2012屆高考物理專(zhuān)題卷：專(zhuān)題06（電場(chǎng)）答案與解析

1、2012屆專(zhuān)題卷物理專(zhuān)題六答案與解析1.【命題立意】本題主要考查帶電體的帶電方式及原理、電荷守恒定律。【思路點(diǎn)撥】靜電場(chǎng)中物體帶電源于電子的轉(zhuǎn)移，可以從同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引的角度分析?！敬鸢浮緽CD【解析】根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，帶正電的導(dǎo)體C放在枕形導(dǎo)體附近，在A端出現(xiàn)了負(fù)電，在B端出現(xiàn)了正電，這樣的帶電并不是導(dǎo)體中有新的電荷，只是電荷的重新分布，枕形導(dǎo)體上總的電荷量為0。金箔上帶電相斥而張開(kāi)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；用手摸枕形導(dǎo)體后，B端不是最遠(yuǎn)端了，人是導(dǎo)體，人的腳部連接的地球是最遠(yuǎn)端，這樣B端不再有電荷，金箔閉合，選項(xiàng)B正確；用手觸摸導(dǎo)體時(shí)，只有A端帶負(fù)電，將手和C移走后，不再有靜電感應(yīng)，

2、A端所帶負(fù)電便分布在枕形導(dǎo)體上，A、B端均帶有負(fù)電，兩對(duì)金箔均張開(kāi)，選項(xiàng)C正確；通過(guò)以上分析看出，選項(xiàng)D也正確。2【命題立意】本題重在考查靜電場(chǎng)幾個(gè)公式的適用條件?！舅悸伏c(diǎn)撥】定義式對(duì)任何情況都成立，但被定義的物理量與式中其它物理量不存在決定和被決定關(guān)系，決定式的物理量之間存在決定和被決定關(guān)系?！敬鸢浮緾【解析】，僅對(duì)真空中靜止的點(diǎn)電荷成立，是定義式，適用于一切情況；U=Ed對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)成立，注意各自的適用條件。3.【命題立意】本題以類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)為載體，考查帶電粒子在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。【思路點(diǎn)撥】根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律，分別分析小球在重力方向和電場(chǎng)力方向的受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，然后確定各量的大

3、小關(guān)系?！敬鸢浮緼C【解析】運(yùn)動(dòng)時(shí)間由豎直方向決定，根據(jù)可知，兩種情況下運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，C正確，B錯(cuò)；兩種情況下重力做的正功相同，而存在電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)力做正功，所以存在電場(chǎng)時(shí)落地速度大，D錯(cuò)；無(wú)電場(chǎng)時(shí)，只有水平向右的水平位移v0t；存在電場(chǎng)時(shí)，既有向右的水平位移v0t，又有垂直紙面向里的水平位移，顯然s1s2，A答案正確。4【命題立意】本題重在考查電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量合成，等量同種電荷周?chē)碾妶?chǎng)分布特點(diǎn)?！舅悸伏c(diǎn)撥】根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況分析受力情況?！敬鸢浮緾【解析】由題意知，B、D處固定的是等量的負(fù)電荷，AB錯(cuò)；帶正電的小球從A點(diǎn)靜止釋放，向低電勢(shì)處移動(dòng)，故C對(duì)；運(yùn)動(dòng)小球在O處的電勢(shì)能最小、機(jī)械能最大，

4、D錯(cuò)。5【命題立意】本題從電場(chǎng)力做功引入，考查等勢(shì)面與電場(chǎng)線(xiàn)的關(guān)系以及勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系?！舅悸伏c(diǎn)撥】確定出過(guò)C點(diǎn)的等勢(shì)面的特點(diǎn)，然后以此為突破口，確定電場(chǎng)的方向，并運(yùn)用U=Ed進(jìn)行求解。【答案】D【解析】由題意知，過(guò)C點(diǎn)的切面是圓周上離P最遠(yuǎn)的等勢(shì)面，半徑OC與等勢(shì)面垂直，E的方向?yàn)橛? 1 - / 7O指向C，OC與CP間的夾角為=30°，。6【命題立意】本題通過(guò)靈敏電流計(jì)中電流的流向，考查電容器的充電與放電，更進(jìn)一步考查電容器的電容、電壓、電荷量間的關(guān)系?！舅悸伏c(diǎn)撥】根據(jù)平行板電容器的特點(diǎn)，根據(jù)板間距離的變化，確定電容器電容的變化，再?gòu)碾姾闪孔兓那闆r，確定電流計(jì)

