专题09 带电粒子在电场中的运动高考物理真题分类汇编 精校版 共17个专题

1、专题九专题九静电场静电场 20112011年高考题组年高考题组 1 （2011 重庆）如图所示，电量为+q 和-q 的点电 荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零 的点有（） A体中心、各面中心和各边中点 B体中心和各边中点 C各面中心和各边中点 D D体中心和各面中心体中心和各面中心 2 （2011 全国课标）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，下列图示中可能正确的是（虚线 是曲线在 b 点的切线） E E cc cc bb b b a 3 （2011 海南单科）关于静电场，下列说法正确的是（

2、） 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 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 4 （2011 江苏单科）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 A粒子带负电荷粒子带负电荷 B B粒子的加速度先不变，后变小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 5 （2011 广东）如图所示为静电除尘器除尘机理 放电极 的示意图尘埃在电场中通过某种

3、机制带电，在电场 力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（） A到达集尘极的尘埃带正电荷 B B电场方向由集尘板指向放电极电场方向由集尘板指向放电极 C带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D D 同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 集尘极 120V A 30V E aa E a -q +q +q -q +q -q +q -q ABCD D B 带电尘埃 直流高压电源 6 （2011 广东）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

4、 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（） An=3Bn=4Cn=5D Dn n=6=6 7 （2011 山东）如图所示，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 B Bb b 点场强小于点场强小于 d d 点场强点场强 C C

5、a a、b b 两点的电势差等于两点的电势差等于 b b、c c 两点间的电势差两点间的电势差 D试探电荷+q 在 a 点的电势能小于在 c 点的电势能 8 （2011 上海单科）电场线分布如图所示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为已 知Ea和Eb，电势分别为a和b，则（） AEaEb，ab AEaEb，ab C CE Ea aE Eb b， a a b b DEaEb，ab 9 （2011 上海单科）两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电 势随位置x变化规律的是图（） 10 （2011 上海单科）如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷 的小球a、b用绝缘细线分别系于上、

6、下两边，处于静止状态地面受 到的压力为N，球b所受细线的拉力为F剪断连接球b的细线后，在球 b上升过程中地面受到的压力（） A小于NB等于NC等于N+FD D大于大于N N+ +F F 11 （2011 天津）板间距为 d 的平行板电容器所带电荷量为 Q 时，两极板间的电势差 a b A ABCD a b a M bc + d N - 1 为 U1，板间场强为 E1现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d，其他条件不变， 2 这时两极板间电势差为U2，板间场强为 E2，下列说法正确的是（） AU2= U1，E2= E1 C CU U2 2= = U U1 1，E E2 2= 2= 2E E1

7、 1 BU2= 2U1，E2= 4E1 DU2= 2U1，E2= 2E1 12 （2011 安徽） 图 （a） 为示波管的原理图 如果在电极 YY之间所加的电压图按图 （b） 所示的规律变化，在电极 XX之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧光屏上会 看到的图形是（） Y 亮斑 电子枪 Y X X X Y X 偏转电极 图（a） 荧光屏 Y UY O 2t1 t O UX t1t12t1 3t1t 图（b）图（c） AB BCD 13 （2011 安徽）如图（a）所示，两平行正对的金属板A、B 间加有如图（b）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

8、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（） T A0t 0 4 B B AB U0 O P UAB T3T t 0 24 T/2T t 3T C t 0 T 4 DT t 0 -U0 图（a）图（b）9T 8 14 （2011 安徽）如图，在竖直向下，场强为E的匀强 A 电场中， 长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转 O 动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1 l/2 和m2 (m1m2)， A带负电， 电量为q1， B带正电， 电量为q2 杆 从静止开始由水平位置转到竖直位置， 在此

9、过程中电场力做 功为，在竖直位置处两球的总动能 为 B 15 （2011 北京）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x=0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（00）的相同小 球， 小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘 连接当 3 个小球处在静止状态时， 每根弹簧长 度为 l已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为（） 5kq25kq2kq25kq2 Al Bl 2 C Cl Dl 2222k 0l 4k 0l 2k 0l k 0l 极

10、板 B UAB 极板 A U0 O 234 t UAB d 电子 -kU0 q k0 l q k0 l q 24 （2009 安徽）在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的 abcd，顶点 a、c 处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图 所示若将一个带负电的粒子置于b 点，自由释放，粒子将沿着 对角线 bd 往复运动粒子从 b 点运动到 d 点的过程中（） A先作匀加速运动，后作匀减速运动 B先从高电势到低电势，后从低电势到高电势 C电势能与机械能之和先增大，后减小 D D电势能先减小，后增大电势能先减小，后增大 a b dc 25 （2009 福建） 如图所示， 平行板电容器与电动势为E 的直

