高考物理真题分类静电场 11页

高考物理试题分类汇编：静电场 ‎1.如图，质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态。施加一水平向右的匀强电场后，A向右摆动，摆动的最大角度为60°，则A受到的电场力大小为 。 在改变电场强度的大小和方向后，小球A的平衡位置在α=60°处，然后再将A的质量改变为‎2m，其新的平衡位置在α=30°处，A受到的电场力大小为 。‎ ‎【答案】；mg ‎2.一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器（ ）‎ A. 极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 B. 极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C. 极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D. 极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变 ‎[答案]D ‎[解析]由可知，当云母介质抽出时，变小，电容器的电容变小；‎ 因为电容器接在恒压直流电源上，故不变，根据可知，当减小时，减小。再由，由于与都不变，故电场强度不变，答案为D ‎[考点]电容器的基本计算 ‎3.如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知（ ）‎ A. 点的电势比点高 B. 油滴在点的动能比它在点的大 C. 油滴在点的电势能比它在点的大 D. 油滴在点的加速度大小比它在点的小 ‎[答案]AB ‎[解析]由于匀强电场中的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以D选项错。由于油滴轨迹相对于过的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合外力沿竖直方向，电场力竖直向上。当油滴得从点运动到时，电场力做正功，电势能减小，C选项错误；油滴带负电，电势能减小，电势增加，所以点电势高于点电势，A选项正确；在油滴从点运动到的过程中，合外力做正功，动能增加，所以点动能大于点，B选项正确；所以选AB。‎ 带电粒子在复合场中运动、曲线运动中物体受力特点、带电粒子电场力做功与电势能的关系、电势能变化与电势变化的关系。‎ ‎4.如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动。运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则 A. aa>ab>ac ，va>vc>vb B. aa>ab>ac，vb > vc> va ‎ C. ab> ac > aa，vb > vc> va D. ab> ac > aa，va>vc>vb ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：在点电荷的电场中，场强大小，由图可知，可得，而带电粒子运动的加速度，则；而由动能定理：可知电场力做负功，动能减小，由图，则va>vc>vb，故选D.‎ 考点：点电荷的电场、带电粒子在电场中的运动 ‎5.国际单位制中，不是电场强度的单位是 ‎（A）N/C （B）V/m （C）J/C （D）T.m/s ‎【答案】C ‎【解析】由公式可知，电场强度单位为N/C，选项A是电场强度单位；由公式可知，V/m 也是电场强度单位，选项B也是电场强度单位；由可得，故T.m/s也是电场电场强度单位，选项D也是电场强度单位；由公式可知，J/C是电势差单位，故选项C正确。‎ ‎6.如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电。一电荷量为q（q>0）的粒子在电容器中靠近下极板处。以初动能竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为 A．B．C．D．‎ ‎【答案】B ‎7.如图，一带正电的点电荷固定于Ｏ点，两虚线圆均以Ｏ为圆心，两实线分别为带电粒子Ｍ和Ｎ先后在电场中运动的轨迹，ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法说法正确的是 Ａ．M带负电荷，N带正电荷 B．M在b点的动能小于它在a点的动能 C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能 D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功 ‎【答案】ABC ‎8.关于静电场的等势面，下列说法正确的是 A.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等 D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，故A错误；电场线与等势面垂直，B正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C错误；将负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力方向是从低电势指向高电势，所以电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，D错误；‎ 考点：考查了电势，等势面，电场力做功 ‎9.一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是（）‎ ‎（A）A点的电场强度比B点的大 ‎（B）小球表面的电势比容器内表面的低 ‎（C）B点的电场强度方向与该处内表面垂直 ‎（D）将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功不同 ‎【答案】C ‎10.以下说法正确的是 A．在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低 B．外力对物体所做的功越多，对应的功率越大 C．电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比 D．在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力发生了变化 ‎【答案】A 考点：电势；功率；电容器；超重和失重 ‎11.如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，‎ A．此时A带正电，B带负电 B．