2014年高考物理真题分类汇编：静电场

20142014 年高考物理试题分类汇编 静电场年高考物理试题分类汇编 静电场 21 2014 新课标全国卷 如图所示 在正点电荷 Q 的电场中有 M N P F 四点 M N P 为直角三角形的三个顶点 F 为 MN 的中点 M 30 M N P F 四点处的 电势分别用 M N P F表示 已知 M N F P 点电荷 Q 在 M N P 三点所在 平面内 则 A 点电荷 Q 一定在 MP 的连线上 B 连接 PF 的线段一定在同一等势面上 C 将正试探电荷从 P 点搬运到 N 点 电场力做负功 D P大于 M 21 AD 解析 本题考查了电场问题 根据题意 点电荷 Q 必在 MN 的中垂线和 PF 的中垂线的交点处 过 F 作 MN 的垂直平分线交 MP 于 O 点 由几何关系可知 ON 恰好垂 直平分 PF 故点电荷 Q 一定位于 O 点 A 项正确 由正点电荷的等势面分布特点可知 B 项错误 因为是正电荷形成的电场 将正电荷从 P 点搬运到 N 点 电场力做正功 C 项错 误 因为是正电荷形成的电场 越靠近场电荷的等势面电势越高 D 项正确 19 2014 新课标 卷 关于静电场的电场强度和电势 下列说法正确的是 A 电场强度的方向处处与等电势面垂直 B 电场强度为零的地方 电势也为零 C 随着电场强度的大小逐渐减小 电势也逐渐降低 D 任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 19 AD 解析 由静电场的电场线与等势面垂直可知 A 正确 电势大小是由参考点和 电场共同决定的 与场强的大小无关 B C 错误 沿电场线电势降低 且电势降落最快的 方向为电场方向 D 正确 19 2014 上海 静电场在轴上的场强随 x 的变化关系如图所示 x 轴正向为场强正方 向 带正电的点电荷沿 x 轴运动 则点电荷 A 在 x2和 x4处电势能相等 B 由 x1运动到 x3的过程电势能增大 C 由 x1运动到 x4的过程电场力先增大后减小 D 由 x1运动到 x4的过程电场力先减小后增大 答案 BC 17 2014 安徽卷 一带电粒子在电场中仅受静电力作用 做初速度为零的直线运 动 取该直线为x轴 起始点O为坐标原点 其电势能Ep与位移x的关系如右图所示 下 列图像中合理的是 电场强度与位移关系 粒子动能与位移关系 A B 粒子速度与位移关系 粒子加速度与位移关系 C D 17 D 解析 本题是关于图像的 信息题 以图像为载体考查电场的力的性质与电 场的能的性质 考查理解题目的新信息并且应用信息解决问题的能力 根据电势能的定义 Ep q 推理电场强度E Error Error Error Error Error Error 由题中电势能随着空间变化的图像 可知其斜率减小 因此电场强度减小 选项 A 错误 根据功能关系可知动能与电势能的总 和保持不变 开始时电势能减小得快 则动能增加得快 速度增加得快 选项 B C 错误 由于加速度a Error Error 电场强度减小 加速度减小 选项 D 正确 15 2014 北京卷 如图所示 实线表示某静电场的电场线 虚线表示该电场的等势 面 下列判断正确的是 A 1 2 两点的场强相等 B 1 3 两点的场强相等 C 1 2 两点的电势相等 D 2 3 两点的电势相等 15 D 本题考查电场线和等势面的相关知识 根据电场线和等势面越密集 电场强度 越大 有 E1 E2 E3 但 E2和 E3电场强度方向不同 故 A B 错误 沿着电场线方向 电 势逐渐降低 同一等势面电势相等 故 1 2 3 C 错误 D 正确 15 2014 全国卷 地球表面附近某区域存在大小为 150 N C 方向竖直向下的电 场 一质量为 1 00 10 4 kg 带电荷量为 1 00 10 7 C 的小球从静止释放 在电场区域 内下落 10 0 m 对此过程 该小球的电势能和动能的改变量分别为 重力加速度大小取 9 80 m s2 忽略空气阻力 A 1 50 10 4 J 和 9 95 10 3 J B 1 50 10 4 J 和 9 95 10 3 J C 1 50 10 4 J 和 9 65 10 3 J D 1 50 10 4 J 和 9 65 10 3 J 15 D 解析 本题考查功与能 设小球下落的高度为 h 则电场力做的功 W1 qEh 1 5 10 4 