2020版高考物理一轮复习全程训练计划周测六静电场含解析.pdf

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1、静电场静电场 夯基提能卷 立足于练题型悟技法保底分 (本试卷满分 95 分) 一、选择题(本题包括 8 小题，每小题 6 分，共 48 分在每小题给出的四个选项中，有 的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的全部选对的得 6 分，选不全 的得 3 分，有选错或不答的得 0 分) 12018全国卷(多选)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电 场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点一电荷量为q(q0)的 粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小 W2 .下列说法正确的是( ) A此匀强电场的场强方向一定与

2、a、b两点连线平行 B若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为W 1W2 2 C若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为W 2 qL D若W1W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差 答案：BD 解析：A 错：结合题意，只能判定Uab0、Ucd0，但电场方向不能得出；B 对：由于M、N 分别为ac和bd的中点，对于匀强电场，则UMN，可知该粒子由M至N过程中，电 UabUcd 2 场力做功W；C 错：电场强度的方向只有沿cd时，场强E，但本题中电场方 W1W2 2 W2 qL 向未知；D 对：若W1W2，则ac与bd一定相互平行，可知UaMUbN. 2. 如图所

3、示，在直角三角形所在的平面内存在匀强电场，其中A点电势为 0，B点电势为 3 V，C点电势为 6 V 已知ACB30，AB边长为 m，D为AC的中点 现将一点电荷放在D3 点，且点电荷在C点产生的场强为 1.5 N/C，则放入点电荷后，B点场强大小为( ) A2.5 N/C B3.5 N/C C2 N/C D. N/C25 答案：A 解析： 由题意可知B、D两点电势相等，BD所在直线为等势线，根据沿电场线方向电势逐渐降 低可知，与BD垂直且指向A的方向为电场方向，如图所示根据匀强电场中电场强度与电 势差的关系可知， 匀强电场的电场强度大小E N/C2 N/C.根据点电荷电场 U d 3 3 c

4、os30 的特点可知，放在D点的点电荷在B点产生的电场强度与在C点产生的电场强度大小相等， 都是1.5 N/C， 根据电场叠加原理，B点的电场强度大小为EB N/C2.5 N/C.选项A221.52 正确 3. 在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场， 质量为m的带电小球由MN上方的A 点以大小为v的初速度水平抛出， 从B点进入电场， 到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C 三点在同一直线上，且AB2BC，如图所示，由此可知( ) A小球带正电 B电场力大小为 2mg C小球从A点到B点与从B点到C点的运动时间相等 D小球从A点到B点与从B点到C点的速度变化不相等 答案：D 解析 ：

5、根据小球从B点进入电场的轨迹可以看出，小球所受的电场力竖直向上，即小球 带负电，选项 A 错误 ； 因为到达C点时速度水平，所以小球在C点时的速度等于在A点时的 速度，因为AB2BC，设B、C间竖直距离为h，则A、B间竖直距离为 2h，小球由A点到C 点根据动能定理有mg3hEqh0， 即Eq3mg， 选项 B 错误 ； 小球从A点到B点的过程中， 在竖直方向上的加速度大小为g，方向竖直向下，所用时间为t12，从B点到C点 4h g h g 的过程中， 在竖直方向上的加速度大小为a22g， 方向竖直向上， 故所用时间t2 Eqmg m ，故t12t2，选项 C 错误 ； 小球从A点到B点与从B

6、点到C点的过程中速度变化量 2h 2g h g 大小都等于 v2g，但方向相反，选项 D 正确 h g 4 (多选)一电场在x轴上的电势随x的变化关系如图所示， 将一电子从坐标原点处 释放，电子仅在x轴上的电场力作用下运动，下列说法正确的是( ) Ax轴上 0d区域与 3d4d区域的电场相同，电场强度的大小均为 0 d B若电子由静止释放，则电子一直沿x轴正方向运动 C若电子能到达 3d位置，则电子释放时的最小初动能为 2e0 D若电子能到达 4d位置，则电子释放时的最小初动能为e0 答案：AD 解析：沿电场线方向，电势逐渐降低，电场强度大小为x图线的斜率的绝对值， 则x轴上 0d区域内电场沿

