【高考导航】2013届高考物理一轮复习单元过关检测（六） 电场

1 高考导航高考导航 2013 2013 届高考物理一轮复习单元过关检测 六 电场届高考物理一轮复习单元过关检测 六 电场 人教版 人教版 时间 时间 9090 分钟分钟 满分 满分 100100 分分 一 选择题一 选择题 本大题共本大题共 1212 个小题 每小题个小题 每小题 5 5 分 共计分 共计 6060 分 每小题只有一个答案正确 分 每小题只有一个答案正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内把正确选项前的字母填在题后的括号内 1 1 2011 2011 年海南单科年海南单科 关于静电场 下列说法中正确的是关于静电场 下列说法中正确的是 A A 电势等于零的物体一定不带电 电势等于零的物体一定不带电 B B 电场强度为零的点 电势一定为零 电场强度为零的点 电势一定为零 C C 同一电场线上的各点 电势一定相等 同一电场线上的各点 电势一定相等 D D 负电荷沿电场线方向移动时 电势能一定增加 负电荷沿电场线方向移动时 电势能一定增加 解析 零电势的位置是人为选定的 与物体是否带电无关 解析 零电势的位置是人为选定的 与物体是否带电无关 A A 错误 电场强度是电势错误 电场强度是电势 随空间的变化率 二者的大小之间无直接联系 随空间的变化率 二者的大小之间无直接联系 B B 错误 沿电场线的方向电势是逐渐错误 沿电场线的方向电势是逐渐 降低的 降低的 C C 错误 由于负电荷在电势越低处电势能越大 故错误 由于负电荷在电势越低处电势能越大 故 D D 正确 正确 答案 答案 D D 2 2 一带电油滴在匀强电场 一带电油滴在匀强电场E E中的运动轨迹如图中虚线所示 电场方向竖直中的运动轨迹如图中虚线所示 电场方向竖直 向下 若不计空气阻力 则此带电油滴从向下 若不计空气阻力 则此带电油滴从a a运动到运动到b b的过程中 能量变的过程中 能量变 化情况为化情况为 A A 动能减小 动能减小 B B 电势能增加 电势能增加 C C 动能和电势能之和减小 动能和电势能之和减小 D D 重力势能和电势能之和增加 重力势能和电势能之和增加 解析 由题图所示的轨迹可知电场力大于重力 则从解析 由题图所示的轨迹可知电场力大于重力 则从a a到到b b 电场力做正功 电势能 电场力做正功 电势能 减少 重力做负功 重力势能增加 又电场力做的功大于克服重力做的功 所以动能减少 重力做负功 重力势能增加 又电场力做的功大于克服重力做的功 所以动能 增加 由动能定理可得增加 由动能定理可得W W电 电 W W重 重 E Ek k 动能和电势能之和减少 所以 动能和电势能之和减少 所以 C C 选项正确 选项正确 答案 答案 C C 3 3 2012 2012 年合肥模拟年合肥模拟 如图甲所示 一条电场线与如图甲所示 一条电场线与OxOx轴重合 取轴重合 取O O点电势为零 点电势为零 OxOx方向方向 上各点的电势上各点的电势 随随x x变化的情况如图乙所示 若在变化的情况如图乙所示 若在O O点由静止释放一电子 电子仅受点由静止释放一电子 电子仅受 电场力的作用 则电场力的作用 则 A A 电子将沿 电子将沿OxOx方向运动方向运动 B B 电子的电势能将增大 电子的电势能将增大 2 C C 电子运动的加速度恒定 电子运动的加速度恒定 D D 电子运动的加速度先增大后减小 电子运动的加速度先增大后减小 解析 由图乙知沿解析 由图乙知沿OxOx方向各点的电势逐渐增大 则电场方向沿方向各点的电势逐渐增大 则电场方向沿OxOx的反方向 电子将的反方向 电子将 受到沿受到沿OxOx方向的电场力作用 所以电子将沿方向的电场力作用 所以电子将沿OxOx方向运动 方向运动 A A 对 电子运动过程中电对 电子运动过程中电 场力做正功 电势能减小 场力做正功 电势能减小 B B 错 根据电场中场强与电势变化快慢之间的关系 电势错 根据电场中场强与电势变化快慢之间的关系 电势 变化越快 场强越大 因此图乙中图线的斜率表示场强大小 则变化越快 场强越大 因此图乙中图线的斜率表示场强大小 则E E先减小后增大 则先减小后增大 则 电子的加速度也将先减小后增大 电子的加速度也将先减小后增大 D D 错 错 C C 错 错 答案 答案 A A 4 4 2012 2012 年淮北模拟年淮北模拟 如图如图 甲甲 所示 一个带正电的粒子以一定的初速度垂所示 