J 电场力做负功 电势能增加 所以电势能增加 1 5 10 4 J 重力做的功 W2 mgh 9 8 10 3 J 合力做的功 W W1 W2 9 65 10 3 J 根据动能 定理可知 Ek W 9 65 10 3 J 因此 D 项正确 20 2014 广东卷 如图 12 所示 光滑绝缘的水平桌面上 固定着一个带电荷量为 Q 的小球 P 带电荷量分别为 q 和 2q 的小球 M 和 N 由绝缘细杆相连 静止在桌面 上 P 与 M 相距 L P M 和 N 视为点电荷 下列说法正确的是 A M 与 N 的距离大于 L B P M 和 N 在同一直线上 C 在 P 产生的电场中 M N 处的电势相同 D M N 及细杆组成的系统所受合外力为零 20 BD 解析 M N 处于静止状态 则 M N 和杆组成的系统所受合外力为 0 则 FPM FPN 即 kError Error kError Error 则有 x L 那么 M N 间距离为 1 L 故选项 A 错误 选项 D 正确 由于 M N 静止不动 P 对 M 和对 N 的力应该在一条直线上 故选项 B 正 确 在 P 产生电场中 M 处电势较高 故选项 C 错误 4 2014 江苏卷 如图所示 一圆环上均匀分布着正电荷 x 轴垂直于环面且过圆心 O 下列关于 x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是 A O 点的电场强度为零 电势最低 B O 点的电场强度为零 电势最高 C 从 O 点沿 x 轴正方向 电场强度减小 电势升高 D 从 O 点沿 x 轴正方向 电场强度增大 电势降低 4 B 解析 根据对称性 圆环上均匀分布的正电荷在圆心 O 点产生的电场的合场强 为零 以 O 点为原点 若将一正点电荷轻放于 x 轴正半轴上 它将受到沿 x 轴正方向的电 场力作用而向右运动 电势能减少 故沿 x 轴正方向电势降低 同理可以得到沿 x 轴负方 向电势降低 故 O 点的电势最高 均匀分布着正电荷的圆环可看成由无数组关于圆心 O 点 对称的带正电的点电荷组成 由等量正点电荷产生的电场的特点和场强叠加原理可知 从 O 点沿 x 轴正方向 电场强度先变大后变小 综上所述 只有选项 B 正确 19 2014 山东卷 如图所示 半径为 R 的均匀带正电薄球壳 其上有一小孔 A 已知 壳内的场强处处为零 壳外空间的电场 与将球壳上的全部电荷集中于球心 O 时在壳外产 生的电场一样 一带正电的试探电荷 不计重力 从球心以初动能 Ek0沿 OA 方向射出 下列 关于试探电荷的动能 Ek与离开球心的距离 r 的关系图线 可能正确的是 A B C D 19 A 解析 壳内场强处处为零 试探电荷从球心运动到 球壳处不受任何力作用 动能不变 正的试探电荷从球壳处向外运动时 受到类似于球壳 的全部电荷集中于球心的正点电荷在壳外产生电场的电场力作用 要加速运动 动能增 大 沿半径方向取相等的两段距离 离球心越远 电场力的等效值越小 电场力做的功越 小 动能的增加量就越小 选项 A 正确 4 2014 天津卷 如图所示 平行金属板 A B 水平正对放置 分别带等量异号电 荷 一带电微粒水平射入板间 在重力和电场力共同作用下运动 轨迹如图中虚线所示 那么 A 若微粒带正电荷 则 A 板一定带正电荷 B 微粒从 M 点运动到 N 点电势能一定增加 C 微粒从 M 点运动到 N 点动能一定增加 D 微粒从 M 点运动到 N 点机械能一定增加 4 C 解析 本题是对带电微粒在复合场中的运动 动能定理 机械能守恒定律 受 力分析的综合考查 通过图像中的运动轨迹 无法判断电场力的方向 只能判断出微粒所 受的合外力方向竖直向下 运动过程中合力的方向与运动方向的夹角为锐角 合外力做正 功 微粒的动能增加 A B 错误 C 正确 由于不能判断出电场力的方向 所以机械能 的变化也不能确定 D 错误 19 2014 浙江卷 如图所示 水平地面上固定一个光滑绝缘斜面 斜面与水平面的 夹角为 一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端 另一端系有一个带电小球 A 细线与 斜面平行 小球 A 的质量为 m 电荷量为 q 小球 A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球 B 两球心的高度相同 间距为 