高考物理试题分类汇编 静电场（含解析）.doc

2015年高考物理试题分类汇编：静电场(2015新课标i-15). 如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，m、n、p、q是它们的交点，四点处的电势分别为m、n、p、q，一电子由m点分别运动到n点和p点的过程中，电场力所做的负功相等，则a. 直线a位于某一等势面内，mqb. 直线c位于某一等势面内，mnc. 若电子由m点运动到q点，电场力做正功d. 若电子由p点运动到q点，电场力做负功【答案】b【考点】电场强度；电场线；电势能、电势；电势差；匀强电场中电势差与电场强度的关系。【解析】在匀强电场中，因为电子带负电，从m到n和p做功相等，说明电势差相等，即n和p的电势相等，电场力对电子做负功，由w= qu,q=-e, 则得m-n=m-p0,说明mq为高电势，np为低电势。所以直线c位于某一等势线内，选项a错b对。匀强电场中等势线为平行的直线，所以np和mq分别是两条等势线，m=qp、电子从m点运动到q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项c错。电子由p点运动到q点，电场力做正功，电势能减少，选项d错。【2015新课标ii-14】14. 如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转，再由a点从静止释放一同样的微粒，改微粒将a保持静止状态 b.向左上方做匀加速运动c.向正下方做匀加速运动 d.向左下方做匀加速运动【答案】d【解析】试题分析：现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转时，两板间的电场强度不变，电场力也不变，所以现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转后，带电微粒受两大小相等的力的作用，合力方向向左下方，故微粒将向左下方做匀加速运动，故d正确，a、b、c错误。考点：电容器；电场力；力的平衡【2015新课标ii-24】24.（12分）如图，一质量为m、电荷量为q（q0）的例子在匀强电场中运动，a、b为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在a点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60；它运动到b点时速度方向与电场方向的夹角为30。不计重力。求a、b两点间的电势差。【答案】考点：动能定理；带电粒子在电场中运动（2015浙江-14）下列说法正确的是a电流通过导体的热功率与电流大小成正比b力对物体所做的功与力的作用时间成正比c电容器所带电荷量与两极板间的电势差成正比d弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比【答案】c考点：电功率，功，电容，胡克定律（2015浙江-16）如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则a乒乓球的左侧感应出负电荷b乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上c乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用d用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞【答案】d【解析】试题分析：从图中可知金属板右侧连接电源正极，所以电场水平向左，故乒乓球上的电子移动到右侧，即乒乓球的右侧感应出负电荷，a错误；乒乓球右侧带负电，受到的电场力向右，乒乓球左侧带正电，受到的电场力向左，因为左右两侧感应出的电荷量相等，所以受到的电场力相等，乒乓球受到扰动后，最终仍会静止，不会吸附到左极板上，b错误；乒乓球受到重力和电场力作用，库仑力即为电场力，c错误；用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，乒乓球带正电，在电场力作用下，与左极板接触，然后乒乓球带负电，又在电场力作用下，运动到右极板，与右极板接触后乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板，如此重复，即乒乓球会在两极板间来回碰撞，d正确；考点：考查了库仑力，静电感应（2015浙江-20）如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球a悬挂到水平板的mn两点，a上带有的正电荷。两线夹角为120，两线上的拉力大小分别为和。a的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球b，b与绝缘支架的总质量为0.2kg（重力加速度取；静电力常量，ab球可视为点电荷）则a支架对地面的压力大小为2.0nb两线上的拉力大小c将b水平右移，使m、a、b在同一直线上，此时两线上的拉力大小为d将b移到无穷远处，两线上的拉力大小【答案】bc考点：库仑定律，共点力平衡条件（2015四川-6）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是o，最低点是p，直径mn水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在m点，a从n点静止释放，沿半圆槽运动经过p点到达某点q（图中未画出）时速度为零。则小球aa从n到q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小b从n到p的过程中，速率先增大后减小c从n到q的过程中，电势能一直增加d从p到q的过程中，动能减少量小于电势能增加量【答案】bc考点：孤立点电荷等势面特征、库仑定律、平行四边形定则、功能关系、能量守恒定律的应用。