高考物理 模拟新题分类汇编 电场（含详解）.doc

i单元电场i1电场的力的性质20i12011课标全国卷 一带负电荷的质点在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的关于b点电场强度e的方向，如图15所示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()图15【解析】 d负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反，且电荷受力方向指向运动轨迹的凹侧，a、c错误；b选项中负电荷所受电场力具有沿速度方向的分力，质点的速率是递增的，b错误；d选项中质点所受电场力具有沿速度反方向的分力，质点的速率是递减的，d正确1i1、i22011海南物理卷 关于静电场，下列说法正确的是()a电势等于零的物体一定不带电b电场强度为零的点，电势一定为零c同一电场线上的各点，电势一定相等d负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加【解析】 d负电荷受电场力方向与电场方向相反，当负电荷沿电场线方向移动时，电场力对电荷做负功，电势能一定增加，故d选项正确；电场中某点电势是否为零与电场强度的大小及物体是否带电无关，与选取的零电势点有关，故ab选项错误；沿电场线的方向电势降低，所以同一电场线上的各点，电势不会相等，选项c错误3i12011海南物理卷 三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为f.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为f，方向不变由此可知()an3bn4cn5 dn6【解析】 d设1、2两球间距离为r，由库仑定律可得，接触前1、2两球间的作用力为fk.由于小球完全相同，当小球互相接触时会平分电荷，即当小球3与小球2接触后各带电荷，当小球3再与小球1接触时会再次平分所带电荷，最后小球1带电荷q，移走小球3后，1、2两球间的作用力为fk，因ff，可解得n6，选项d正确21i12011广东物理卷 图8为静电除尘器除尘机理的示意图尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是()图8a到达集尘极的尘埃带正电荷b电场方向由集尘极指向放电极c带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同d同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大21i12011广东物理卷 bd【解析】 集尘极接直流高压电源正极，带正电荷，放电极接电源负极，带负电荷，故电场方向由集尘极指向放电极，b选项正确；尘埃在电场力作用下向集尘极运动，受力方向与电场方向相反，故尘埃带负电荷，a、c选项错误；由fqe可知，当电场强度e不变时，f与q成正比，故d选项正确图14图78i1、i22011江苏物理卷 一粒子从a点射入电场，从b点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力下列说法正确的有()a粒子带负电荷b粒子的加速度先不变，后变小c粒子的速度不断增大d粒子的电势能先减小，后增大8i1、i22011江苏物理卷 ab【解析】 根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，在电场力的作用下粒子轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，可以说明电场力指向轨迹内侧，与场强方向相反，所以粒子带负电，a正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场强度先是不变，后变小，即电场力(加速度)先不变，后变小，b正确；根据电场力做功wqu，电场力做负功，所以粒子速度不断减小，c错误；电场力始终做负功，由功能关系可知，粒子电势能始终增加，所以d错误i2电场的能的性质图1621i22011山东卷 如图16所示，在两等量异种点电荷的电场中，mn为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于mn对称，b点位于mn上，d点位于两电荷的连线上以下判断正确的是()ab点场强大于d点场强bb点场强小于d点场强ca、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差d试探电荷q在a点的电势能小于在c点的电势能【解析】 bc两等量异种电荷产生的电场如图所示，由图可知，d点的电场线比b点的电场线密集，所以d点的场强大于b点的场强，a项错误，b项正确a、c两点关于mn对称，b点在mn上，同一点电荷从a到b和从b到c电场力做的功相同，由wqu可知uabubc，c项正确a点电势高于c点电势，同一正电荷在a点的电势能大于在c点的电势能，d项错误1i1、i22011海南物理卷 关于静电场，下列说法正确的是()a电势等于零的物体一定不带电b电场强度为零的点，电势一定为零c同一电场线上的各点，电势一定相等d负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加【解析】 