一个带正电的粒子以一定的初速度垂 直进入水平方向的匀强电场 若不计重力 图直进入水平方向的匀强电场 若不计重力 图 乙乙 中能正确描述粒子在中能正确描述粒子在 电场中运动轨迹的是电场中运动轨迹的是 解析 电荷在电场中做类平拋运动 受力方向总是沿电场线方向 轨迹向右弯曲 解析 电荷在电场中做类平拋运动 受力方向总是沿电场线方向 轨迹向右弯曲 C C 正确 正确 答案 答案 C C 5 5 2012 2012 年宣城模拟年宣城模拟 如图所示 在一真空区域中 如图所示 在一真空区域中 ABAB CDCD是圆是圆O O 的两条直径 在的两条直径 在A A B B两点上各放置电荷量均为 两点上各放置电荷量均为 Q Q的点电荷 关的点电荷 关 于于C C D D两点的电场强度和电势 下列说法正确的是两点的电场强度和电势 下列说法正确的是 A A 场强相同 电势相等 场强相同 电势相等 B B 场强不相同 电势相等 场强不相同 电势相等 C C 场强相同 电势不相等 场强相同 电势不相等 D D 场强不相同 电势不相等 场强不相同 电势不相等 解析 解析 C C D D两点的电场强度为两正点电荷分别在该两处产生场强的矢量和 大小相等 两点的电场强度为两正点电荷分别在该两处产生场强的矢量和 大小相等 方向不同 故两处场强不相同 沿着电场线电势要降低 根据两等量正点电荷的电场方向不同 故两处场强不相同 沿着电场线电势要降低 根据两等量正点电荷的电场 线分布特点 可判断出对称的线分布特点 可判断出对称的C C D D两点电势相等 故正确答案为两点电势相等 故正确答案为 B B 答案 答案 B B 6 6 2012 2012 年滁州模拟年滁州模拟 如图所示 两个电子如图所示 两个电子a a和和b b先后以大小不同的速先后以大小不同的速 度 从同一位置沿垂直于电场的方向射入匀强电场中 其运动轨迹度 从同一位置沿垂直于电场的方向射入匀强电场中 其运动轨迹 如图所示 那么如图所示 那么 A A b b电子在电场中运动的时间比电子在电场中运动的时间比a a长长 B B b b电子初速度比电子初速度比a a大大 3 C C b b电子离开电场时速度比电子离开电场时速度比a a大大 D D b b电子离开电场时速度比电子离开电场时速度比a a小小 解析 两电子在同一电场中加速度解析 两电子在同一电场中加速度a a相同 电子相同 电子b b的偏移量大 由的偏移量大 由y y atat2 2可知 电可知 电 1 1 2 2 子子b b运动的时间长 故运动的时间长 故 A A 项对 在初速度方向两电子都是匀速运动 由项对 在初速度方向两电子都是匀速运动 由L L vtvt可知电可知电 子子b b的初速度小 故的初速度小 故 B B 项错 又因电场力对电子项错 又因电场力对电子b b做功多 故无法比较离开电场时两做功多 故无法比较离开电场时两 电子速度的大小 故电子速度的大小 故 C C D D 项都错 项都错 答案 答案 A A 7 7 如图所示 如图所示 a a b b c c三条虚线为电场中的等势面 等势面三条虚线为电场中的等势面 等势面b b的电势为的电势为 零 且相邻两个等势面间的电势差相等 一个带正电的粒子在零 且相邻两个等势面间的电势差相等 一个带正电的粒子在A A点点 时的动能为时的动能为 1010 J J 在电场力作用下从 在电场力作用下从A A运动到运动到B B速度为零 当这个速度为零 当这个 粒子的动能为粒子的动能为 7 57 5 J J 时 其电势能为时 其电势能为 A A 12 512 5 J J B B 2 52 5 J J C C 0 0 D D 2 52 5 J J 解析 根据题意可知 带电粒子从解析 根据题意可知 带电粒子从A A到到B B 电场力做功为 电场力做功为 1010 J J 动能定理动能定理 则带电 则带电 粒子从粒子从A A运动到等势面运动到等势面b b时 电场力做功为 时 电场力做功为 5 5 J J 粒子在等势面 粒子在等势面b b时动能为时动能为 5 5 J J 带 带 电粒子在电场中的电势能和动能之和为电粒子在电场中的电势能和动能之和为 5 5 J J 是守恒的 当动能为 是守恒的 当动能为 7 57 5 J J 时 其电势时 其电势 能为 能为 2 52 5 J J D D 对 对 答案 答案 D D 8 8 一电子在电场中由 一电子在电场中由a a点运动到点运动到b b点的轨迹如图中虚线所示 