11、流电源 （内阻不计） 连接， 下极板接地一带电油滴位于容器中的 P 点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上 极板竖直向上移动一小段距离（） A带点油滴将沿竖直方向向上运动 B BP P 点的电势将降低点的电势将降低 C带点油滴的电势将减少 D若电容器的电容减小，则极板带电量将增大 26 （2008 天津） 带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用， 能分别完成以下两种运动： 在电场线上运动，在等势面上做匀速圆周运动该电场可能由（） A A一个带正电的点电荷形成一个带正电的点电荷形成 B一个带负电的点电荷形成 C两个分立的带等量负电的点电荷形成 D一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成 PE 2

12、7 （2008 北京）在如图所示的空间中，存在场强为E 的 匀强电场，同时存在沿x 轴负方向，磁感应强度为B 的匀强磁 场一质子（电荷量为 e）在该空间恰沿 y 轴正方向以速度 v 匀速运动据此可以判断出（） A质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能减小；沿 z 轴正方向电势升高 x z v Oy B质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能增大；沿z 轴正方向电势降低 C C质子所受电场力大小等于质子所受电场力大小等于 evBevB，运动中电势能不变；沿，运动中电势能不变；沿 z z 轴正方向电势升高轴正方向电势升高 D质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z 轴正方向电势降低

13、28 （2009 江苏） 空间某一静电场的电势在 x 轴上分布如图 所示， x 轴上两点 B、 C 点电场强度在 x 方向上的分量分别是EBx、 ECx，下列说法中正确的有（） A AE EBx Bx 的大小大于的大小大于 E ECx Cx 的大小的大小 BEBx的方向沿 x 轴正方向 C电荷在 O 点受到的电场力在 x 方向上的分量最大 D D负电荷沿负电荷沿 x x 轴从轴从 B B 移到移到 C C 的过程中，电场力先做正功，后做负功的过程中，电场力先做正功，后做负功 29 （2006 北京）如图，使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开下 列各图表示验电器上感应电荷的分布情况

14、，正确的是（） ABCD 30 （2006 北京）如图甲所示，真空中相距d=5 cm 的两块平行金属板 A、B 与电源连 接(图中未画出)，其中 B 板接地(电势为零)，A 板电势变化的规律如图乙所示将一个质量 m=2. 010 kg，电量 q=+1. 610 C 的带电粒子从紧临 B 板处释放，不计重力求： （1）在 t=0 时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小； （2）若 A 板电势变化周期 T=1. 010 s，在 t=0 时将带电粒子从紧临 B 板处无初速释 放，粒子到达 A 板时动量的大小； （3） A 板电势变化频率为多大时， 在t 带电粒子，粒子不能到达A 板 甲乙 O

15、-2.5 T2T BA 2.5 t/s U/V -5 -27-19 + + + + + + x B OC + + + + + + + + - - - - - - - - + + - - - - - - - - + + + + + + +- - - - - - - - - - - - + + + + + + + TT 到t 时间内从紧临 B 板处无初速释放该 24 31 （2006 上海单科）电偶极子模型是指电量为q、相距为 l 的一对正负点电荷组成的 电结构，O 是中点，电偶极子的方向为从负电荷指向正电荷，用图(a)所示的矢量表示科 学家在描述某类物质的电性质时， 认为物质是由大量的电偶极子组

16、成的， 平时由于电偶极子 的排列方向杂乱无章，因而该物质不显示带电的特性 当加上外电场后，电偶极子绕其中心 转动，最后都趋向于沿外电场方向排列，从而使物质中的合电场发生变化 （1）如图(b）所示，有一电偶极子放置在电场强度为E0的匀强外电场中，若电偶极子 的方向与外电场方向的夹角为，求作用在电偶极子上的电场力绕O 点的力矩； （2）求图(b)中的电偶极子在力矩的作用下转动到外电场方向的过程中，电场力所做的 功； （3）求电偶极子在外电场中处于力矩平衡时，其方向与外电场方向夹角的可能值及相 应的电势能； （4）现考察物质中的三个电偶极子，其中心在一条直线上，初始时刻如图(c）排列， 它们相互间隔

17、距离恰等于l加上外电场 E0后，三个电偶极子转到外电场方向， 若在图中 A 点处引人一电量为+q0的点电荷（q0很小，不影响周围电场的分布） ， 求该点电荷所受电场力的大小 -q l O +q -q +q l O E0 A -q+q-q +q-q+q E0 图（a）图（b）图（c） 32 （2007 重庆）飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比q/m如 图甲所示，带正电的离子经电压为U 的电场加速后进入长度为L 的真空管 AB，可测得离子 飞越 AB 所用时间 t1改进以上方法，如图乙所示，让离子飞越 AB 后进入场强为 E（方向 如图）的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回

