2012年高考物理预测100题（十）
电场是高中物理中研究的重点之一，也是高考命题重点之一。高考对电场的考查每年每份试卷都有2个以上的题，分值占总分的1220%。高考对电场的考查涉及的知识点主要是：库仑定律、电场强度和电场力、电势和电势能、电势差、电容器和电容、带电粒子在电场中的加速和类平抛运动等。核心考点六、带电粒子在非匀强电场中的运动【预测题】1如图所示，Q1、Q2为两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长线上有a、b两点一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其速度图象如图所示则AQ2带正电 Ba、b两点的电势a>bCa、b两点电场强度Eb>Ea D试探电荷从b到a的过程中电势能减小【解析】：根据正试探电荷运动的速度图象可知，电荷速度先减小后增大，说明两个固定点电荷对正试探电荷的库仑力合力先为吸引后为排斥，所以Q2带负电。由于只有电场力做功，正试探电荷运动的动能和电势能之和保持不变，正试探电荷在b点的电势能小于a点的电势能，试探电荷从b到a的过程中电势能增大，a、b两点的电势a>b，选项AD错误B正确。由正试探电荷运动的速度图象可知，运动经过b点的加速度大于a点的加速度，说明正试探电荷所受电场力在b点大于a点，a、b两点电场强度Eb>Ea，选项C正确。答案：BC【名师点评】由速度图象的斜率表示加速度可知，正试探电荷运动经过a点时的加速度为零，该点的电场强度为零。【预测题】2如图4所示，实线为某孤立点电荷产生的电场的几条电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用，下列说法中正确的是（ ）A该电场是由负点电荷所激发的电场B电场中a点的电势比b点的电势高C带电粒子在a点的加速度比在b点的加速度大D带电粒子在a点的动能比在b点的动能大【解析】由带电粒子运动轨迹可知，所受电场力方向向左，由于题中没有给出电场线方向，也没有给出带电粒子电性，不能判断出该电场是由正电荷还是负点电荷所激发的电场，不能判断出哪点电势高，不能判断出带电粒子在哪点的动能大，选项ABD错误；根据电场线的疏密可以判断出，a点的电场强度较大，带电粒子在a点的加速度比在b点的加速度大，选项C正确。答案：C【名师点评】此题以带电粒子在点电荷电场中的运动轨迹切入，意在考查电场力、牛顿运动定律、动能等知识点。【预测题】3如图所示，真空中有两个等量异种点电荷A和B，一带负电的试探电荷仅受电场力作用，在电场中运动的部分轨迹如图中实线所示M、N是轨迹上的两点，MN连线与AB连线垂直，O为垂足，且AO>OB。设M、N两点的场强大小分别为EM、EN，电势分别为M、N。下列判断中正确的是（ ）AEM大于EN BM大于NCB点电荷一定带正电D此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能【解析】：根据两个等量异种点电荷A和B电场特点，EM小于EN，选项A错误；根据带负电的试探电荷仅受电场力作用的运动轨迹可知，B点电荷一定带正电，M点电势小于N点电势，此试探电荷在M处的电势能大于N处的电势能，选项BD错误C正确。答案：C【名师点评】此题以带电粒子在等量异种点电荷电场中的运动轨迹切入，意在考查电场强度、电势、电势能等知识点。【预测题】4一带电粒子射入一固定的正点电荷Q的电场中，沿如图所示的虚线由a点经b点运动到c点，b点离Q最近。若不计重力，则（ ）A带电粒子带正电荷B带电粒子到达b点时动能最大C带电粒子从a到b电场力做正功D带电粒子从b到c电势能减小【解析】：根据粒子运动轨迹，带电粒子受到斥力，带电粒子带正电荷，选项A正确；带电粒子由a点到b点，克服库仑力做功，电场力做负功，到达b点时动能最小，选项BC错误；带电粒子从b到c电场力做正功，电势能减小，选项D正确。答案：AD【名师点评】此题以带电粒子在点电荷电场中的运动轨迹切入，意在考查电场力、动能与电势能的转化等知识点。核心考点七、带电体在匀强电场中的运动【预测题】1.如图所示，在竖直平面内，光滑的绝缘细杆AC与半径为R的圆交于B、C两点，在圆心O处固定一正电荷，B为AC的中点，C位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的带负电小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g，A、C两点的竖直距离为3R，小球滑到B点时的速度大小为2。