7、x轴负方向，d3d区域内电场沿x轴正方向，3d4d区域内 电场沿x轴负方向，电场强度大小均为，A 正确；若电子由静止释放，则电子先沿x轴 0 d 正方向做加速运动，然后再沿x轴正方向做减速运动，到达x2d处速度减为 0，然后沿x 轴负方向做加速运动，再减速为零，做往复运动，B 错误 ； 若电子能从xd处运动到x3d 处，则需要克服电场力做功 2e0，电子从原点运动到xd处，做加速运动，增加的动能 为e0，则电子释放时初动能最小为e0，电子到达x3d处后，在 3d4d区域内做加速 运动，所以电子只要能到达x3d处，便能到达x4d处，C 错误，D 正确 5 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴

8、上的O、M两点， 两电荷连线上各点电势 随x变化的关系如图所示， 其中A、N两点的电势均为零， ND段中的C点电势最高， 则 ( ) AN点的电场强度大小为零 BA点的电场强度大小为零 CN、C间场强方向沿x轴正方向 D将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 答案：D 解析 ： 根据题给的两电荷连线上各点电势随x变化的关系图象， 可知O点的点电荷q1 为正电荷，M点的点电荷q2为负电荷题中x图象斜率的绝对值表示电场强度的大小， 由此可知，N点和A点的电势为零，但电场强度大小都大于零，C点的电场强度大小为零， 选项 AB 错误 ； 从N点到C点各点电势逐渐增大， 说明从N点到C点逆着

9、电场线方向， 故N、C 间场强方向沿x轴负方向，选项 C 错误 ； 将一负点电荷从N点移到D点，其电势能先减小后 增大，则电场力先做正功后做负功，选项 D 正确 6. (多选)如图所示，在足够长的光滑水平面上有A、B两个滑块(均可视为质点)，滑块A 带正电，电荷量为q，滑块B不带电图中虚线内存在水平向右的匀强电场，电场强度大小 为E，宽度为d，其余空间内不存在电场滑块A刚好位于电场区域内的左侧，而滑块B刚 好位于电场区域的右侧 现将滑块A无初速度释放， 滑块A与滑块B发生碰撞且碰撞时间极 短，碰撞过程中滑块A的电荷量不变，仅碰撞一次，经过一段时间两滑块保持一定的距离不 变，且此距离为x0d，则

10、下列判断正确的是( ) 4 9 AA、B两滑块的质量之比为 mA mB 1 4 BA、B两滑块的质量之比为 mA mB 1 3 C两滑块的碰撞为弹性碰撞 D两滑块的碰撞为非弹性碰撞 答案：AD 解析：对滑块A在碰撞前根据动能定理有qEdmAv，依题意知，碰撞后滑块A、B速 1 2 2 0 度大小相等， 方向相反， 规定向右为正方向， 设其大小为v， 根据动量守恒定律可得mAv0mAv mBv；又由能量守恒定律可知v0，D 正确，C 错误 9 4 7(多选) 一个质量为m、 带电荷量为q的小球以初速度v0水平抛出， 在小球经过的竖直平面内， 存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电

11、场区， 两区域相互间隔， 竖直 高度相等，电场区水平方向无限长已知每一电场区的场强大小相等，方向均竖直向上，重 力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A小球在水平方向一直做匀速直线运动 B若场强大小等于， 则小球经过每一无电场区的时间均相等 2mg q C若场强大小等于，则小球经过每一电场区的时间均相等 mg q D小球经过每个电场区过程机械能的减少量相等 答案：ABD 解析：将小球的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解，水平方向不受外力，以v0做 匀速直线运动，选项 A 正确；竖直方向，小球在无电场区只受重力，加速度大小为g，方向 竖直向下，在电场区除受重力外，还受到向上的恒

