2011高考物理二轮复习 电场和恒定电流专家预测2

1 20112011 高考物理二轮复习高考物理二轮复习 电场和恒定电流专家预测电场和恒定电流专家预测 2 2 一 选择题 本题共 12 小题 共 48 分 在每小题给出的四个选项中 有的只有一个选 项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 有选错的得 0 分 1 该图是点电荷Q周围的电场线 以下判断正确的是 A Q是正电荷 A点的电场强度大于B点的电场强度 B Q是正电荷 A点的电场强度小于B点的电场强度 C Q是负电荷 A点的电场强度大于B点的电场强度 D Q是负电荷 A点的电场强度小于B点的电场强度 解析 由电场线的方向知 Q是正电荷 由点电荷的场强公式E k知 Q r2 A点的电场强度大于B点的电场强度 故选 A 答案 A 2 如图所示 虚线是等量异种点电荷所形成的电场中每隔一定电势差所描绘的等势线 其中B和C关于两电荷的连线对称 现用外力将一个正试探电荷沿着图中实线所示的轨迹 按照箭头所指方向从A缓慢移动到F 在此过程中该外力所做正功最多的区间是 A A B B C D C D E D E F 解析 由等量异种电荷电场的分布特点可知 A和D是等势点 B和C也是等势点 正试探电荷从A到B的过程 电场力做正功 所以外力F做负功 从C D电场力做负功 则外力F做正功 D E的过程中 电场力做正功 所以外力F做负功 E F的过程中 电 场力做负功 则外力F做正功 从图中要以看出 C D之间的电势差要大于E F的电势 差 所以外力所做正功最多的区间是C D 答案 B 3 一平行板电容器两板板间距为d 极板面积为S 电容为 0S d 其中 0是常 量 对此电容器充电后断开电源 当增加两板间距时 电容器极板间 A 电场强度不变 电势差变大 B 电场强度不变 电势差不变 C 电场强度减小 电势差不变 D 电场强度减小 电势差减小 4 如图所示 在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷 Q和 Q x轴上 的P点位于 Q的右侧 下列判断正确的是 2 A 在x轴上还有一点与P点电场强度相同 B 在x轴上还有两点与P点电场强度相同 C 若将一试探电荷 q从P点移至O点 电势能增大 D 若将一试探电荷 q从P点移至O点 电势能减小 解析 本题主要考查等量异种电荷形成的电场和电场力做功与电势能的变化 意 在考查考生受力分析和运用数学知识处理物理问题的能力 由点电荷产生的场强公式E 和场强叠加知识得 若 Q与O点的距离为x P点与 Q的距离为a 则可得P点场强 kQ r2 为EP 方向水平向左 根据对称性特点知 A 正确 B 错 根据等量异种 kQ a2 kQ 2x a 2 电荷形成的电场特点知 O点电势为零 而P点电势小于零 故将 q从P点移至O点 电 场力做负功 其电势能一定增大 答案 AC 5 一负电荷从电场中A点静止释放 只受电场力作用 沿电场线运动到B点 它运动 的v t图象如图 甲 所示 则两点A B所在区域的电场线分布情况可能是图 乙 中的 解析 从图 甲 可以看出负电荷在运动的过程中是变加速运动 a不断变大 因 此所受到的电场力也不断变大 且和电荷运动方向相同 电场强度也不断变大 故选项 C 正确 答案 C 6 如图所示 三条虚线表示某电场中的三个等势面 其电势分别 为 1 10V 2 20V 3 30V 一个带电粒子只受电场力作用 按 图中实线轨迹从A点运动到B点 则 A 粒子带负电 B 粒子在A点的速度大于在B点的速度 C 粒子在A点的加速度大于在B点的加速度 D 粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 解析 电场线方向总是垂直于等势面 且由高电势指向低电 势 即电场线指向左侧 物体在做曲线运动时所受的合力指向曲线弯曲的内侧 由带电粒 