求：（1）小球滑至C点时的速度大小；（2）A、B两点间的电势差UAB。【答案】：（1）小球由A到B过程，由动能定理 （2分） 小球由A到C过程，由动能定理 （2分） 其中， （1分） 由式可得小球滑至C点时的速度大小为vc= （2分）（2）由式可得A、B两点间的电势差 （2分）【名师点评】此题以带电小球在非匀强电场中的运动切入，综合考查动能定理、等势面、电势差、电场力的功等知识点。【预测题】2. 如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中。一质量为m、带电量为+q的物块（可视为质点），从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C，场强大小为E（E小于mg/q）。（1）试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功。（2）证明物块离开轨道落回水平面时的水平距离与场强大小E无关，且为一常量。【 解析】：（1）根据带电物块沿半圆形轨道恰好通过最高点C，有mg-qE=m， 带电物块从A运动到C点，由动能定理，qE·2R-Wf-mg·2R=m vC2-m v02联立解得Wf =m v02 +( qE- mg)R. （ 4分） （2）物块离开轨道落回水平面，由s=v0t，2R=at2，a=g-qE/m联立解得s=2R，即水平距离与场强大小E无关，大小为2R，得证。（ 3分）【名师点评】此题以带电物块在匀强电场中的沿竖直半圆轨道运动切入，综合考查动能定理、平抛运动、牛顿运动定律、竖直面内的圆周运动等知识点。核心考点八、带电粒子在电场中的类平抛运动【预测题】1. 如图所示，质子、氘核和粒子都沿平行板电容器两板中线OO/方向垂直于电场线射入板间的匀强电场，射出后都打在同一个与OO/垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点下列说法中正确的是（ ）A若它们射入电场时的速度相等，在荧光屏上将出现3个亮点B若它们射入电场时的质量与速度的乘积相等，在荧光屏上将只出现2个亮点C若它们射入电场时的动能相等，在荧光屏上将只出现1个亮点D若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的，在荧光屏上将只出现1个亮点【解析】：若它们射入电场时的速度相等，氘核和粒子沿电场方向的加速度相等，都是质子的2倍，它们在荧光屏上将出现2个亮点，选项A错误；设平行板电容器两板中匀强电场的电场强度为E，则沿电场方向的加速度a=qE/m，通过电场时沿电场方向的分速度vy= qEL/mv0，通过电场时的偏向角正切tan= vy/ v0= qEL/mv02。若它们射入电场时的质量与速度的乘积相等，在荧光屏上将出现3个亮点；若它们射入电场时的动能相等，在荧光屏上将只出现2个亮点，选项BC错误. 若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的，则有qU=mv02，通过电场时的偏向角正切tan=EL/2U，在荧光屏上将只出现1个亮点，选项A正确。答案：D【名师点评】带电粒子在电场中的类平抛运动可视为垂直电场方向的匀速直线运动和沿电场方向的初速度为零的匀加速直线运动的合成，可迁移平抛运动规律解答。【预测题】2（2012河南商丘模拟）带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，两个电荷P和Q以相同的速率分别从极板M边缘和两板中间沿水平方向进入板间电场，恰好从极板N边缘射出电场，如图所示。若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）A两电荷的电荷量可能相等 B两电荷在电场中运动的时间相等C两电荷在电场中运动的加速度相等 D两电荷离开电场时的动能相等【解析】：由两个电荷P和Q以相同的速率分别从极板M边缘和两板中间沿水平方向进入板间电场，恰好从极板N边缘射出电场可知，两电荷在电场中运动的时间相等，电荷P电荷量大于Q，选项A错误B正确；电荷P加速度大于Q，选项C错误；电荷P离开电场时沿电场方向的分速度大于Q，电荷P离开电场时的动能大于Q，选项D正确。【答案】BD【名师点评】此题以两个带电粒子从带有等量异种电荷的平行金属板之间不同位置射入切入，意在考查带电粒子在匀强电场中的类平抛运动。 6 / 6