（2015四川-10）（18分）如图所示，粗糙、绝缘的直轨道ob固定在水平桌面上，b端与桌面边缘对齐，a是轨道上一点，过a点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小e1.5106n/c，方向水平向右的匀强电场。带负电的小物体p电荷量是2.0106c，质量m0.25kg，与轨道间动摩擦因数0.4，p从o点由静止开始向右运动，经过0.55s到达a点，到达b点时速度是5m/s，到达空间d点时速度与竖直方向的夹角为，且tan1.2。p在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力f作用，f大小与p的速率v的关系如表所示。p视为质点，电荷量保持不变，忽略空气阻力，取g10 m/s2，求：（1）小物体p从开始运动至速率为2m/s所用的时间；（2）小物体p从a运动至d的过程，电场力做的功。【答案】（1）t10.5s；（2）w9.25j。【解析】试题分析：（1）物体p在水平桌面上运动时，竖直方向上只受重力mg和支持力n作用，因此其滑动摩擦力大小为：fmg1n根据表格数据可知，物体p在速率v02m/s时，所受水平外力f12nf，因此，在进入电场区域之前，物体p做匀加速直线运动，设加速度为a1，不妨设经时间t1速度为v12m/s，还未进入电场区域。根据匀变速直线运动规律有：v1a1t1 根据牛顿第二定律有：f1fma1 由式联立解得：t10.5s0.55s，所以假设成立即小物体p从开始运动至速率为2m/s所用的时间为t10.5s（2）当物体p在速率v25m/s时，所受水平外力f26n，设先以加速度a2再加速t20.05s至a点，速度为v2，根据牛顿第二定律有：f2fma2 根据匀变速直线运动规律有：v2v1a2t2 由式联立解得：v23m/s 物体p从a点运动至b点的过程中，由题意可知，所受水平外力仍然为f26n不变，设位移为x1，加速度为a3，根据牛顿第二定律有：f2fqema3 根据匀变速直线运动规律有：2a3x1 由式联立解得：x11m 根据表格数据可知，当物体p到达b点时，水平外力为f3qe3n，因此，离开桌面在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上只受重力，做自由落体运动，设运动至d点时，其水平向右运动位移为x2，时间为t3，则在水平方向上有：x2vbt3 根据几何关系有：cot 由式联立解得：x2m 所以电场力做的功为：wqe（x1x2） 由式联立解得：w9.25j考点：物体的受力分析、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律、平抛运动规律、功的定义式的应用。【2015山东-18】直角坐标系xoy中，m、n两点位于x轴上，g、h两点坐标如图，m、n两点各固定一负点电荷，一电量为q的正点电荷置于o点时，g点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到g点，则h点处场强的大小和方向分别为a.，沿y轴正向 b.，沿y轴负向c.，沿y轴正向 d.，沿y轴负向【答案】b考点：场强的叠加.【2015山东-20】. 如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，t时刻微粒恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在时间内运动的描述，正确的是a.末速度大小为 b.末速度沿水平方向c.重力势能减少了 d.克服电场力做功为【答案】bc考点：带电粒子在复合场中的运动.【2015广东-21】21.如图8所示的水平匀强电场中，将两个带电小球m和n分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，m、n保持静止，不计重力，则a.m的带电量比n大 b.m带负电荷，n带正电荷c.静止时m受到的合力比n大 d.移动过程中匀强电场对m做负功【答案】bd【考点】共点力的平衡；静电场；电场线；电势能；功【解析】本题考查了静电场知识，由于电场中m、n都保持静止，以m、n整体为研究对象，根据平衡条件和电场强度方向的规定，可判断出m、n一定带等量的异种电荷，选项a错误；若m带正电，n带负电，则m、n不能保持静止，要相互靠近，不符题意，故只能m带负电，n带正电，选项b正确；静止时，m、n所受的合力均为0 ，选项c错误；根据电势能ep = q，由于m带负电，沿电场线方向电势降低，在移动m过程中电势能增加，电场力对m做负功（或者由功w = eqscos,为电场力和位移的方向夹角为钝角，w 0 ，做负功）。【2015北京-24】.（20 分）真空中放置的平行金属板可以作为光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电。以光照射 a 板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于 a 板向 b 板运动，忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变 ，a 和 b 为接线柱。 已知单位时间内从 a 板逸出的电子数为 n，电子逸出时的最大动能为 ，元电荷为 e。( 1 ) 求 a 板和 b 板之间的最大电势差 ，以及将 a、b 短接时回路中的电流 i短( 2 ) 图示装置可看作直流电源，求其电动势 e 和内阻 r。( 3 ) 在 a 和 b 之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为 u，外电阻上的消耗电功率设为 p；单位时间内到达 b 板的电子，在从 a 板运动到 b 板的过程中损失的动能之和设为 。 