5、中電流的方向?！敬鸢浮緼【解析】?jī)蓸O板間電壓不變，在壓力F作用下，極板間距d減小，電容變大，電量增加電容器充電，電流從靈敏電流計(jì)正接線(xiàn)柱流入，指針右偏。當(dāng)極板電量不變時(shí)，電路里沒(méi)有電流，指針不再偏轉(zhuǎn)。7.【命題立意】本題考查電場(chǎng)線(xiàn)的概念、牛頓第二定律、做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體速度與加速度的關(guān)系、電場(chǎng)線(xiàn)與等勢(shì)面的關(guān)系、電場(chǎng)力功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。能量守恒定律等基本概念和規(guī)律。【思路點(diǎn)撥】先根據(jù)檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中的軌跡弄清電場(chǎng)線(xiàn)的方向，進(jìn)而對(duì)電場(chǎng)中的電勢(shì)高低和電場(chǎng)力做功過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題做出判斷?！敬鸢浮緽D【解析】由圖可知，b處的電場(chǎng)線(xiàn)比a處的電場(chǎng)線(xiàn)密，說(shuō)明b處的場(chǎng)強(qiáng)大于a處的場(chǎng)強(qiáng)。根據(jù)牛頓第二定律，檢驗(yàn)

6、電荷在b處的加速度大于在a處的加速度，A選項(xiàng)不正確；由圖可知，電荷做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，必受到不等于零的合外力，即F電0，且F電的方向應(yīng)指向運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè)。因?yàn)闄z驗(yàn)電荷帶負(fù)電，所以電場(chǎng)線(xiàn)指向是從疏到密。再利用“順著電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)越來(lái)越低”判斷a，b處電勢(shì)高低關(guān)系是，C選項(xiàng)不正確；根據(jù)檢驗(yàn)電荷的位移與所受電場(chǎng)力的夾角大于90°，可知電場(chǎng)力對(duì)檢驗(yàn)電荷做負(fù)功。功是能量變化的量度，可判斷由ab電勢(shì)能增加，B選項(xiàng)正確；系統(tǒng)的能量守恒，電勢(shì)能增加則動(dòng)能減小，速度減小，D選項(xiàng)正確。8.【命題立意】本題重在考查點(diǎn)電荷的庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量合成，電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)?！舅悸伏c(diǎn)撥】根據(jù)等量同種電荷中垂線(xiàn)上電場(chǎng)強(qiáng)度的特

7、點(diǎn)和周?chē)妶?chǎng)線(xiàn)分布的特點(diǎn)及對(duì)稱(chēng)性分析各選項(xiàng)?！敬鸢浮緽D【解析】電荷q從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，所受電場(chǎng)力豎直向上，電場(chǎng)力做負(fù)功，A錯(cuò)，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性B正確，O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為，C錯(cuò)，D正確。9【命題立意】本題主要考查電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，動(dòng)能定理的應(yīng)用?！舅悸伏c(diǎn)撥】先根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況確定出初末位置間的電勢(shì)差、電勢(shì)的高低，然后根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)確定電場(chǎng)強(qiáng)度。【答案】B【解析】如右圖所示，設(shè)A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為UAB，對(duì)小球由A到B的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得qUABmgh=0，解得UAB=mgh/q，選項(xiàng)B正確；電場(chǎng)力對(duì)小球做的功剛好克服重力做功，等于mgh，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于小球由A到B

8、的過(guò)程電場(chǎng)力做正功，所以小球電勢(shì)能降低，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；設(shè)電場(chǎng)方向與AB間位移方向夾角為，UAB=ESAB·cos =mgh/q，解得E =，可知電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值不一定等于，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10【命題立意】本題通過(guò)兩個(gè)電容器的組合，主要考查帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)的規(guī)律?！舅悸伏c(diǎn)撥】從水平方向確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，從豎直方向確定離子的偏轉(zhuǎn)位移?！敬鸢浮緾【解析】在加速電場(chǎng)中，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，離子沿初速度方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：vx=v0，穿過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間，在加速電場(chǎng)中，由牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律：可知，一價(jià)離子的加速度大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，由于兩種離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的水平速度不同，一價(jià)離子的水平速度大

9、，仍然是一價(jià)離子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，所以一價(jià)離子先離開(kāi)電場(chǎng)；平行于電場(chǎng)方向即垂直于初速度的方向做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：加速度，偏移量，可以看出，離子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)位移與離子的質(zhì)量和電荷量均無(wú)關(guān)，即出射位置相同，正確答案C。11【命題立意】本題通過(guò)帶電粒子在電場(chǎng)中的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，分別從力的角度和能的角度分析粒子受力和能量變化。【思路點(diǎn)撥】從位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式入手，找出加速度、電場(chǎng)力，進(jìn)一步確定電場(chǎng)及電場(chǎng)力做功情況。【答案】（1）E2.0×104N/C，方向向左 （2）電勢(shì)能增加2×102J 【解析】（1）由s6.0t10t2得加速度大小為：a20m/s2 （1分）根據(jù)牛頓第