图中一组平行实线是等势点的轨迹如图中虚线所示 图中一组平行实线是等势 面 则下列说法正确的是面 则下列说法正确的是 A A a a点的电势比点的电势比b b点低点低 B B 电子在 电子在a a点的加速度方向向右点的加速度方向向右 C C 电子从 电子从a a点到点到b b点动能减小点动能减小 D D 电子从 电子从a a点到点到b b点电势能减小点电势能减小 解析 根据轨迹应弯向合力指的那一侧可知电子所受的电场力应竖直向下 则加速度解析 根据轨迹应弯向合力指的那一侧可知电子所受的电场力应竖直向下 则加速度 的方向应竖直向下 电场线应竖直向上 的方向应竖直向下 电场线应竖直向上 a a点的电势较高 选项点的电势较高 选项 A A B B 错误 电子从错误 电子从a a 点到点到b b点 电场力做负功 动能减小 电势能增加 选项点 电场力做负功 动能减小 电势能增加 选项 C C 对 对 D D 错 错 答案 答案 C C 9 9 2012 2012 年毫州模拟年毫州模拟 如图所示 匀强电场方向平行于如图所示 匀强电场方向平行于xOyxOy平面 在平面 在 xOyxOy平面内有一个半径为平面内有一个半径为R R 5 5 cmcm 的圆 圆上有一动点的圆 圆上有一动点P P 半径 半径OPOP 与与x x轴方向的夹角为轴方向的夹角为 P P点沿圆周移动时 点沿圆周移动时 O O P P两点的电势差满两点的电势差满 足足U UOP OP 25sin25sin V V 则该匀强电场的大小和方向分别为 则该匀强电场的大小和方向分别为 4 A A 5 5 V mV m 沿 沿x x轴正方向轴正方向 B B 2525 V mV m 沿 沿y y轴负方向轴负方向 C C 500500 V mV m 沿 沿y y轴正方向轴正方向 D D 250250 V mV m 沿 沿x x轴负方向轴负方向 2 2 解析 匀强电场中沿电场线方向电势降落最快 根据解析 匀强电场中沿电场线方向电势降落最快 根据U UOP OP 25sin25sin V V 当 当 90 90 时 时 OPOP间电压最大 以此分析电场线沿间电压最大 以此分析电场线沿y y轴正向 根据场强轴正向 根据场强E E 得得E E 500500 V mV m C C 正正 U U d d 确 确 答案 答案 C C 1010 2012 2012 年蚌埠模拟年蚌埠模拟 如右图所示 如右图所示 A A B B均为半个绝缘正方体 质量均为半个绝缘正方体 质量 均为均为m m 在 在A A B B内部各嵌入一个带电小球 内部各嵌入一个带电小球 A A中小球带电量为中小球带电量为 q q B B中小球带电量为 中小球带电量为 q q 且两个小球的球心连线垂直于 且两个小球的球心连线垂直于ABAB接触接触 面 面 A A B B最初靠在竖直的粗糙墙上 空间有水平向右的匀强电场 最初靠在竖直的粗糙墙上 空间有水平向右的匀强电场 场强大小为场强大小为E E 重力加速度为 重力加速度为g g 现将现将A A B B无初速度释放 下落过无初速度释放 下落过 程中始终相对静止 忽略空气阻力 则下列说法中正确的是程中始终相对静止 忽略空气阻力 则下列说法中正确的是 A A A A B B下落的加速度大小均为下落的加速度大小均为g g B B A A B B下落的加速度大小应小于下落的加速度大小应小于g g C C A A B B之间接触面上的弹力为零之间接触面上的弹力为零 D D B B受到受到A A的摩擦力作用 方向沿接触面向下的摩擦力作用 方向沿接触面向下 解析 解析 A A B B无初速度释放 下落过程中始终相对静止 无初速度释放 下落过程中始终相对静止 A A B B作为一整体 只受重力作作为一整体 只受重力作 用 用 A A B B下落的加速度大小均为下落的加速度大小均为g g A A 正确 正确 B B 错误 假设错误 假设A A B B之间接触面上的弹力之间接触面上的弹力 为零 则为零 则B B的加速度不为的加速度不为g g C C 错误 只有错误 只有B B受到受到A A的摩擦力作用 方向沿接触面向上 的摩擦力作用 方向沿接触面向上 B B的加速度才为的加速度才为g g D D 错误 错误 答案 答案 A A 1111 如图所示 光滑平面上固定金属小球 如图所示 光滑平面上固定金属小球A A 用长 用长L L0 0的绝缘弹簧将的绝缘弹簧将A A与另一个金属小球与另一个金属小球B B 连接 让它们带上等量同种电荷 弹簧伸长量为连接 