12、定的电场力作用，加速度的大小和方向取 决于合力的大小和方向，当电场强度等于时，电场力等于mg，故在电场区小球所受的合 mg q 力为零， 竖直方向的运动是匀速运动， 而在无电场区小球做匀加速运动， 故经过每个电场区， 小球的速度均不等，因而小球经过每一电场区的时间均不相等，选项 C 错误 ； 当电场强度等 于时，电场力等于 2mg，故在电场区小球所受的合力大小为mg，方向竖直向上，加速度 2mg q 大小等于g，方向竖直向上，则在经过第一无电场区时：ygt，v1gt1，经过第一电场 1 2 2 1 区时：yv1t2gt，v2v1gt2，联立解得t1t2，v20.接下来小球的运动重复前面的 1

13、2 2 2 过程， 即每次通过无电场区时竖直方向都是自由落体运动， 每次通过电场区时都是做竖直方 向末速度为零的匀减速直线运动，故小球经过每一无电场区的时间相同，选项 B 正确 ； 小球 经过每个电场区机械能的减少量等于克服电场力做的功， 由于每个电场区的电场力及竖直高 度都相同，故小球经过每个电场区过程机械能的减少量相等，选项 D 正确 8 2019湖北宜昌模拟有三个完全一样的金属小球A、B、C， 小球A所带电荷量为 10Q， 小球B所带电荷量为Q，小球C不带电，将A、B两小球固定，相距r，此时A、B两小球 间的相互作用力大小为F；然后让小球C反复与A、B两小球多次接触，最后移去小球C后，

14、则A、B两小球间的相互作用力大小为( ) AF B10F C.F D.F 9 10 10 9 答案：C 解析 ： 依题意可知A、B两小球最初所带电荷量的总和被三个小球间均分，则A、B两小 球最终的电荷量均为3Q，A、B两小球之间最初是引力， 大小为Fk10k 10QQ 3 q1q2 r2 ，A、B两小球之间最终是斥力，大小为Fk9kF，C 正确 Q2 r2 q1q2 r2 Q2 r2 9 10 二、非选择题(本题包括 4 小题，共 47 分) 9(7 分) 在竖直平面内固定一个半径为R的均匀带电细圆环， 质量为m的带电小球(视为质点)通 过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点当圆环、小球都带有相

15、同的电荷量Q(未知)时， 发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，如图所示已知静电力常量为k，重力 加速度为g，则绝缘细线对小球的拉力FT_，圆环的带电荷量Q_. 答案：(4 分) (3 分) mgL R mgL3 kR 解析 ： 本题考查电场的叠加、库仑定律，意在考查考生应用数学知识处理物理问题的能 力由于圆环不能看作点电荷，我们取圆环上一部分 x，设总电荷量为Q，则该部分电荷 量为Q，由库仑定律可得，该部分对小球的库仑力F1，方向沿该点与小球的连 x 2R kQ2x 2L2R 线指向小球；同理，取以圆心对称的相同的一段，其库仑力与大小F1相同，如图甲所示， 两力的合力应沿圆心与小球的

16、连线向外，大小为 2； 因圆环上各点对小球均 kQ2x 2L2R L2R2 L 有库仑力，故所有部分库仑力的合力F，方向水平向右；小球受力分析如图乙 kQ2L2R2 L3 所示，小球受重力、拉力及库仑力而处于平衡，故FT与F的合力应与重力大小相等，方向 相反 ； 由几何关系可得； 则小球对绳子的拉力FT；，解得Q . FT L mg R mgL R F L2R2 mg R mgL3 kR 10(20 分) 在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐 标分别为 2.0 m 和 5.0 m放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相 同，电场力的大