10、二定律：Eqma（1分） 解得，場(chǎng)強(qiáng)大小為：E2.0×104N/C （1分） 電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左 （1分）（2） 由s6.0t10t2得，初速度大小為：v06.0m/s （1分）減速時(shí)間：t10.3s （1分）0.3s內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程x1v0t1at20.9 m （1分）后0.2s物體做反向勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)的路程 x2at20.4m （1分）物體在0.5s內(nèi)發(fā)生的位移為xx1x20.5m（1分）電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加：EpEqx2×102J （1分）12【命題立意】考查帶電粒子的運(yùn)動(dòng)以及勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)。【思路點(diǎn)撥】先根據(jù)動(dòng)能定理求初末位置間的電勢(shì)差，再根據(jù)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)

11、的等時(shí)性，在水平方向和豎直方向，對(duì)比電場(chǎng)力和重力，確定電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。【答案】（1） （2），方向向左【解析】（1）根據(jù)動(dòng)能定理可得： （3分）解得： （1分）（2）由題意可知，帶電微粒在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，垂直電場(chǎng)方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，y=vt （1分）沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)， （1分） 又x2+y2=d2 （1分）v2+(at)2=(2v)2 （1分）解得：，方向向左 （2分）13【命題立意】本題以電路為背景，考查平行板電容器的電容、電壓、電荷量的關(guān)系，電容器的充電與放電等?！舅悸伏c(diǎn)撥】根據(jù)不同條件下電容器的電容和電壓的不同，確定電荷量的變化?！敬鸢浮浚?）4.8k （2）2

12、.35×106C【解析】（1）設(shè)電壓表的內(nèi)阻為RV，測(cè)得R1兩端電壓為U1，R1與RV并聯(lián)后的總電阻為R，則有 （1分）由串聯(lián)電路的規(guī)律得： （1分）聯(lián)立得 （1分）代入數(shù)據(jù)得RV=4.8k （1分） （1分）（2） 電壓表接入前，電容器上的電壓UC等于電阻R2上的電壓，R1兩端的電壓為UR，則 （1分）又E=Uc+UR1 （1分）接入電壓表后，電容器上的電壓為Uc'=E-U1 （1分）由于電壓表的接入，電容器帶電量增加了Q=C(Uc'-Uc) （1分）聯(lián)立以上各式得， （1分）代入數(shù)據(jù)可得Q=2.35×10-6C （1分）14【命題立意】本題考查帶電粒子在

13、勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)?！舅悸伏c(diǎn)撥】豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，二者間通過(guò)時(shí)間相等聯(lián)系在一起?！敬鸢浮浚?）0.52s （2）0.102m【解析】（1）設(shè)小球從P到Q的時(shí)間為t1，由得， （2分）小球進(jìn)入電場(chǎng)后其飛行時(shí)間決定于電場(chǎng)力產(chǎn)生的加速度ax，由力的獨(dú)立作用原理，可以求出小球在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2。qE=max （1分） （1分） （1分）得： （1分）所以，運(yùn)動(dòng)總時(shí)間：t=t1+t2=0.52s （1分）（2）小球由P點(diǎn)開(kāi)始在豎直方向上始終是自由落體運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)的位移為 （2分）與金屬板上端的距離為：s=y-h=0.102m （1分）15【命題立意】本題以勻強(qiáng)電場(chǎng)

14、為背景，考查帶電粒子在電場(chǎng)中的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，考查牛頓定律和動(dòng)能定理在電場(chǎng)中的應(yīng)用?！舅悸伏c(diǎn)撥】從最高點(diǎn)的臨界速度入手，根據(jù)動(dòng)能定理確定電場(chǎng)力做功的多少，即可求電荷釋放的位置，根據(jù)動(dòng)能定理確定P點(diǎn)速度，由牛頓定律確定物體在P點(diǎn)所受的支持力?！敬鸢浮浚?）15.25m （2）3.0N【解析】（1）物塊能通過(guò)軌道最高點(diǎn)的臨界條件是 （1分）解得v=2m/s （1分）設(shè)小物塊釋放位置距N處為s （2分）解得s=15.25m，即小物塊應(yīng)該從在水平位置距N處為15.25m處開(kāi)始釋放（1分）（2） 物塊到P點(diǎn)時(shí)， （2分）解得 （1分） （1分）解得FN=3.0N 由牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律可得物塊對(duì)軌道的壓力：（1分）16.【命題立意】考查帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)?！舅悸伏c(diǎn)撥】結(jié)合運(yùn)動(dòng)圖象，根據(jù)粒子在豎直方向周期性運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和豎直位移的臨界條件，列出與位移、加速電壓和電場(chǎng)變化周期均有關(guān)的方程?！敬鸢浮縐0 （n1、2、）【解析】根據(jù)題意可知，電子在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可畫(huà)出電子在豎直方向上的速度一時(shí)間（vyt）圖線(xiàn)，如右圖所示，因電子進(jìn)入板間電場(chǎng)和出離板間電場(chǎng)時(shí)，其豎直分速度均為零，所以電子在電場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間t必為交