d负电荷受电场力方向与电场方向相反，当负电荷沿电场线方向移动时，电场力对电荷做负功，电势能一定增加，故d选项正确；电场中某点电势是否为零与电场强度的大小及物体是否带电无关，与选取的零电势点有关，故ab选项错误；沿电场线的方向电势降低，所以同一电场线上的各点，电势不会相等，选项c错误图78i1、i22011江苏物理卷 一粒子从a点射入电场，从b点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力下列说法正确的有()a粒子带负电荷b粒子的加速度先不变，后变小c粒子的速度不断增大d粒子的电势能先减小，后增大8i1、i22011江苏物理卷 ab【解析】 根据电场线与等势面垂直并指向电势低的等势面，可大致画出电场线的形状，在电场力的作用下粒子轨迹向下弯曲，根据曲线运动的特点，可以说明电场力指向轨迹内侧，与场强方向相反，所以粒子带负电，a正确；等势面先是平行等距，后变得稀疏，则电场强度先是不变，后变小，即电场力(加速度)先不变，后变小，b正确；根据电场力做功wqu，电场力做负功，所以粒子速度不断减小，c错误；电场力始终做负功，由功能关系可知，粒子电势能始终增加，所以d错误i3电容器带电粒子在电场中的匀变速运动17i32011全国卷 通常一次闪电过程历时约0.20.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成每个闪击持续时间仅4080 s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0109 v，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 c，闪击持续时间约为60 s.假定闪电前云地间的电场是均匀的根据以上数据，下列判断正确的是()a闪电电流的瞬时值可达到1105 ab整个闪电过程的平均功率约为11014 wc闪电前云地间的电场强度约为1106 v/md整个闪电过程向外释放的能量约为6106 j【解析】 ac在 60 s的短暂时间内的平均电流就可以当作瞬时电流，即a1105 a，所以a正确；整个闪电过程中的平均功率若这样计算就错了：w11014w，因为题中整个闪电过程的时间是0.20.3 s而不是60 s，所以b错误；闪电前电场强度e v/m1106 v/m，c正确；整个闪电过程向外释放的能量大约是wqu6109 j，所以d错误20i32011安徽卷 如图112甲所示，两平行正对的金属板a、b间加有如图112乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间p处若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向a板运动，时而向b板运动，并最终打在a板上则t0可能属于的时间段是()图112a0t0b.t0c.t0tdtt0【解析】 b由ut图象可以作出几个典型时刻开始运动对应的vt图象，取向a板运动方向为正方向，如图所示：分别考虑在一个周期内带电粒子的运动情况当t00，粒子一直往b板运动当t0，粒子先往b板运动，到时往a板运动，在一个周期内总位移还是向b板当t0，粒子先往b板运动，到时往a板运动，在一个周期内总位移为零；同理也可以分析出其余几个典型时刻的运动情况然后对运动情况总结如下：若0t0 ，则粒子先往b板运动，后往a板运动，最终打到b板，故选项a、d错误；若t0，则粒子先往b板运动，后往a板运动，最终打到a板若t0，则粒子先往a板运动，后往b板运动，最终打到a板，故选项b正确；若t00时，粒子被加速，则最多连续被加速的次数n，得n25分析可得，粒子在连续被加速的次数最多且uu0时也被加速的情况下，最终获得的动能最大粒子由静止开始加速的时刻tt0t0(n0,1,2，)最大动能ekm2qu0qu0解得ekmqu0.20i32011福建卷 反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似如图19所示，在虚线mn两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从a点由静止开始，在电场力作用下沿直线在a、b两点间图19往返运动已知电场强度的大小分别是e12.0103 n/c和e24.0103 n/c，方向如图19所示，带电微粒质量m1.01020 kg，带电量q1.0109 c，a点距虚线mn的距离d11.0 cm.不计带电微粒的重力，忽略相对论效应求：(1) b点到虚线mn的距离d2；(2) 带电微粒从a点运动到b点所经历的时间t.20i32011福建卷 【答案】 (1)带电微粒由a运动到b的过程中，由动能定理有|q|e1d1|q|e2d20由式解得d2d10.50 cm(2)设微粒在虚线mn两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有|q|e1ma1|q|e2ma2设微粒在虚线mn两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有d1a1td2a2t又tt1t2由式解得t1.5108 si4带电粒子在电场中的非匀变速运动i5实验：用描迹法画出电场中平面上的等势线 i6实验：练习使用示波器i7电场综合18i72011安徽卷 图19甲为示波管的原理图如果在电极yy之间所加的电压按图19乙所示的规律变化，在电极xx之间所加的电压按图19丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是()图19图110【解析】 