，Ea＜Eb D．Wa≠Wb，Ea＜Eb 3．A [解析] 同一幅圖中電場線的疏密可表示電場強度大小，a點處的電場線比b點處的密集，可知Ea>Eb，C、D錯誤，a、b兩點處于同一等勢面，電子從a、b兩點運動到c點，電場力做的功相等，與路徑無關，B錯

15、，A正確． 25．[xx·新課標全國卷Ⅰ] 如圖所示，O，A，B為同一豎直平面內的三個點，OB沿豎直方向，∠BOA＝60°，OB ＝ OA，將一質量為m的小球以一定的初動能自O點水平向右拋出，小球在運動過程中恰好通過A點，使此小球帶電，電荷量為q(q>0)，同時加一勻強電場，場強方向與△OAB所在平面平行．現(xiàn)從O點以同樣的初動能沿某一方向拋出此帶電小球，該小球通過了A點，到達A點時的動能是初動能的3倍；若該小球從O點以同樣的初動能沿另一方向拋出，恰好通過B點，且到達B點時的動能為初動能的6倍，重力加速度大小為g。求 (1)無電場時，小球到達A點時的動能與初動能的比值； (2)

16、電場強度的大小和方向． 25．(1)7∶3 (2)，方向略 [解析] 設小球的初速度為v0，初動能Ek0，從O點運動到A點的時間為t，令OA＝d，則OB＝d，根據平拋運動的規(guī)律有： dsin 60°＝v0t ① dcos 60°＝gt2 ② 又有Ek0＝mv02 ③ 由①②③式得 Ek0＝mgd ④ 設小球到達A點時的動能為EkA，則 EkA＝Ek0＋mgd ⑤ 由④⑤式得 ＝ ⑥ (2)加電場后，小球從O點到A點和B點，高度分別降低了和d，設電勢能分別減小ΔEpA和ΔEpB，

17、由能量守恒及④式得 ΔEpA＝3Ek0－Ek0－mgd ＝Ek0 ⑦ ΔEpB＝6Ek0－Ek0－mgd＝Ek0 ⑧ 在勻強電場中，沿任一直線，電勢的降落是均勻的，設直線OB上的M點與A點等電勢，M與O點的距離為x，如圖，則有 ＝ ⑨ 解得x＝d，MA為等勢線，電場必與其垂線OC方向平行，設電場方向與豎直向下的方向的夾角為α，由幾何關系可得 α＝30° ⑩ 即電場方向與豎直向下的方向的夾角為30°. 設場強的大小為E，有 qEdcos 30°＝ΔEpA ? 由④⑦?式

18、得 E＝ ? 22．[xx·安徽卷] (14分)如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔．質量為m，電荷量為＋q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落，穿過小孔到達下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為g)．求： (1)小球到達小孔處的速度； (2)極板間電場強度大小和電容器所帶電荷量； (3)小球從開始下落運動到下極板處的時間． 22．[答案] (1) (2)Cg(mg（h＋d）) (3)h(h＋d)g(2h) [解析] (1)由v2＝2gh得v＝ (2)在極板間帶電小球受重力和電場

19、力，有 mg－qE＝ma 0－v2＝2ad 得E＝qd(mg（h＋d）) U＝Ed Q＝CU 得Q＝Cq(mg（h＋d）) (3)由h＝2(1)gt1(2)、0＝v＋at2、t＝t1＋t2 可得t＝h(h＋d)g(2h) 20． [xx·福建卷Ⅰ] 如圖，真空中xOy平面直角坐標系上的A、B、C三點構成等邊三角形，邊長L＝2.0 m．若將電荷量均為q＝＋2.0×10－6 C的兩點電荷分別固定在A、B點，已知靜電力常量k＝9×109 N·m2/C2，求： (1)兩點電荷間的庫侖力大?。? (2)C點的電場強度的大小和方向． 20．(1)9.0×10－3 N (2)7.8×103 N/C 沿y軸正方向 [解析] (1)根據庫侖定律，A、B兩點電荷間的庫侖力大小為 F＝kL2(q2)① 代入數(shù)據得 F＝9.0×10－3 N② (2)A、B兩點電荷在C點產生的場強大小相等，均為 E1＝kL2(q)③ A、B兩點電荷形成的電場在C點的合場強大小為 E＝2E1cos 30°④ 由③④式并代入數(shù)據得E＝7.8×103 N/C⑤ 場強E的方向沿y軸正方向．