17、小跟试探电荷的电荷量关系图象分别如图中直线a、b所示，放在A点的电 荷带正电，放在B点的电荷带负电(忽略试探电荷之间的影响)求： (1)B点的电场强度的大小和方向； (2)试判断电荷Q的电性，并说明理由； (3)点电荷Q的位置坐标 答案：(1)2.5 V/m，沿x轴负向 (2)Q带负电；理由见解析 (3)x2.6 m 解析：(1)由EB 和图象可得EB2.5 V/m F q 1 0.4 EA V/m 4 0.1 放入B点的是负电荷，所以电场强度方向跟负电荷受力方向相反， 故B点电场方向沿x轴负向 (2)A点的正电荷受力沿x轴正向，而B点的负电荷受力也沿x轴正向，根据同种电荷 互相排斥，异种电荷

18、互相吸引所以Q带的是负电，而且在A、B之间 (3)由(2)问已知Q在A、B之间，设离A点距离为L，则离B点距离为(3L) 根据E得，EA40 V/m， kQ r2 kQ L2 EB2.5 V/m kQ 3L2 可求得L0.6 m 所以点电荷Q的位置为x2 m0.6 m2.6 m 处 11(8 分)如图所示，长度为d的绝缘轻杆一端套在光滑水平转轴O上另一端固定一 质量为m、电荷量为q的带负电小球小球可以在竖直平面内做圆周运动，AC和BD分别为 圆的竖直和水平直径，等量异种点电荷Q、Q分别固定在以C为中点、间距为 2d的水平 线上的E、F两点让小球从最高点A由静止开始运动，经过B点时小球的速度大小

19、为v， 不考虑q对Q、Q所产生电场的影响，重力加速度为g，求： (1)小球经过C点时对杆的拉力大小； (2)小球经过D点时的速度大小 答案：(1)5mg (2) 4gdv2 解析：(1)小球从A点到C点过程，根据动能定理有 mg2dmv(1 分) 1 2 2C 在C点，由牛顿第二定律有 Tmgm(1 分) v2 C d 得T5mg(1 分) 根据牛顿第三定律知，球对杆的拉力大小为 TT5mg(1 分) (2)设UBAU，根据对称性可知 UBAUADU(1 分) 小球从A点到B点和从A点到D点过程中，根据动能定理有 mgdqUmv2(1 分) 1 2 mgdqUmv(1 分) 1 2 2D 得v

20、D(1 分)4gdv2 12(12 分)如图甲所示，一对平行金属板M、N，长为L，相距为d，O1O为中轴线，两 板间为匀强电场， 忽略两极板外的电场 当两板间加电压UMNU0时， 某一带负电的粒子从O1 点以速度v0沿O1O方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计 (1)求带电粒子的比荷 ； q m (2)若M、N间加如图乙所示的交变电压， 其周期T， 从t0 开始， 前 时间内UMN2U， L v0 T 3 后时间内UMNU， 大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场， 最终所有粒 2T 3 子恰好能全部离开电场而不打在极板上，求U的值 答案：(1) (2) 4

21、d2v2 0 U0L2 3md2 2qT2 解析：(1)设粒子经过时间t0打在M板中点 沿极板方向有 v0t0(2 分) L 2 垂直极板方向有 t(2 分) d 2 qU0 2md 2 0 解得 (1 分) q m 4d2v2 0 U0L2 (2)粒子通过两板间的时间tT(2 分) L v0 从t0 时刻开始，粒子在两板间运动时，每个电压变化周期的前三分之一时间内的加 速度大小a1，在每个电压变化周期的后三分之二时间内的加速度大小a2(2 分) 2qU md qU md 答图所示为从不同时刻射入电场粒子的速度时间图象，根据题意和图象分析可知， 从tnT(n0、1、2、)或t nT(n0、1、

22、2、)时刻入射的粒子垂直极板方向位移 T 3 最大，需要恰好不打在极板上，则有 T(2 分) d 2 1 2 2qUT 3md 解得U(1 分) 3md2 2qT2 探究创新卷 着眼于练模拟悟规范争满分 (本试卷满分 95 分) 一、选择题(本题包括 8 小题，每小题 6 分，共 48 分在每小题给出的四个选项中，有 的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的全部选对的得 6 分，选不全 的得 3 分，有选错或不答的得 0 分) 1. 2018全国卷(多选)如图， 一平行板电容器连接在直流电源上， 电容器的极板水平 ； 两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容

