专题8电场力作用下的圆周运动模型-2023年高考物理电场常用模型最新模拟题精练

2023年高考物理静电场常用物理模型最新模拟题精练 专题8. 电场力作用下的圆周运动模型 一．选择题 1．（2023河南名校联考）如图所示，绝缘材料制成的半径为R的内壁光滑圆轨道，竖直放置在水平地面上且左右恰被光滑挡板挡住,圆心O点固定着电荷量为Q 的场源点电荷,一电荷量为q、可视为质点的带电小球沿内壁做圆周运动,当小球运动到最高点A 时,地面对轨道的弹力恰好为零。若轨道与小球的质量均为m, Q≥q>0,忽略小球的电荷对Q形成的电场的影响,重力加速度为g,静电力常量为k。下列说法中正确的是（ ） A．轨道内壁的电场强度处处相同 B．轨道内壁的电势处处相等 C．运动到最低点C时,小球对轨道的压力大小为7mg D．运动到与圆心等高的B点时,小球对轨道的压力大小为4mg—k 2．(2023·山西省三校联考)如图所示，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A和C围绕B做匀速圆周运动，B恰能保持静止，其中A、C和B的距离分别是L1和L2。不计三质点间的万有引力，则A和C的比荷(电荷量与质量之比)之比应是(　　) A．()2 B．()3 C．()2 D．()3 3．如图所示，在xOy平面有匀强电场，一群质子从P点出发，可以到达圆O上任一个位置，比较圆上这些位置，发现到达圆与x轴正半轴的交点A点时，动能增加量最大，增加了60eV，已知圆的半径25cm，。则匀强电场的电场强度是 A.120V/m B. 187.5V/m C. 150V/m D. 238.5V/m 4. （2021辽宁模拟1）如图所示，竖直向上的匀强电场中固定一点电荷，一带电小球(可视为质点)可绕该点电荷在竖直面内做勾速圆周运动，a、b是运动轨迹上的最高点与最低点，两点电势分别为a、b电场强度分别为Ea、Eb，则（　　） A. a＞b Ea＞Eb B. a＜b Ea＜Eb C. a＜b Ea＞Eb D. a＞b Ea＜Eb 二．计算题 1.　 （2022北京西城一模） （1）一个带电金属球达到静电平衡时，球内部没有净剩电荷，电荷均匀分布在外表面，球内部场强处处为0，其在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同。已知静电力常量为k。 a．根据电场强度的定义式和库仑定律，推导一个电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处的电场强度的表达式__________。 b．若将金属球内部挖空，使其成为一个均匀球壳，如图1所示。金属球壳的电荷量为Q，A、B是到球心的距离分别为r1和r2的两点，则A点的场强E1=__________，B点的场强E2=__________。 （2）万有引力定律与库仑定律有相似的形式，因此质点的引力场与点电荷的电场也有很多相似的规律。已知引力常量为G。 a．类比点电荷电场强度的表达式，写出一个质量为m的质点在与之相距r处的引力场强度EG的表达式_______。 b．假设沿地轴的方向凿通一条贯穿地球两极的隧道，隧道极窄，地球仍可看作一个半径为R、质量分布均匀的球体。如图2所示，以地心为原点，向北为正方向建立x轴，请在图3中作图描述隧道中地球引力场强度随x变化的规律，并说明作图依据______。 2.（16分）（2023吉林高二期中）“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成．偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示．一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间．忽略电场的边缘效应． （1）判断球面A、B的电势高低，并说明理由； （2）求等势面C所在处电场强度E的大小； （3）若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC，则到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量△Ek左和△Ek右分别为多少？ （4）比较|△Ek左|和|△Ek右|的大小，并说明理由． 3. （2022江西九江高二重点高中月考）如图所示，一个质量为4×10－3 kg、电荷量为＋2×10－6 C的小球，套在绝缘杆上，杆可在竖直平面内绕上端转动，球与杆的动摩擦因数为0.5.整个装置处于电场强度大小为2×10 4 N/C，方向水平向右的匀强电场中，取g＝10 m/s2.求： (1)杆与竖直方向夹角多大时，小球运动速度变化最快． (2)当杆竖直放置时，球沿杆下滑1 m所损失的机械能． 4.（2021重庆名校联盟期末）如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量，电量的可视为质点的带电小球