b由图可知，电极xx之间加扫描电压，电极yy之间加正弦式交变电压，并且有相同的周期，在0时刻，uy0，电子在yy之间没有偏转，ux为负向最大电压，电子只在xx之间偏转，并且向左有最大偏转，故选项a、c错误；在0t1之间，uy0，ux0.9d0时，0.812，因此0.81nmbv0绘出的图线如下24i72011北京卷 静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图中0和d为已知量一个带负电的粒子在电场中以x0为中心、沿x轴方向做周期性运动已知该粒子质量为m、电量为q，其动能与电势能之和为a(0aq0)，忽略重力求：(1)粒子所受电场力的大小；(2)粒子的运动区间；(3)粒子的运动周期24i72011北京卷 【答案】 (1)由图可知，o与d(或d)两点间的电势差为0.电场强度的大小e电场力的大小fqe(2)设粒子在x，x0区间内运动，速率为v，由题意得mv2qa由图可知0由得mv2q0a因动能非负，有q0a0得|x|d即x0d粒子的运动区间dxd(3)考虑粒子从x0处开始运动的四分之一周期根据牛顿第二定律，粒子的加速度a由匀加速直线运动t将代入，得t粒子的运动周期t4t 1【2011济南模拟】有两个固定的异号点电荷，电量给定但大小不等，用e1和e2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小，则在通过两点电荷的直线上，e1e2的点()a有三个，其中两处合场强为零b有三个，其中一处合场强为零c只有两个，其中一处合场强为零d只有一个，该处合场强不为零1c【解析】 假设两个固定的异号点电荷如图所示分布，左边正电荷电量大些，根据e，可知e1e2的点应在靠近电量小些的负电荷附近，不可能在电量大些的正电荷左侧，只会有两处，假设在图中的m和n点，n处合场强为零，故答案选c.2【2011广州模拟】如图x101所示，真空中a、b两处各有一个正点电荷，若放入第三个点电荷c，只在电场力作用下三个电荷都处于平衡状态，则c的电性及位置是()图x101a正电；在a、b之间b正电；在a的左侧c负电；在a、b之间d负电；在b的右侧2c【解析】 a、b两正电荷所产生的电场的合场强为零的地方只会在它们之间，所以第三个电荷放在a、b之间，如果放正电荷，a、b不会平衡，故选c.3【2011德州模拟】如图x104所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，p、q是轨迹上的两点下列说法中正确的是()图x104a三个等势面中，等势面c的电势最低b带电质点一定是从q点向p点运动c带电质点通过p点时的加速度比通过q点时大d带电质点通过p点时的动能比通过q点时小3acd【解析】 假设质点从q向p运动，过q作轨迹的切线，速度就沿这个方向，过q点作等势面的切线，如图中虚线所示，过q再作等势面的垂线，表示力的方向，指向轨迹弯曲的方向，由于质点带负电，场强方向与力的方向相反，根据沿电场线的方向电势降低，可知a对；质点的运动方向无法确定，b错；p处电场线密集，电场力大，加速度也大，c对；速度方向与力的方向夹角为钝角，说明p点的动能比q点的小，d对4【2011海淀一模】某电场的电场线分布如图x105所示，电场中有a、b两点，则以下判断正确的是( )图x105aa点的场强大于b点的场强，b点的电势高于a点的电势b若将一个电荷由a点移到b点，电荷克服电场力做功，则该电荷一定为负电荷c一个负电荷处于a点的电势能大于它处于b点的电势能d若将一个正电荷由a点释放，该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动4ac【解析】 电场线密集处场强大，沿电场线的方向电势逐渐降低，所以a对；逆着电场线方向移动电荷，电场力对正电荷做负功，对负电荷做正功，b错；负电荷在电势高的地方的电势能小，正电荷在电势高的地方的电势能大，故c对；正电荷由a点释放，它将向图中电场线密集处运动，加速度增大，d错5【2011苏北模拟】某电场的电场线分布如图x107所示，下列说法正确的是( )图x107aa点的电势高于b点的电势bc点的电场强度大于d点的电场强度c若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功d若将一负试探电荷由c点移到d点，电势能增加场、等量异种(或同种)电荷的电场，要记牢其电场线的形状特点5c【解析】 沿电场线方向电势降低，故a错；电场线密集的地方场强大，故b错；若将一正试探电荷由a点移到b点，是逆着电场线移动，所以电场力做负功，c对；若将一负试探电荷由c点移到d点，电场力做正功，所以电势能减少，d错6【2011德州一模】如图x108所示，虚线ab和cd分别为椭圆的长轴和短轴，相交于o点，两个等量异种点电荷分别固定在椭圆的两个焦点m、n上，a、e两点关于m点对称下列说法正确的是()图x108aa、b两点电势、场强均相同bc、d两点电势、场强均相同ca点的场强小于e点的场强d带正电的试探电荷在o点的电势能小于在e点的电势能6bcd【解析】 