23、器的上、下极板附近， 与极板距离相等现同时释放a、b，它们由静止开始运动在随后的某时刻t，a、b经过 电容器两极板间下半区域的同一水平面a、b间的相互作用和重力可忽略下列说法正确 的是( ) Aa的质量比b的大 B在t时刻，a的动能比b的大 C在t时刻，a和b的电势能相等 D在t时刻，a和b的动量大小相等 答案：BD 解析：A 错：经时间t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，则xaxb， 根据xat2，得aaab，又由a 知，maWb，由动能定理知，a的动能比b的动能大 ； C 错 ：a、b处在同一等势面上， 根据Epq，a、b的电势能绝对值相等，符号相反；D 对：根据动量定理Ft

24、pp0，则 经过时间t，a、b的动量大小相等 2. (多选)有一匀强电场，电场线与坐标平面平行如图所示，以O点为圆心，以R0.10 m 为半径的圆周上任一点P的电势满足40sin(60)40(V)，为O、P两点连 线与x轴正方向所成的角，该圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，以顺时针方向角度为正， 则下列说法正确的是( ) A该电场强度方向与x轴正方向成60角 B该圆周内所有点的电势不可能小于零 C该匀强电场的场强大小为E400 V/m3 D该匀强电场的场强大小为E400 V/m 答案：BD 解析： 由题意可知， 当30时， 圆周上点P1的电势为10， 为圆周上的最低电势， 当 210时， 圆

25、周上点P2的电势为280 V， 为圆周上的最高电势， 所以该电场强度方向与x 轴正方向成30角， B 正确， A 错误 ； 该匀强电场的场强大小为E400 V/m， D 21 2R 正确，C 错误 3. (多选)如图所示，矩形的四个顶点分别固定有带电荷量均为q的正、负点电荷，水平直 线AC将矩形分成面积相等的两部分，B为矩形的中心 一质量为m的带正电微粒(重力不计) 沿直线AC从左向右运动，到A点时的速度为v0，到B点时的速度为v0.取无穷远处的电5 势为零，则( ) A微粒在A、C两点的加速度相同 B微粒从A点到C点的过程中，电势能先减小后增大 CA、C两点间的电势差为UAC4mv 2 0

26、q D微粒最终可以返回B点，其速度大小为v05 答案：AC 解析：由场强叠加和对称性可知，A、C两点的场强大小相等、方向相同，故由牛顿第 二定律可知，微粒在A、C两点的加速度相同，A 正确；由电场的性质可知，沿直线AC电势 逐渐降低，根据电场力做功WqU可知，电场力对该微粒一直做正功，故微粒从A点到C点 的过程中电势能一直在减小，B 错误；由对称性可知UABUBC，故由动能定理可得qUABmv 1 2 mv，同理可得qUBCmvmv，以上两式联立并代入数据求解可得vC3v0，故qUAC 2B 1 2 2A 1 2 2C 1 2 2B mvmv，解得UAC，C 正确；由于B点电势为零，故微粒从B

27、点沿直线AC运动到 1 2 2C 1 2 2A 4mv2 0 q 无穷远处的过程中， 电场力做功为零， 所以微粒到无穷远处时的速度与微粒在B点时的速度 相同，仍为v0，故粒子不会返回B点，D 错误5 4. 如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B之间距离为d，两板间的电压为U，其中A 板接地在两板间放一半径为R的金属球壳，球心O到两板的距离相等，C点为球壳上离A 板最近的一点，D点靠近B板则下列说法正确的是( ) AUCOU R d BUACU 2 CC点的电势为cU 2 D把一负点电荷由C点移到D点，电势能减少 答案：D 解析： 将金属球壳放入电场后，A、B两板间电场线如图所示，应用对称性，

