高考真题汇编I单元电场.doc

I单元 电场I1 电场的力的性质15. I12016全国卷 如图1所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆带电粒子Q在P的电场中运动运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则()图1Aaaabac，vavcvbBaaabac，vbvcvaCabacaa，vbvcvaDabacaa，vavcvb15D解析 由库仑定律可知，粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为FbFcFa，由a可知，abacaa，由运动轨迹可知，粒子Q的电性与P相同，受斥力作用，不论粒子从a到c，还是从c到a，在运动过程中总有排斥力与运动方向的夹角先为钝角后为锐角，即斥力先做负功后做正功，因此vavcvb，故D正确15I12016浙江卷 如图11所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开()图11A此时A带正电，B带负电B此时A电势低，B电势高C移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合15C解析 由感应起电可知，近端感应出异种电荷，故A带负电，B带正电，选项A错误；处于静电平衡状态下的导体是等势体，故A、B电势相等，选项B错误；先移去C，则A、B两端的等量异种电荷又重新中和，而先分开A、B，后移走C，则A、B两端的等量异种电荷就无法重新中和，故选项C正确，选项D错误19I12016浙江卷 如图15所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定两球接触后分开，平衡时距离为0.12 m已测得每个小球质量是8.0104 kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度g取10 m/s2，静电力常量k9.0109 Nm2/C2，则()图15A两球所带电荷量相等BA球所受的静电力为1.0102 NCB球所带的电荷量为4108 CDA、B两球连线中点处的电场强度为019ACD解析 由接触起电的电荷量分配特点可知，两相同金属小球接触后带上等量同种电荷，选项A正确；对A受力分析如图所示，有，而F库k，得F库6103 N，q4108 C，选项B错误，选项C正确；等量同种电荷连线的中点电场强度为0，选项D正确I2 电场的能的性质15I22016全国卷 关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功15B解析 静电场中的电场线不可能相交，等势面也不可能相交，否则的话会出现一个点有两个电场强度和两个电势值的矛盾，A错误；由WABqUAB可知，当电荷在等势面上移动时，电荷的电势能不变，如果电场线不与等势面垂直，那么电荷将受到电场力，在电荷运动时必然会做功并引起电势能变化，这就矛盾了，B正确；同一等势面上各点电势相等，但电场强度不一定相等，C错误；对于负电荷，q0，由电场力做功的公式WABqUAB可知WAB0，所以从a点运动到b点，M所受的电场力做负功，动能减小，故B正确d、e两点电势相等，N在d、e两点的电势能相等，故C正确Ucd0，N从c点运动到d点，电场力做正功，故D错误I5 实验：用描迹法画出电场中平面上的等势线28I52016上海卷 “用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图1所示图1(1)该实验描绘的是()A两个等量同种电荷周围的等势线B两个等量异种电荷周围的等势线C两个不等量同种电荷周围的等势线D两个不等量异种电荷周围的等势线(2)实验操作时，需在平整的木板上依次铺放()A导电纸、复写纸、白纸B白纸、导电纸、复写纸C导电纸、白纸、复写纸D白纸、复写纸、导电纸(3)若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点(f、d连线与A、B连线垂直)时，示数小于零为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针_(选填“向左”或“向左”)移动28答案 (1)B (2)D(3)向右解析 (1)电源的正、负两个电极相当于两个等量异种电荷，所以B正确(2)最上层导电纸与电极接触，中间放复写纸，以便于在最下层白纸上留下痕迹所以D正确(3)等量异种电荷周围的等势线的形状大致是一簇对称的曲线，根据等势线大致分布可以判断出黑色探针应向右移动才能找到d点的等势点I6 实验：练习使用示波器I7 电场综合20I72016全国卷 如图1所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称忽略空气阻力由此可知()图1AQ点的电势比P点高B油滴在Q点的动能比它在P点的大C油滴在Q点的电势能比它在P点的大D油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小解析 