此时A电势低，B电势高 C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：由于静电感应可知，A左端带负电，B右端带正电，AB的电势相等，选项AB 错误；若移去C，则两端的感应电荷消失，则贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷仍然存在，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误；故选C．‎ 考点：静电感应 ‎12.如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为‎0.10 m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开，平衡时距离为‎0.12 m。已测得每个小球质量是，带电小球可视为点电荷，重力加速度，静电力常量 A．两球所带电荷量相等 B．A球所受的静电力为1.0×10-2N C．B球所带的电荷量为 ‎ D．A、B两球连续中点处的电场强度为0 ‎ ‎【答案】ACD 考点：物体的平衡；库仑定律；电场强度 ‎13.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，表示点电荷在P点的电势能，‎ 表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则 A、增大，E增大 B、增大，不变 C、减小，增大 D、减小，E不变 ‎【答案】D 考点：电容器；电场强度；电势及电势能 ‎14.(7分)“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。‎ ‎（1）（单选题）该实验描绘的是 ‎（A）两个等量同种电荷周围的等势线 ‎（B）两个等量异种电荷周围的等势线 ‎（C）两个不等量同种电荷周围的等势线 ‎（D）两个不等量异种电荷周围的等势线 ‎【答案】B ‎【解析】该实验中，用A、B两个接线柱分别接在电源的正负极上，一个带正电另外一个带负点，模拟等量异种电荷产生的电场，所以选项B正确。‎ ‎（2）（单选题）实验操作时，需在平整的木板上依次铺放 ‎（A）导电纸、复写纸、白纸 （B）白纸、导电纸、复写纸 ‎（C）导电纸、白纸、复写纸 （D）白纸、复写纸、导电纸 ‎【答案】D ‎【解析】在实验中，最上边一层是导电纸，这样才可以使A、B接线柱电流通过导电纸；接下来依次是复写纸和白纸，实验过程中在导电纸上找到电势相同的点，需要用探针在导电纸上作标记，标记通过复写纸就印到最下层的白纸上。‎ ‎（3）若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点（f、d连线与A、B连线垂直）时，示数小于零。为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针 （选填：“向左”或“向右”）移动。‎ ‎【答案】向右 ‎【解析】据题意，只有当指针示数为零时才说明两点的电势相等，现在保持红色探针与d点接触，为了保证电压表示数为零，需要使黑色探针与红色探针电势相等，则要把黑色探针向右移动。‎ ‎15.（15分）‎ 中国科学家2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依此向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×‎106m/s，进入漂移管E时速度为1×‎107m/s，电源频率为1×107Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2.质子的荷质比取1×‎108C/kg。求：‎ ‎（1）漂移管B的长度；‎ ‎（2）相邻漂移管间的加速电压。‎ ‎【答案】（1）‎0.4m（2）‎ ‎（2）设质子进入漂移管E的速度为，相邻漂移管间的加速电压为U，电场对质子所做的功为W，质子从漂移管B运动到E电场做功W＇，质子的电荷量为q、质量为m，则 ‎ ④ ⑤ ⑥‎ 联立④⑤⑥式并代入数据得⑦‎ 考点：动能定理 ‎16.（14分）如图（a），长度L=‎0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量Q=；一质量m=‎0.02kg，带电量为q的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线II所示，其中曲线II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线。求：（静电力常量）‎ ‎（1）小球B所带电量q;‎ ‎（2）非均匀外电场在x=‎0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E；‎ ‎（3）在合电场中，x=‎0.4m与x=‎0.6m之间的电势差U。‎ ‎（4）已知小球在x=‎0.2m处获得v=‎0.4m/s的初速度时，最远可以运动到x=‎0.4m。若小球在x=‎0.16m处受到方向向右，大小为0.04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的做小距离s是多少？‎ ‎【答案】（1） （2） （3）800v （4）‎‎0.065m ‎【解析】（1）由图可知，当x=‎0.3m时，N 因此C ‎（2）设在x=‎0.3m处点电荷与小球间作用力为F2，‎ F合=F2+qE 因此 电场在x=‎0.3m处沿细秆方向的电场强度大小为3，方向水平向左。‎ 由图可知小球从到处 电场力做功=－0.004×0.4=‎ 由动能定理 +++=0‎ 解得 =‎ ‎17.如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于版面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。‎ ‎（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离Δy；‎ ‎（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知，，，，。‎ ‎（3）极板间既有电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。‎ ‎【答案】（1）（2）不需要考虑电子所受的重力（3）、电势和重力势都是反映场的能的性质的物理量，仅仅由场自身的因素决定 ‎（2）考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重力 电场力 由于，因此不需要考虑电子所受的重力 考点：考查了带电粒子在电场中的偏转