让它们带上等量同种电荷 弹簧伸长量为x x1 1 若两小球电量各漏掉一半 弹簧 若两小球电量各漏掉一半 弹簧 伸长量变为伸长量变为x x2 2 则有 则有 A A x x2 2 x x1 1 B B x x2 2 x x1 1 1 1 2 2 1 1 4 4 C C x x2 2 x x1 1 D D x x2 2 x x1 1 1 1 4 4 1 1 4 4 解析 漏电前 解析 漏电前 k k0 0 x x1 1 漏电后 漏电后 k kq q2 2 L L0 0 x x1 1 2 2 5 k k0 0 x x2 2 因为 因为L L0 0 x x2 2 L L0 0 x x1 1 所以 所以 4 4 1 1 4 4k kq q2 2 L L0 0 x x2 2 2 2 x x1 1 x x2 2 4 4 L L0 0 x x2 2 2 2 L L0 0 x x1 1 2 2 x x1 1 x x2 2 答案 答案 C C 1212 2011 2011 年安徽理综年安徽理综 图图 a a 为示波管的原理图 如果在电极为示波管的原理图 如果在电极YYYY 之间所加的电压按图之间所加的电压按图 b b 所所 示的规律变化 在电极示的规律变化 在电极XXXX 之间所加的电压按图之间所加的电压按图 c c 所示的规律变化 则在荧光屏上所示的规律变化 则在荧光屏上 会看到的图形是会看到的图形是 解析 由图解析 由图 b b 及及 c c 知 当知 当U UY Y为正时 为正时 Y Y极电势高 电子向极电势高 电子向Y Y偏 而此时偏 而此时U UX X为负 即为负 即 X X 极电势高 中子向极电势高 中子向X X 极偏 故选极偏 故选 B B 答案 答案 B B 二 非选择题二 非选择题 本题共本题共 4 4 小题 共小题 共 4040 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和演算步分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和演算步 骤 有数值计算的要注明单位骤 有数值计算的要注明单位 1313 9 9 分分 一带电平行板电容器竖直放置 如图所示 板间距一带电平行板电容器竖直放置 如图所示 板间距d d 0 10 1 m m 板间电势差 板间电势差U U 1 1 000000 V V 现从 现从A A处以速度处以速度v vA A 3 3 m sm s 水平向左水平向左 射出一带正电的小球射出一带正电的小球 质量质量m m 0 020 02 g g 电荷量为 电荷量为q q 1010 7 7 C C 经 经 过一段时间后发现小球打在过一段时间后发现小球打在A A点正下方的点正下方的B B处 处 取取g g 1010 m sm s2 2 求 求 1 1 分别从水平方向和竖直方向定性分析从分别从水平方向和竖直方向定性分析从A A到到B B的过程中小球的运动情况 的过程中小球的运动情况 2 2 A A B B间的距离 间的距离 解析 解析 1 1 在水平方向上 小球开始向左做初速度为在水平方向上 小球开始向左做初速度为v vA A的匀减速运动 速度变为零后的匀减速运动 速度变为零后 向右做匀加速运动 直到达到向右做匀加速运动 直到达到B B点 过程中加速度不变 由电场力提供外力 点 过程中加速度不变 由电场力提供外力 在竖直方向上 小球向下做初速度为零的匀加速运动 直到达到在竖直方向上 小球向下做初速度为零的匀加速运动 直到达到B B点 点 2 2 水平方向 电场力为水平方向 电场力为F F q q 加速度 加速度a a U U d d F F m m 6 小球向左运动到最远的时间为小球向左运动到最远的时间为t t 0 060 06 s s 0 0 v vA A a a 在这段时间内向左运动的距离在这段时间内向左运动的距离x x v vA At t atat2 2 0 090 09 m m 0 10 1 m m 不会撞到左壁 不会撞到左壁 1 1 2 2 小球达到小球达到B B点所用时间为点所用时间为T T 2 2t t 竖直方向下落距离即为所求竖直方向下落距离即为所求h hAB AB gTgT2 2 7 27 2 cm cm 1 1 2 2 答案 答案 1 1 见解析见解析 2 7 2 2 7 2 cmcm 1414 9 9 分分 示波器的示意图如图所示 金属丝发射出来的电子被加示波器的示意图如图所示 金属丝发射出来的电子被加 