AB油滴做类斜抛运动，加速度恒定，选项D错误；合力竖直向上，且电场力Eq竖直向上，Eqmg，电场方向竖直向下，P点电势最低，负电荷在P点电势能最大，选项A正确，选项C错误；若粒子从Q点运动到P点，则合力做负功，动能减小，P点的动能最小，选项B正确11I72016上海卷 国际单位制中，不是电场强度的单位是()AN/C BV/mCJ/C DTm/s11C解析 根据电场强度定义E可知，N/C是电场强度的单位；根据E可知，V/m是电场强度的单位；根据UBdv，E，可得EBv，故Tm/s是电场强度的单位；根据U可知，J/C是电压的单位，故C正确24I72016上海卷 如图1所示，质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态施加一水平向右的匀强电场后，A向右摆动，摆动的最大角度为60，则A受到的电场力大小为_在改变电场强度的大小和方向后，小球A的平衡位置在60处，然后再将A的质量改变为2m，其新的平衡位置在30处，A受到的电场力大小为_图124答案 mgmg解析 设细线长度为L，根据动能定理有mgL(1cos 60)FLsin 60，解得Fmg.设平衡时电场力与竖直方向的夹角为，受力如图所示，当细线与竖直方向成60角时，有当细线与竖直方向成30角时，有联立解得60，qEmg.32I72016上海卷 如图1(a)所示，长度L0.8 m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量Q1.8107 C；一质量m0.02 kg、带电荷量为q的小球B套在杆上将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图(b)中曲线所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图(b)中曲线所示，其中曲线在0.16x0.20和x0.40范围可近似看作直线求：(静电力常量k9109 Nm2/C2)图1(1)小球B所带电荷量q；(2)非均匀外电场在x0.3 m处沿细杆方向的电场强度大小E；(3)在合电场中，x0.4 m与x0.6 m之间的电势差U；(4)已知小球在x0.2 m处获得v0.4 m/s的初速度时，最远可以运动到x0.4 m处若小球在x0.16 m处受到方向向右、大小为0.04 N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离s是多少？图132答案 (1)1106 C(2)3104 N/C(3)800 V(4)0.065 m解析 (1)由图可知，当x0.3 m时，F1k0.018 N因此q1106 C.(2)设在x0.3 m处点电荷与小球间作用力为F2，F合F2qE因此E N/C3104 N/C电场在x0.3 m处沿细杆方向的电场强度大小为3104 N/C，方向水平向左(3)根据图像可知在x0.4 m与x0.6 m之间合力做功大小W合0.0040.2 J8104 J由qUW合可得U800 V.(4)由图可知小球从x0.16 m到x0.2 m处电场力做功W1 J6104 J小球从x0.2 m到x0.4 m处电场力做功W2mv21.6103 J由图可知小球从x0.4 m到x0.8 m处电场力做功W30.0040.4 J1.6103 J由动能定理W1W2W3F外s0解得s0.065 m.22016大连二十四中期中 由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架如图放置，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡现将P缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡若小球所带电荷量不变，与移动前相比()图K192AP、Q之间的距离增大B杆BO对Q的弹力减小C杆AO对P的摩擦力增大D杆AO对P的弹力减小2C解析 Q受力如图所示，由力的合成与平衡条件可知：BO杆对小球Q的弹力变大，两小球之间的库仑力变大，由库仑定律知，两小球P、Q的距离变小，A、B错误；对整体受力分析，可得AO杆对小球P的摩擦力变大，C正确；AO杆对小球P的弹力不变，D错误32016河北冀州中学一轮复习检测 如图K193所示，在(0，y0)和(0，y0)两位置分别固定一个电荷量为Q的点电荷另一个带电荷量为q的点电荷从(x0，0)位置以初速度v0沿x轴正方向运动点电荷q从(x0，0)到(x0，0)的过程中只受电场力作用，下列描述其加速度a或速度v与位置x的关系可能正确的是()图K193图K1943D解析 根据等量同种电荷电场线的分布情况可知，q从x0到0，再到x0，场强可能先一直减小，再一直增大，但不是均匀减小，也不是均匀增大；由牛顿第二定律知a，加速度不可能均匀变化，故A错误；场强方向先向左后向右，大小可能先增大后减小，再增大，最后减小，由牛顿第二定律知，加速度方向先向左后向右，即先负后正，故B错误；由于加速度是变化的，故vx图像不可能是直线，故C错误；若场强先一直减小，再一直增大，则加速度先减小后增大，故D正确3. (多选)2016长沙雅礼中学月考 