子的运动轨迹可看出它所受到的电场力向右 即粒子带负电 A 选项对 粒子从A运动到 B时 逆着电场线方向运动 电场力做正功 粒子的动能增加 电势能减小 所以 D 选项 对 B 选项错 A点的电场线比B点的密 则粒子在A点所受到电场力大于在B点所受到的 电场力 即粒子在A点的加速度大于在B点的加速度 C 选项对 答案 ACD 7 如图所示 竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘 两个带有同种电荷的小球A B分 别处于竖直墙面和水平地面 且处于同一竖直平面内 若用图示方向的水平推力F作用于 3 小球B 则两球静止于图示位置 如果将小球B向左推动少许 并待两球重新达到平衡时 则两个小球的受力情况与原来相比 A 推力F将增大 B 竖直墙面对小球A的弹力减小 C 地面对小球B的弹力一定不变 D 两个小球之间的距离增大 解析 将A B视为整体进行受力分析 在竖直方向只受重 力和地面对整体的支持力FN 也是对B的支持力FN 将B向左推动 少许后 竖直方向受力不变 所以FN mA mB g为一定值 C 正 确 然后对B进行受力分析如图 由平衡条件可知FN mBg F斥 cos 向左推B 减小 所以F斥减小 由F斥 k得 A B qAqB r2 间距离r增大 D 正确 而F F斥sin 减小 F斥减小 所以 推力F减小 故 A 错 将A B视为整体时F FNA 所以墙面对小球 A的弹力FNA减小 B 正确 故选项 BCD 正确 答案 BCD 8 2011 南昌调研 有一绝缘长木板放在光滑水平面上 质量为m 电荷量为q的物 块沿长木板表面以一定的初速度自左向右滑动 由于有方向竖直向下的匀强电场 物块滑 至长木板右端时相对木板静止 现仅将电场方向改为竖直向上 物块滑至板中央就相对静 止 则 A 物块带正电荷 B 物块带负电荷 C 匀强电场的场强大小为 mg 3q D 匀强电场的场强大小为 mg q 解析 考查力电综合 长木板与物块系统动量守恒 设物块的初速度为v1 长木 板长为L 根据动量守恒定律可知两种情况下系统最终以相同的末速度v2匀速运动 故动 能变化相同 对第一种情况由系统的功能关系有 f1L Ek 同理对第二种情况有 0 5f2L Ek 联立可得 2f1 f2 故第一种情况下电场向下 物块带负电 B 正确 由 f1 mg Eq f2 mg Eq 解得电场强度E C 正确 mg 3q 答案 BC 9 2011 湖北重点中学联考 如图所示 A为带电量为Q的圆形金属薄板 图中A板 为侧视图 B为质量为m 电荷量大小为q的带负电小球 用绝缘丝线悬挂于O点 小球 由于电场力而静止在过金属板中心且垂直于金属板的直线上距板为r的位置 悬线与竖直 方向的夹角为 关于小球所在位置处的场强 下列说法中正确的是 A 小球所在位置处场强大小为kQ r2 方向水平向右 B 小球所在位置处场强大小为kQ r2 方向水平向左 C 小球所在位置处场强大小为mgtan q 方向水平向左 D 小球所在位置处场强大小为mgtan q 方向水平向右 解析 因为带电圆形金属板不能看作点电荷 所以不能根据 点电荷场强公式计算小球所在位置的场强 A B 错误 小球在重力 电场力和绳子拉力作用下平衡 根据平衡条件可求得小球所受电场力 F mgtan 根据场强的定义可知小球所在位置的场强E mgtan q 方向与带负电小球所受电场力方向相反 即水平向左 C 正确 答案 C 4 10 江西九所重点中学联考 如图所示 质量分别是m1 m2 电荷量分别为q1 q2 的两个带电小球 分别用长为l的绝缘细线悬挂于同一点 已知 q1 q2 m1 m2 两球静止 平衡时的图可能是 解析 如图所示 做两球的受力分析示意图 根据牛顿 第三定律 两球之间的库仑力相等 由相似三角形原理有 即m1gL1 m2gL2 FL 因m1 m2 故L1 L2 D F m1g L1 L F m2g L2 L 正确 答案 D 11 2011 