速后从金属板的小孔穿出 进入偏转电场 电子在穿出偏转电速后从金属板的小孔穿出 进入偏转电场 电子在穿出偏转电 场后沿直线前进 最后打在荧光屏上 设加速电压场后沿直线前进 最后打在荧光屏上 设加速电压U U1 1 1 1 640640 V V 偏转极板长 偏转极板长l l 4 4 cmcm 偏转板间距 偏转板间距d d 1 1 cmcm 当电子加速后从两偏转板的中央沿与板平行方向进入偏转 当电子加速后从两偏转板的中央沿与板平行方向进入偏转 电场 电场 1 1 偏转电压为多大时 电子束打在荧光屏上偏转距离最大 偏转电压为多大时 电子束打在荧光屏上偏转距离最大 2 2 如果偏转板右端到荧光屏的距离如果偏转板右端到荧光屏的距离L L 2020 cmcm 则电子束最大偏转距离为多少 则电子束最大偏转距离为多少 解析 解析 1 1 要使电子束打在荧光屏上的偏转距离最大 电子经偏转电场后必须从下板边要使电子束打在荧光屏上的偏转距离最大 电子经偏转电场后必须从下板边 缘出来 缘出来 电子在加速电场中 由动能定理电子在加速电场中 由动能定理eUeU1 1 电子进入偏转电场时的初速度 电子进入偏转电场时的初速度v v0 0 m mv v2 2 0 0 2 2 2 2e eU U1 1 m m 电子在偏转电场中的飞行时间电子在偏转电场中的飞行时间t t1 1 电子在偏转电场中的加速度 电子在偏转电场中的加速度a a l l v v0 0 e eE E m m e eU U2 2 m md d 要使电子恰好从下极板边缘出来 应有要使电子恰好从下极板边缘出来 应有 atat d d 2 2 1 1 2 22 2 1 1 e eU U2 2l l2 2 2 2m md dv v2 2 0 0 U U2 2l l2 2 4 4d dU U1 1 解得偏转电压解得偏转电压U U2 2 205205 V V 2 2 电子束打在荧光屏上最大偏转距离电子束打在荧光屏上最大偏转距离y y y y2 2 d d 2 2 由于电子离开偏转电场的侧向速度由于电子离开偏转电场的侧向速度v vy y atat1 1 e eU U2 2l l m md dv v0 0 电子离开偏转电场到荧光屏的时间电子离开偏转电场到荧光屏的时间t t2 2 y y2 2 v vy y t t2 2 0 050 05 m m L L v v0 0 e eU U2 2l lL L m md dv v2 2 0 0 U U2 2l lL L 2 2d dU U1 1 电子最大偏转距离电子最大偏转距离y y y y2 2 0 0550 055 m m d d 2 2 答案 答案 1 205 1 205 V V 2 0 055 2 0 055 m m 1515 10 10 分分 如图所示 一质量为如图所示 一质量为m m的塑料球形容器放在桌面上 它的内的塑料球形容器放在桌面上 它的内 部有一劲度系数为部有一劲度系数为k k的轻弹簧 弹簧直立地固定于容器内壁的底部 的轻弹簧 弹簧直立地固定于容器内壁的底部 弹簧上端用绝缘体系住一个带正电弹簧上端用绝缘体系住一个带正电q q 质量也为 质量也为m m的小球 从加一个的小球 从加一个 竖直向上的场强为竖直向上的场强为E E的匀强电场起 到容器对桌面压力减为零时为止 的匀强电场起 到容器对桌面压力减为零时为止 7 求 求 1 1 小球的电势能改变量 小球的电势能改变量 2 2 容器对桌面压力减为零时小球的速度大小 容器对桌面压力减为零时小球的速度大小 解析 解析 1 1 初状态时 对小球进行受力分析 得弹簧压缩量 初状态时 对小球进行受力分析 得弹簧压缩量 x x1 1 当容器对桌面压 当容器对桌面压 m mg g k k 力减为零时 对容器受力分析 弹簧伸长且拉力为力减为零时 对容器受力分析 弹簧伸长且拉力为mgmg 弹簧伸长量 弹簧伸长量x x2 2 x x1 1 m mg g k k 该过程电场力做功 该过程电场力做功 W W EqEq x x1 1 x x2 2 2 2E Eq qm mg g k k 所以小球电势能减少所以小球电势能减少 2 2E Eq qm mg g k k 2 2 该过程弹簧对小球做功为零 由动能定理 该过程弹簧对小球做功为零 由动能定理 EqEq mgmg x x1 1 x x2 2 mvmv2 2 1 1 2 2 解得解得v v 2 2 g g E Eq q m mg g k k 答案 答案 1 1 2 2 2 2 2 2E Eq qm mg g k