28、两板间电场线形 状关于球心O对称，所以A板与金属球壳的电势差UAO和金属球壳与B板的电势差UOB相等， 即UAOUOB，又A、B两板电势差保持不变为U，即UAOUOBU，得UAOUOB ，所以A、C U 2 间电势差UACUAO ，即 0C ，得C ，A 错误，B、C 正确；把一负点电荷由C U 2 U 2 U 2 点移到D点，电场力做负功，电势能增加，D 错误 5. (多选)如图所示，长为L、倾角为的光滑绝缘斜面固定于静电场中，一带电荷量为 q、质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速 度仍为v0，途中小球始终未离开斜面，重力加速度为g，则( ) A小球在

29、B点的电势能一定小于小球在A点的电势能 B小球的电势能可能先增大后减小 CA、B两点的电势差一定为mgL q D若处于匀强电场中，则该电场的场强大小一定是mg q 答案：AB 解析：小球在斜面上受到重力、支持力和电场力，支持力不做功，小球以速度v0由斜 面底端A点沿斜面上滑，到达顶端B点的速度仍为v0说明电场力做的功和重力做的功大小 相等，小球从A点到B点的过程，重力做负功，电场力做正功，电势能减小，故小球在B点 的电势能一定小于在A点的电势能，A 正确；小球的电势能可能先增大后减小，B 正确；由 于电场力做的正功和重力做的负功大小相等，即qUWGmgLsin，可知A、B两点之间的 电势差U，

30、C 错误；小球在斜面上向上运动的过程中，电场力做的正功和重力做 mgLsin q 的负功大小相等，但是不知道电场强度的方向，因此即使是匀强电场，场强大小也不一定为 ，故 D 错误 mg q 6(多选)如图所示，匀强电场中的三个点A、B、C构成一个直角三角形，ACB90， ABC60，d.把一个带电荷量为q的点电荷从A点移动到B点电场力不做功， 从BBC 点移动到C点电场力所做的功为W.若规定C点的电势为零，则( ) AA点的电势为W q BB、C两点间的电势差为UBCW q C该电场的电场强度大小为 W dq D若从A点沿AB方向飞入一电子，其运动轨迹可能是甲 答案：BD 解析 ： 点电荷在匀

31、强电场中从A点移动到B点，电场力不做功，说明AB为等势线，从B 移动到C电场力做功W，则UBC ，UBCUAC，又C点电势为零，则A点电势为 ，A 错误，B W q W q 正确；电场线沿着垂直AB方向，AC沿电场线方向长度为dsin60，所以电场强度大小为 ，C 错误；从A点释放的电子，所受的电场力垂直于AB向上，做类平抛运动，D W qdsin60 正确 7(多选) 如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地进入电场线水平向右的加 速电场E1之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上整个装置处于 真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么( ) A偏转电场E2对三种

32、粒子做功一样多 B三种粒子打到屏上时的速度一样大 C三种粒子运动到屏上所用时间相同 D三种粒子一定打到屏上的同一位置 答案：AD 解析 ： 带电粒子在电场E1中加速，由动能定理，eE1dmv2，解得v.进入电场 1 2 2eE1d m 线竖直向下的匀强电场E2中做类平抛运动，Lvt，yat2、eE2ma，联立解得y， 1 2 E2L2 4E1d 偏转电场E2对三种粒子做功WeE2y，与粒子质量无关，所以偏转电场E2对三种粒 eE2 2L2 4E1d 子做功一样多，选项 A 正确；粒子打到屏上时的速度大小v，三种粒子质 E2 2eL2 2E1md 2E1ed m 量不相等， 故选项 B 错误 ；