18、B 端，此时，测得离子从A 出发后飞 行的总时间 t2 （不计离子重力） 离 子 源 U ALB U/V 真空管 t1 离 子 源 U ALBC 真空管 t2 E 图甲图乙 （1）忽略离子源中离子的初速度，用t1计算荷质比；用 t2计算荷质比 （2）离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同，设两个荷质比都为 q/m 的离子在 A 端的速度分别为 v 和 v（vv） ，在改进后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时 间差t可通过调节电场 E 使t=0求此时 E 的大小 33 （2006 全国）有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多用锡箔 纸揉成的小球，当上下板间加上电压后， 小球

19、就上下不停地跳动 现取以下简化模型进行定 量研究 如图所示，电容量为 C 的平行板电容器的极板 A 和 B 水平放置，相距为 d，与电动势 为 E、内阻可不计的电源相连设两板之间只有一个质量为 m 的导电小球，小球可视为质 点 已知： 若小球与极板发生碰撞， 则碰撞后小球的速度立即变为零， 带电状态也立即改变， 改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的 倍（1） 不计带电小 球对极板间匀强电场的影响重力加速度为g （1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返 运动，电动势 E 至少应大于多少？ （2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔 T 内小球做了很多次往返运动求在 T 时间内小球

20、往返运动的次数以及通过电 源的总电量 34 （2009 四川）如图所示，粗糙程度均 匀的绝缘斜面下方 O 点处有一正点电荷，带 负电的小物体以初速度 v1，从 M 点沿斜面上 滑，到达 N 点时速度为零，然后下滑回到 M 点，此时速度为 v2（v2v1） 若小物体电荷 量保持不变，OM=ON，则（） 2v 1 2v 2A小物体上升的最大高度为 4g + E - d + A - B N v1 M O B从 N 到 M 的过程中，小物体的电势能逐渐减小 C从 M 到 N 的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功 D从 N 到 M 的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小 35 （200

21、9 全国） 图中虚线为匀强电场中 与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、 N 质量相等， 所带电荷的绝对值也相等， 现将 M、 N 从虚线上的 O 点以相同速率射出，两粒子在 电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示 点 a、b、c 为实线与虚线的交点，已知 O 点电势高 于 c 点若不计重力，则（） AM 带负电荷，N 带正电荷 B BN N 在在 a a 点的速度与点的速度与 MM 在在 c c 点的速度大小相同点的速度大小相同 CN 在从 O 点运动至 a 点的过程中克服电场力做功 D DMM 在从在从 O O 点运动至点运动至 b b 点的过程中，电场力对它做的功等于零点的过程中，电

22、场力对它做的功等于零 Ob c M 粒子 a N 粒子 36 （2009 浙江）空间存在匀强电场，有一电荷量q（q0） ，质量 m 的粒子从 O 点以 速率 v0射入电场，运动到A 点时速率为 2v0现有另一电荷为-q、质量m 的粒子以速率 2v0 仍从 O 点射入该电场，运动到B 点时速率为 3v0若忽略重力的影响，则（） A A在在 O O、A A、B B 三点中，三点中，B B 点电势最高点电势最高 B在 O、A、B 三点中，A 点电势最高 COA 间的电势差比 BO 间的电势差大 D DOAOA 间的电势差比间的电势差比 BABA 间的电势差小间的电势差小 37 （2009 天津）如图

23、所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置， M、 N 为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不计重力）以速度v M经过 M 点在电场线上向 下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度v N 折回 N 点则（） A粒子受电场力的方向一定由M 指向 N B B粒子在粒子在 MM 点的速度一定比在点的速度一定比在 N N 点的大点的大 C粒子在 M 点的电势能一定比在N 点的大 D电场中 M 点的电势一定高于 N 点的电势 38 （2008 全国）一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的 小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比若两极板间电压为零，

24、经一段时间后，油滴以速率v 匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速 率 v 匀速上升若两极板间电压为-U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是（） A2v、向下B2v、向上C C3 3v v、向下、向下D3v、向上 39 （2008 重庆） 如图甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极 板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量 Q 将随待测物体的 上下运动而变化，若 Q 随时间 t 的变化关系为 Q= MvM NvN b （a、b 为大于零的常数） ，其图象如 ta 图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小 E 和物体速率 v 随 t

25、变化的图线可能是 （） A和B和C C和和D和 O O t 图丙图丁 E 待测极板 固定极板 Q U O 图甲图乙 t v t 40 （2006 重庆）如右图，带正电的点电荷固定于Q 点， 电子在库仑力作用下，做以 Q 为焦点的椭圆运动M、P、N 为椭圆上的三点，P 点是轨道上离 Q 最近的点电子在从 M 经 P 到达 N 点的过程中（） A A速率先增大后减小速率先增大后减小B速率先减小后增大 C C电势能先减小后增大电势能先减小后增大D电势能先增大后减小 41 （2009 浙江）如图所示，相距为d 的平行金属板 A、 B 竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板有一质量m、 电荷量 q（q0）的小物块在与金属板A 相距 l 处静止若某 3 mgd 一时刻在金属板 A、B 间加一电压 UAB，小物块与 2q A