请推导证明: 。( 注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明 )【答案】(1) ， (2) (3)见解析【难度】【考点】光电效应、闭合电路欧姆定律、电流的微观解释、电场【解析】(1) a 板中逸出的电子累积在 b 板上，在 a、b 两板间形(1) a 板中逸出的电子累积在 b 板上，在 a、b 两板间形成由 a 指向 b 的电场。从 a 板后续逸出的电子在向 b 板运动的过程中会受到电场力的作用而做减速运动。达到稳定状态时，从 a 板逸出的最大动能的电子到 b 板时动能恰好为零。根据动能定理 从而得到 若将 a、b 短接，则两板间电势差为零，从而两板间无电场，从 a 板逸出的电子均能完整通过整个回路，即短路电流 (2)当外电路断路时，a、b 两板间电压为该直流电源的电动势。电源内阻 (3)证明：设连接外电阻之后，单位时间内到达 b 板的电子个数为则回路中电流 外电阻上消耗的电功率 p=ui 单位时间内到达 b 板的电子，从 a 板运动到 b 板过程中损失的动能之和为 综合式可得， 【2015安徽-14】图示是粒子（氦原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹，m、n、p、q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的粒子在各点处的加速度方向正确的是am点 bn点 cp点 dq点【答案】c考点：考查库仑定律和牛顿第二定律。【2015安徽-15】由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q1和q2。其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为，式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为akga2m3 bkga-2m3s-4 ckgm2c-2 dnm2a-2【答案】b【解析】试题分析：由可得单位为，故选b。考点：考查库仑定律和单位制。【2015安徽-20】已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示的平行板电容器，极板正对面积为s，其间为真空，带电荷量为q。不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为a和 b和 c和 d和【答案】d【解析】试题分析：由公式，正负极板都有场强，由场强的叠加可得，电场力，故选d。考点：考查电场知识。【2015安徽-23】.（16分）在xoy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为e（图中未画出），由a点斜射出一质量为m，带电荷量为+q的粒子，b和c是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计。求：（1）粒子从a到c过程中电场力对它做的功；（2）粒子从a到c过程所经历的时间；（3）粒子经过c点时的速率。【答案】（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）。考点：本题考查带电粒子在电场中的运动、抛体运动等知识。【2015江苏-2】2静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载春秋纬 考异邮中有玳瑁吸衣若只说，但下列不属于静电现象的是a梳过头发的塑料梳子吸起纸屑b带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引c小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流d从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉【答案】c【解析】：小线圈接近通电线圈过程中，消息安全中产生感应电流是电磁感应现象，不是静电现象，所以c正确。【2015江苏-7】7一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球a做直线运动 b做曲线运动 c速率先减小后增大，d速率先增大后减小【答案】bc【解析】由题意知，小球受重力、电场力作用，合外力的方向与初速度的方向夹角为钝角，故小球做曲线运动，所以a错误；b正确；在运动的过程中合外力先做负功后做正功，所以c正确；d错误。【2015江苏-8】8两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示，c时两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则aa点的电场强度比b点的大ba点的电势比b点的高cc点的电场强度比d点的大dc点的电势比d点的低【答案】acd【2015海南-5】如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l，在正极板附近有一质量为m、电荷量为q（q0）的粒子，在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子，在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距的平面。若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则m：m为（ ）a. 3:2 b. 2：1 c. 5:2 d. 3:1 【答案】a【解析】设电场强度为e，两粒子的