2018年高考物理四轮复习押高考物理第17题

5月10日 押高考物理第17题
高考频度：★★★★☆
难易程度：★★★☆☆
如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z<0的空间，z>0的空间为真空。将电荷量为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z=处的场强大小为（k为静电力常量）
A． B．
C． D．
【参考答案】D
【试题解析】根据题设，z轴上z=–处的合场强为零，说明感应电荷在该处激发的电场与点电荷q在该处激发的电场等大反向，点电荷q在该处激发的场强大小E=，故感应电荷在z轴上z=±处激发的场强大小也为，在z轴上z=处的合场强大小为+=，D正确。
【知识补给】
电场叠加问题
1．电场强度的特性：
（1）矢量性：电场强度是表示电场力的性质的物理量。有关计算按矢量相加的法则进行。
（2）惟一性：电场中某一点的电场强度是惟一的，它的大小和方向与放入该点的电荷无关，它决定于形成电场的电荷（场源电荷）及空间位置。
（3）叠加性：如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和。
2．分析电场的叠加问题的一般步骤是：
（1）确定分析计算的空间位置；
（2）分析该处有几个分电场，先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向；
（3）依次利用平行四边形定则求出矢量和。
3．电场强度的求解方法：
（1）一般方法的矢量合成。
（2）根据存在的平衡条件，先求电场力，再求电场强度。
（3）由常见电场的对称性及电荷对称分布时电场具有的对称性来求解。若带电体（整体电荷分布）的对称性较低时，可以采用增补、删减、分解、隔离的方法使带电体的形状具有高度对称性或可看作点电荷等简单的模型，再分别分析各部分产生的电场，最后进行矢量的计算。
有一电场强度方向沿x轴的电场，其电势φ随x的分布如图所示。一质量为m，带电荷量为–q的粒子仅在电场力作用下，以初速度v0从原点O处进入电场并沿x轴正方向运动，则下列关于该粒子运动的说法中不正确的是
A．粒子从x=0处运动到x=x1处的过程中动能逐渐减小
B．粒子从x=x1处运动到x=x3处的过程中电势能逐渐减小
C．欲使粒子能够到达x=x4处，则粒子从x=0处出发时的最小速度应为
D．若v0=2，则粒子在运动过程中的最小速度为
如图所示，光滑轨道由AB、BCDE两段细圆管平滑连接组成，其中AB段水平，BCDE段为半径为R的四分之三圆弧，圆心O及D点与AB等高，整个轨道固定在竖直平面内，现有一质量为m，初速度v0=的光滑小球水平进入圆管AB，设小球经过轨道交接处无能量损失，圆管孔径远小于R，则（小球直径略小于管内径）
A．小球到达C点时的速度大小vC=
B．小球能通过E点且抛出后恰好落至B点
C．无论小球的初速度v0为多少，小球到达E点时的速度都不能为零
D．若将DE轨道拆除，则小球能上升的最大高度与D点相距2R
随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点。已知月球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是
A．月球表面的重力加速度为
B．月球的质量为
C．宇航员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动
D．宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为
如图所示，一光滑宽阔的斜面，倾角为θ，高为h，现有一小球在A处以水平速度v0射出，最后从B处离开斜面，下面说法中不正确的是
A．小球的运动轨迹为抛物线
B．小球的加速度为gtan θ
C．小球到达B点的时间为
D．小球到达B点的水平位移
如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为段路）连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关S稳定后，一带电油滴位于电容器极板间的P点且处于静止状态。下列说法正确的是
A．减小极板间的正对面积，带电油滴会向下移动，且P点的电势会降低
B．减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动，且P点的电势会降低
C．将下极板上移，带电油滴向上运动
D．断开开关S，带电油滴将向下运动
【参考答案】
B 小球从A至C过程，由机械能守恒定律得（以AB为参考平面）：，将代入得：，故A错误；从A至E过程，由机械能守恒定律得：，解得，从E点开始小球做平抛运动，则由，小球能正好平抛落回B点，故B正确；因为是圆弧管，内管壁可提供支持力，所以小球在E点速度可以为零，故C错误；若将DE轨道拆除，设小球能上升的最大高度为h，由机械能守恒得：，解得，故D错误。
B 小球在月球表面做竖直上抛运动，根据匀变速运动规律得：，解得：，故A错误；物体在月球表面上时，由重力等于地月球的万有引力得：，解得：，故B正确；宇航员离开月球表面围绕月球做圆周运动至少应获得的速度大小即月球的第一宇宙速度大小所以解得：，故C错误；宇航员乘坐飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，根据重力提供向心力得：解得：，故D错误。
C 根据电容的决定式：可知，减小极板的正对面积，电容C减小，由于二极管具有单向导电性，图中电容器只能充电不能放电，在直流电路中，电容器视为断路，电容器两端的电压等于电阻R两端的电压，根据定义式：Q=CU可知，电容器电荷量减少，但由于电路中有二极管，电容器放电时二极管处于截止状态，所以电容器不能放电，即电荷量不变，根据、和联立可得：，电场强度E变大，油滴所受电场力变大，油滴所受合力向上，带电油滴会向上移动，P点与下极板的距离不变，E变大，则P点的电势升高，故A、B错误；当电容器的下极板向上移动时，极板距离减小，电容器的电容变大，电容器所带的电荷量Q变大，电容器充电，由知，电容器板间场强变大，油滴所受电场力大于重力，带电油滴向上运动，故C正确；断开开关S，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，电容器带电荷量Q不变，电容C不变电压也不变，电容器两极板间的场强不变，故油滴仍然处于平衡状态，故D错误。