33、 三种粒子运动到屏上所用时间不相同， 选项 C 错误 ； 由于y， E2L2 4E1d 与粒子质量无关，三种粒子在偏转电场中的水平位移相等，侧移量相同，则出射角相同，所 以三种粒子一定打到屏上的同一位置，选项 D 正确 8. 如图所示， 一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置， 在管子的底部固定一电荷量为Q(Q0) 的点电荷，在距离底部点电荷为h2的管口A处，有一电荷量为q(q0)、质量为m的点电荷 由静止释放， 在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零 现让一个电荷量为q、 质量为 3m 的点电荷仍在A处由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则该点电荷( ) A运动到B处的速度为零 B在

34、下落过程中加速度逐渐减小 C运动到B处的速度大小为2 3 3gh2h1 D速度最大处与底部点电荷距离为 kQq mg 答案：C 解析 ： 点电荷在下落过程中受重力和库仑力作用， 由动能定理可得mgh1WE0， 即WE mgh1， 当点电荷质量为3m时， 库仑力不变， 故库仑力做功不变， 由动能定理可得3mgh2mgh1 3mv2， 解得v， 故 C 正确、 A 错误 ； 由题意知， 点电荷应先做加速运动， 1 2 2 3 3gh2h1 再做减速运动，即开始时重力大于库仑力，而在下落过程中，库仑力增大，故下落时加速度 先减小，后增大，故 B 错误；当重力等于库仑力时，合力为零，此时速度最大，F库

35、3mg ，解得r ，故 D 错误 kQq r2 kQq 3mg 二、非选择题(本题包括 4 小题，共 47 分) 9 (7分)如图所示是一种测量电容的实验电路图， 实验是通过对高阻值电阻放电的方法， 测出电容器充电至电压U时所带电荷量Q， 从而再求出待测电容器的电容C.某同学在一次实 验时的实验步骤如下： a按如图甲所示电路图连接好电路； b接通开关 S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下 此时电流表的示数为I0490 A，电压表的示数U0如图丙所示，I0、U0分别是电容器放电 时的初始电流和电压； c断开开关 S，同时开始计时，每隔 5 s 或 10 s 测一次电流

36、i的值，将测得的数据在 图丁的坐标上描点标出 (1)根据图甲的电路原理图连接图乙的实物图 (2)在图丁中作出it图象，其图线与坐标轴所围面积的物理意义是_ (3)电压表的示数U0_V， 该电容器电容为C_F(结果保留两位有效数 字) (4)若某同学实验时把电压表接在D、E两端，则电容的测量值与真实值相比 _(填“偏大” 、“偏小”或“相等”) 答案：(1)如图 1 所示(2 分) (2)如图 2 所示(2 分) 电容器从充电到电压为U0时所带 的电荷量 (3)8.0 1.1103(2 分) (4)偏小(1 分) 解析：(2)将图中数据点用平滑曲线连接起来，图线与坐标轴所围面积的物理意义是电 容

37、器从充电到电压为U0时所带的电荷量 (3)因为电压表的精度为 0.5 V， 所以电压表示数U0 0.5168.0 V；从图线与坐标轴所围面积可以计算出电荷量为Q8.75103 C，根据 电容的定义式得C1.1103 F(4)若把电压表接在D、E两端，会有放电电流通过电 Q U0 压表而使得测量出的电荷量偏小，从而使电容测量值偏小 10. (10 分)如图所示，AB是位于竖直平面内、 半径R0.5 m 的 1/4 圆弧形的光滑绝缘轨道， 其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度E 5103 N/C.今有一质量为m0.1 kg、 带电荷量q8105 C的小滑块(

38、可视为质点)从A 点由静止释放若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数0.05，取g10 m/s2，求： (1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力； (2)小滑块在水平轨道上通过的总路程 答案：(1)2.2 N (2)6 m 解析：(1)设小滑块第一次到达B点时的速度为vB，对圆弧轨道最低点B的压力为FN， 则mgRqERmv 1 2 2B FNmgmv 2B R 由牛顿第三定律得FNFN 解得FN3mg2qE2.2 N(4 分) (2)由题意知qE81055103 N0.4 N mg0.050.110 N0.05 N 因此有qEmg 所以小滑块最终在圆弧轨道上往复运动(2 分) 所以