北京东城区质检 如图所示 带正电的电荷固定 于Q点 电子在库仑力作用下沿顺时针方向做以Q点为焦点的椭圆运动 O为椭圆的中心 M P N为椭圆上的三点 M和N分别是轨道上离Q点最近和最远的点 则电子在运动的过 程中 A 在M点的速率最小 B 在N点的电势能最小 C 在P点受到的库仑力方向指向O点 D 椭圆上N点的电势最低 解析 考查静电场中的电势 电势能及库仑定律 本题可将电子绕正电荷运动等 效为卫星绕地球运动 在M点为近地点 动能最大 势能最小 在N点为远地点 动能量 小 势能最大 故 A B 均错误 D 正确 根据库仑定律可知电子在P点受到的库仑力指向 Q C 错误 答案 D 12 2011 湖北八校联考 如图所示 匀强电场中三点A B C是一个三角形的三个 顶点 ABC CAB 30 BC 2m 已知电场线平行于 ABC所在的平面 一个带电 3 荷量q 2 10 6C 的点电荷由A移到B的过程中 电势能增加 1 2 10 5J 由B移到C 的过程中电场力做功 6 10 6J 下列说法正确的是 A B C两点的电势差UBC 3V B A点的电势低于B点的电势 C 负电荷由C移动A的过程中 电势能增加 D 该电场的场强为 1V m 解析 负电荷由B运动到C的过程中电场力做功 6 10 6J 根据W qU得 U 3V 即C点电势比B点高 3V A 错误 负电荷从A点运动到B点的过程中电荷的电势 能增加 则一定是由高电势的点运动到低电势的点 根据 E W qU得 A点电势比 B点高 6V B 错误 设B点电势为UB 则 UA UB 6 UC UB 3 负电荷从C点运动到A点的过 程电势升高 电势能降低 C 错误 由于匀强电场中同 一条直线上线段的长度与电势差成正比 如图 可找到 5 AB连线上电势等于C点的点 电场的方向应平行于AB 故根据几何关系求得AB长度为 6m 代入E 得场强为 1V m D 正确 U d 答案 D 二 实验题 本题共 2 小题 共 18 分 13 用 描迹法画出电场中平面上的等势线 的实验装置如图所示 1 在图中a b c d e五个基准点中 电势最高的点是 点 2 若连接电流表的两表笔分别接触图中d和f两点 f与d连线和A与B连线垂直 时 表针反偏 电流从红表笔流进时 表针正偏 则连接电流表的红表笔接在 点 要使表针仍指在零刻线 应将接触f点的表笔向 填 左 或 右 移动 答案 1 a 2 d 右 14 在 用描迹法画出电场中平面上的等势线 的实验中 先 在平板上依次铺好白纸 复写纸和导电纸 将电源 开关和电极 A B按照图所示连接好 将灵敏电流计的两个接线柱分别和两个 探针相连接 并判断出灵敏电流计的指针偏转方向与电流方向间的 关系是 当电流由正接线柱流入电流计时 电流计的指针向右偏 转 在电极A B的连线上等距离地取a b c d e5 个基准点 闭合开关 S 后 用一个探针接触某一基准点 另一探针在导电纸上 缓慢移动 直到电流计示数为零 则此时另一个探针所在位置与基准点等电势 由此可以 找到一系列的等势点 进而描绘出过该基准点的等势线 1 若在图中连接灵敏电流计正接线柱的探针接触a点 连接灵敏电流计负接线柱的探 针接触b点时 灵敏电流计的指针向左偏转 则可以判断电极A接在电源的 极 上 填 正 或 负 2 若灵敏电流计的两个探针分别接触a点和b点 灵敏电流计的示数为I1 若灵敏 电流计的两个探针分别接触b点与c点 灵敏电流计的示数为I2 则I1和I2相比较 有 I1 I2 填 大于 小于 或 等于 解析 1 由于电流从电流计正接线柱流入时 电流计指针向右偏 而现在是电流 计指针向左偏 说明电流是从负接线柱流入电流计的 故b点电势高于a点 所以电极A 与电源负极相连 2 由于a b和b c是等间距 而电流场是非匀强场 且靠近两电极处的场强要大 故a b间的电势差大于b c间的电势差 所以I1大于I2 答案 1 负 2 大于 三 计算题 本题共包括 4 小题 共 54 