d 静电力常量为 k 重力加速度为 g 两带电小球可视为点 电荷 小球 A 静止在斜面上 则 A 小球 A 与 B 之间库仑力的大小为Error Error B 当Error Error Error Error 时 细线上的拉力为 0 C 当Error Error Error Error 时 细线上的拉力为 0 D 当Error Error Error Error 时 斜面对小球 A 的支持力为 0 19 AC 解析 本题考查库仑定律 受力分析 共点力的平衡等知识 根据库仑定律 可知小球 A 与 B 之间的库仑力大小为 kError Error 选项 A 正确 若细线上的拉力为零 小球 A 受重力 库仑力和支持力作用 如图所示 由平衡条件可得 F kError Error mgtan 选 项 B 错误 选项 C 正确 因为两小球带同种电荷 所以斜面对小球 A 的支持力不可能为 0 选项 D 错误 3 2014 重庆卷 如题 3 图所示为某示波管内的聚焦电场 实线和虚线分别表示电场线和 等势线 两电子分别从 a b 两点运动到 c 点 设电场力对两电子做的功分别为 Wa和 Wb a b 点的电场强度大小分别为 Ea和 Eb 则 A Wa Wb Ea Eb B Wa Wb Ea Eb C Wa Wb Ea Eb D Wa Wb Ea Eb 3 A 解析 同一幅图中电场线的疏密可表示电场强度大小 a 点处的电场线比 b 点 处的密集 可知 Ea Eb C D 错误 a b 两点处于同一等势面 电子从 a b 两点运动到 c 点 电场力做的功相等 与路径无关 B 错 A 正确 25 2014 新课标全国卷 如图所示 O A B 为同一竖直平面内的三个点 OB 沿 竖直方向 BOA 60 OB Error Error OA 将一质量为 m 的小球以一定的初动能自 O 点水 平向右抛出 小球在运动过程中恰好通过 A 点 使此小球带电 电荷量为 q q 0 同时加 一匀强电场 场强方向与 OAB 所在平面平行 现从 O 点以同样的初动能沿某一方向抛出 此带电小球 该小球通过了 A 点 到达 A 点时的动能是初动能的 3 倍 若该小球从 O 点以 同样的初动能沿另一方向抛出 恰好通过 B 点 且到达 B 点时的动能为初动能的 6 倍 重 力加速度大小为 g 求 1 无电场时 小球到达 A 点时的动能与初动能的比值 2 电场强度的大小和方向 25 1 7 3 2 Error Error 方向略 解析 设小球的初速度为 v0 初动能 Ek0 从 O 点运动到 A 点的时间为 t 令 OA d 则 OB Error Error d 根据平抛运动的规律有 dsin 60 v0t dcos 60 Error Error gt2 又有 Ek0 Error Error mvError Error 由 式得 Ek0 Error Error mgd 设小球到达 A 点时的动能为 EkA 则 EkA Ek0 Error Error mgd 由 式得 Error Error Error Error 2 加电场后 小球从 O 点到 A 点和 B 点 高度分别降低了Error Error 和Error Error d 设电势 能分别减小 EpA和 EpB 由能量守恒及 式得 EpA 3Ek0 Ek0 Error Error mgd Error Error Ek0 EpB 6Ek0 Ek0 Error Error mgd Ek0 在匀强电场中 沿任一直线 电势的降落是均匀的 设直线 OB 上的 M 点与 A 点等电 势 M 与 O 点的距离为 x 如图 则有 Error Error Error Error 解得 x d MA 为等势线 电场必与其垂线 OC 方向平行 设电场方向与竖直向下的 方向的夹角为 由几何关系可得 30 即电场方向与竖直向下的方向的夹角为 30 设场强的大小为 E 有 qEdcos 30 EpA 由 式得 E Error Error 22 2014 安徽卷 14 分 如图所示 充电后的平行板电容器水平放 置 电容为C 极板间距离为d 上极板正中有一小孔 质量为m 电荷量为 q的小球从 小孔正上方高h处由静止开始下落 穿过小孔到达下极板处速度恰为零 空气阻力忽略不计 极板间电场可视为匀强电场 重力加速度为g 求 1 小球到达小孔处的速度 2 极板间电场强度大小和电容器所带电荷量 3 小球从开始下落运动到下极板处