39、小滑块在水平轨道上通过的总路程x满足 mgRqERmgx 解得x6 m(4 分) 11(14 分) 如图所示， 在平面直角坐标系中， 有方向平行于坐标平面的匀强电场， 坐标系内有A、B 两点，其中A点坐标为(6 cm,0)，B点坐标为(0， cm)坐标原点O处的电势为 0，点A处3 的电势为 8 V， 点B处的电势为 4 V 现有一带电粒子从坐标原点O处沿电势为 0 的等势线方 向以速度v4105 m/s 射入电场，粒子运动时恰好通过B点，不计粒子所受重力，求： (1)图中C处(3 cm,0)的电势； (2)匀强电场的场强大小； (3)带电粒子的荷质比 . q m 答案：(1)4 V (2)

40、102 V/m (3)2.41011 C/kg 8 3 解析：(1)设C处的电势为C 由OCCA 知OCCA 解得C V4 V(3 分) OA 2 08 2 (2)BC连线为等势线，电场强度方向与等势线BC垂直 设OBC OBL cm3 tan 得60 OC L 3 3 由UEd 得E V/m U d UBO Lsin 4 3 3 2 102 102 V/m(5 分) 8 3 (3)因为带电粒子做类平抛运动 有Error! 联立解得 2.41011 C/kg(2 分) q m 2v2sin ELcos2 所以带电粒子的荷质比为 2.41011 C/kg 12(16 分)2019四川成都一诊如图

41、所示，A、B间距为L6.25 m 的水平传送带在 电机带动下始终以v3 m/s 的速度向左匀速转动，传送带B端正上方固定一挡板，挡板与 传送带无限接近但未接触，传送带所在空间有水平向右的匀强电场，场强E1106 N/C.现 将一质量m2 kg、带电荷量q1105 C 的带正电绝缘小滑块轻放在传送带上A端若滑 块每次与挡板碰后都以原速率反方向弹回，已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.3， 且滑块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取 10 m/s2.求： (1)滑块放上传送带后瞬间的加速度； (2)滑块第一次反弹后能到达的距B端的最远距离； (3)滑块做稳定的周期性运动后，电机相对于空载时增加的机

42、械功率 答案：(1)2 m/s2，方向水平向右 (2)3.25 m (3)18 W 解析：(1)滑块放上传送带后瞬间，受力如图所示 由牛顿第二定律有qEmgma， 代入数据解得a2 m/s2，方向水平向右； (2)设滑块第一次到达B点时速度为v1， 由运动学公式有v2aL， 2 1 代入数据解得v15 m/s. 因v1v，故滑块与挡板碰后将向左做匀减速直线运动，其加速度方向向右，大小为a1， 由牛顿第二定律有 qEmgma1， 代入数据得a18 m/s2. 设滑块与挡板碰后至速度减为v经历的时间为t1，发生的位移为x1， 由运动学公式有vv1a1t1，x1v1t1a1t， 1 2 2 1 代入

43、数据得t10.25 s，x11 m. 此后， 摩擦力反向(水平向左)， 加速度大小又变为a， 滑块继续向左减速直到速度为零， 设这段过程发生的位移为x2， 由运动学规律有x2， v2 2a 代入数据得x22.25 m， 当速度为零时，滑块离B端最远，最远距离xmx1x2， 代入数据解得xm3.25 m. (3)分析可知，滑块逐次回到B端的速度将递减，但只要回到B端的速度大于v，滑块 反弹后总要经历两个减速过程直至速度为零， 因此滑块再次向B端返回时发生的位移不会小 于x2，回到B端的速度不会小于v3 m/s，所以，只有当滑块回到B端的速度减2ax2 小到v3 m/s 后，才会做稳定的周期性往返运动在周期性往返运动过程中，滑块对传送 带施加的摩擦力方向始终向右， 所以滑块做稳定的周期性运动后， 电机相对于空载时增加的 功率为Pmgv，代入数据解得P18 W.