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和 重要演算步骤 只写出最后答案不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和 单位 15 如图所示 电荷量为 e 质量为m的电子从A点沿与 电场线垂直的方向进入匀强电场 初速度为v0 当它通过电场B 点时 速度与场强方向成 150 角 不计电子的重力 求A B两 点间的电势差 解析 电子进入匀强电场后在电场力作用下做匀变速曲 线运动 根据运动的分解可知 电子在垂直于场强方向上做匀速 直线运动 将B点的速度分解 如图 6 v 2v0 v0 cos60 电子从A运动到B由动能定理得 eUAB mv2 mv 1 2 1 22 0 UAB 1 2m 2v0 2 1 2mv2 0 e 3mv2 0 2e 答案 3mv2 0 2e 16 如图所示 BC是半径为R的 圆弧形的光滑且绝缘的轨道 位于竖直平面内 其 1 4 下端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 电场强度为E 现有 一质量为m 带正电q的小滑块 可视为质点 从C点由静止释放 滑到水平轨道上的A 点时速度减为零 若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为 求 1 滑块通过B点时的速度大小 2 滑块经过圆弧轨道的B点时 所受轨道支持力的大小 3 水平轨道上A B两点之间的距离 解析 1 小滑块从C到B的过程中 只有重力和电场力对它做功 设滑块经过圆 弧轨道B点时的速度为vB 根据动能定理有 mgR qER mv 0 1 22B 解得vB 2 mg qE R m 2 根据牛顿运动定律有 FNB mg m解得FNB 3mg 2Eq v2B R 3 小滑块在AB轨道上运动时 所受摩擦力为Ff mg 小滑块从C经B到A的过程 中 重力做正功 电场力和摩擦力做负功 设小滑块在水平轨道上运动的距离 即A B两 点之间的距离 为L 则根据动能定理有mgR qE R L mgL 0 解出L mgR qER mg qE 答案 见解析 17 如图所示 在水平桌面上有两个静止的物块A和B 均可视为质点 质量均为 m 0 2kg 桌子处于方向斜向右上方与水平方向成 45 角 电场强度E 10N C 的匀强 2 电场中 物块A带正电 电荷量q 0 1C A与桌面的动摩擦因数 0 2 物块B是绝缘 体 不带电 桌面离地面的高度h 5m 开始时 A B相距L 2m B在桌子的边缘 在电 场力作用下 A开始向右运动 并与B发生碰撞 碰撞中无能量损失 A B间无电荷转移 求 1 A经过多长时间与B相碰 2 A B落点之间的水平距离 7 解析 1 选取A为研究对象 其受力情况如图所示 根据牛顿第二定律 Eqcos45 Ff maA A物体在竖直方向受力平衡 FN Eqsin45 mg Ff FN 设A经过时间t与B发生碰撞 由运动学公式有 L aAt2 1 2 由 式得 t 1s 2 A与B碰撞前一瞬间 A的速度vA aAt 碰撞过程中动量与能量均守恒 设碰后A B的速度分别为v A v B mvA mv A mv B mv mv mv 1 22A 1 22A 1 22B 由 式得 v A 0 v B 4m s 碰后 B做平抛运动 其水平位移sB v BtB tB 2h g 碰后 A在空中的受力情况如图所示 A在竖直方向做匀加速直线运动 设加速度为 aAy 在水平方向做匀加速直线运动 设加速度为aAx aAy mg Eqsin45 m aAx Eqcos45 m A的水平位移sA aAxt 1 22A h aAyt 1 22A s sB sA 由以上各式得 s 1m 每个式子 1 分 评析 此题情景新 过程多 侧重于考查牛顿运动定律以及运动学知识 同时考 查了动量与能量 带电粒子在电场中的运动等知识点