取无穷远处电势为零，cd左侧电势均为正，右侧电势均为负，cd线上电势为零，所以a错，b对；m、n两电荷在a处的场强方向相反，在e处的场强方向一致，所以a点的场强小于e点的场强，c对；由于o点电势为零，e点电势为正，所以带正电的试探电荷在o点的电势能小于在e点的电势能，d对7【2011濮阳一模】如图x1011所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷q，在m点无初速度释放带有恒定电荷的小物块，小物块在q的电场中沿斜面运动到n点停下则从m到n的过程中，下列说法正确的是()图x1011a小物块所受的电场力减小b小物块的电势能可能增加cm点的电势一定高于n点的电势d小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功7ad【解析】 小物体所受的摩擦阻力不变，它先加速后减速，说明它所受合外力先向下后向上，又由于远离点电荷时受到的电场力越来越小，故电场力方向沿斜面向下，电场力做正功，电势能减小，a对、b错；由于小物体及q的电性无法确定，故c错；由功能关系，小物体减少的电势能与重力势能之和等于克服摩擦力做的功，d对8【2011西城一模】如图x1012甲所示，a、b是某电场中一条电场线上的两点一个带负电的点电荷仅受电场力作用，从a点沿电场线运动到b点在此过程中，该点电荷的速度v随时间t变化的规律如图乙所示下列说法中正确的是()图x1012aa点的电场强度比b点的大ba、b两点的电场强度相等ca点的电势比b点的电势高da点的电势比b点的电势低8c【解析】 由点电荷的速度v随时间t变化的规律可知，带负电的点电荷是做加速度逐渐增大的减速运动，故a点的电场强度比b点的小，负电荷的动能减小，电势能增加，对应位置的电势减小，因此c对9【2011巢湖模拟】在如图x111所示的实验装置中，平行板电容器的极板b与一灵敏静电计相接，极板a接地下列操作中可以观察到静电计指针张角变大的是( )图x111a极板a上移b极板a右移c极板间插入一定厚度的金属片d极板间插入一云母片9a【解析】 平板板电容器的电量不变，灵敏静电计测的是板间电压，由u，要使电压变大，减小电容器电容即可，要注意的是，极板间插入一定厚度的金属片相当于减小板间距离，再由公式c，可判断a对10【2011淄博模拟】如图x112所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板间有一个电荷q处于静止状态现将两极板的间距变大，则()图x112a电荷将向上加速运动b电荷将向下加速运动c电流表中将有从a到b的电流d电流表中将有从b到a的电流10bd【解析】 充电后电容器的上极板a带正电不断开电源，增大两板间距，u不变、d增大由e知两极板间场强减小，场强减小会使电荷q受到的电场力减小，电场力小于重力，合力向下，电荷q向下加速运动由c知电容c减小，由qcu知极板所带电荷量减少，会有一部分电荷返回电源，形成逆时针方向的电流，故电流表中将会有由b到a的电流，选项bd正确11【2011西城一模】如图x114所示，两块平行金属板正对着水平放置，两板分别与电源正、负极相连当开关闭合时，一带电液滴恰好静止在两板间的m点，则( )图x114a当开关闭合时，若减小两板间距，液滴仍静止b当开关闭合时，若增大两板间距，液滴将下降c开关再断开后，若减小两板间距，液滴仍静止d开关再断开后，若增大两板间距，液滴将下降11bc【解析】 带电液滴恰好静止在两板间，说明重力与电场力平衡，当开关闭合时，板间电压不变，由e，若增大两板间距，场强减小，电场力减小，液滴将下降，a错，b对；开关再断开后，电量保持不变，若无论增大或减小两板间距，板间场强都不变，c对，d错12【2011温州模拟】一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关s，电容器充电后，悬线与竖直方向夹角为，如图x115所示下列方法中能使夹角减小的是( )图x115a保持开关闭合，使两极板靠近一些b保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右移动c保持开关闭合，使两极板远离一些d断开开关，使两极板靠近一些12c【解析】 保持开关闭合，两极间电压不变，使两极板靠近一些，板间场强变大，夹角增大，a错；保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右移动，不会影响板间电压，夹角不变，b错；保持开关闭合，使两极板远离一些，由e可知，场强减小，夹角减小，c对；断开开关，使两极板靠近一些，板间场强不变，夹角不变，d错13.【2011巢湖模拟】如图x117所示，在等势面沿竖直方向的匀强电场中，一带负电的微粒以一定初速度射入电场，并沿直线ab运动，由此可知( )图x117a. 电场中a点的电势低于b点的电势b微粒在a点时的动能大于在b点时的动能，在a点时的电势能小于在b点时的电势能c微粒在a点时的动能小于在b点时的动能，在a点时的电势能大于在b点时的电势能d微粒在a点时的动能与电势能之和等于在b点时的动能与电势能之和13b【解析】 一带负电的微粒以一定初速度射入电场，并沿直线ab运动，其受到的电场力f只能垂直等势面水平向左，场强则水平向右，如图所示：所以电场中a点的电势高于b点的电势，a错；微粒从a向b运动，则合外力做负功，动能减小，电场力做负功，电势能增加，c错，b对；微粒的动能、重力势能、电势能三种能量的总和保持不变，所以d错142011泰安模拟在电场强度为e的匀强电场中，有一条与电场线平行的直线，如图x118中虚线所示直线上有两个静止的小球a和b(均可视为质点)，两小球的质量均为m，a球带电量为q，b球不带电开始时两球相距l，在电场力的作用下，a球开始沿直线运