如图K213所示，AB、CD是一个圆的两条直径，该圆处于匀强电场中，电场强度方向平行该圆所在平面，在圆周所在的平面内将一个带正电的粒子从A点以相同的速率沿不同方向射向圆形区域，粒子将经过圆周上的不同点，其中经过C点时粒子的动能最小若不计粒子所受的重力和空气阻力，则下列判断中正确的是()图K213A电场强度方向由A指向BB电场强度方向由C指向DC粒子到达B点时动能最大D粒子到达D点时电势能最小3BD解析 因为粒子仅在电场力作用下从A点进入圆形区域，离开C点的动能最小，电势能最大，所以电场线与过C的切线相垂直，由于带电微粒带正电，故匀强电场的方向由C指向D，故A错误，B正确；电场线方向从C到D，沿着电场线方向，电势降低，则D点的电势能最小，动能最大，故C错误，D正确52016河北冀州中学一轮复习检测 假设空间某一静电场的电势随x变化情况如图K215所示，根据图中信息，下列说法中正确的是()图K215A0x1范围内各点场强的方向均与x轴平行B只在电场力作用下，正电荷沿x轴从0运动到x1，可做匀减速直线运动C负电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，电场力做正功，电势能减小D负电荷在x3处电势能大于其在x5处的电势能5C解析 由图看出，x轴上0x1范围内各点电势不变，所以0x1范围内各点场强的方向与x轴垂直，不可能与x轴平行，故A错误；沿x轴从0到x1，各点电势相等，任意两点间电势差为零，电场力做功为零，正电荷沿x轴从0运动到x1，可做匀速直线运动，故B错误；负电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，电势升高，负电荷的电势能减小，电场力做正功，故C正确；由于x3处的电势高于x5的电势，根据Epq可以知道，负电荷在x3处电势能小于在x5处电势能，故D错误32016哈尔滨六中期末 如图K223所示，电荷量为Q的点电荷固定在O点，光滑绝缘水平面上的P点在O点的正下方，质量为m、电荷量为q(q0)的试探电荷在水平面上的N点有向右的水平速度v0，该试探电荷到达P点时速度为v，图中60，规定电场中P点的电势为零，下列说法中正确的是()图K223A试探电荷从N运动到P点做匀减速运动B试探电荷在P点受到的电场力大小是N点的2倍C在Q形成的电场中N、P两点的电势差UNPD试探电荷在N点具有的电势能为m3C解析 试探电荷从N运动到P点的过程中，受到库仑引力作用，做变加速运动，选项A错误；因为ON2OP，则根据F可知，试探电荷在P点受到的电场力大小是N点的4倍，选项B错误；从N到P由动能定理可知：mv2mvqUNP ，解得UNP，选项C正确；规定电场中P点的电势为零，则N点的电势为：UN，试探电荷在N点具有的电势能为EpNqUNm(v2v)，选项D错误32016四川广元一模 如图K233所示，A、B间存在与竖直方向成45角斜向上的匀强电场E1，B、C间存在竖直向上的匀强电场E2，A、B的间距为1.25 m，B、C的间距为3 m，C为荧光屏一质量m1.0103 kg、电荷量q1.0102 C的带电粒子从a点由静止释放，恰好沿水平方向经过b点到达荧光屏上的O点若在B、C间再加方向垂直于纸面向外且大小B0.1 T的匀强磁场，粒子经b点偏转到达荧光屏的O点(图中未画出)取g10 m/s2.求：(1)E1的大小；(2)加上磁场后，粒子由b点到O点电势能的变化量图K2333(1) N/C(2)增加1.0102 J解析 (1)粒子在A、B间做匀加速直线运动，竖直方向受力平衡，则有：qE1cos 45mg解得：E1 N/C.(2)粒子从a到b的过程中，由动能定理得qE1dABsin 45mv解得：vb5 m/s加磁场前粒子在B、C间必做匀速直线运动，则有：qE2mg加磁场后粒子在B、C间必做匀速圆周运动，如图所示，由动力学知识可得：qvbBm解得：R5 m设偏转距离为y，由几何知识得：R2d(Ry)2代入数据得y1.0 m粒子在B、C间运动时电场力做的功为：WqE2ymgy1.0102 J由功能关系知，粒子的电势能增加了1.0102 J.42016沈阳东北育才学校第三次模拟 如图K243甲所示，真空中的电极K连续不断地发出电子(电子的初速度可忽略不计)，电子经电压为U1的电场加速，加速电压U1随时间t变化的图像如图乙所示每个电子通过加速电场的时间极短，可认为加速电压不变电子被加速后由小孔S穿出，沿两个彼此靠近且正对的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入A、B两板间的偏转电场，A、B两板长均为L0.20 m，两板之间的距离d0.050 m，A板的电势比B板的电势高A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P(面积足够大)之间的距离b0.10 m荧光屏的中心点O与A、B板的中心轴线在同一水平直线上不计电子之间的相互作用力及其所受的重力(1)要使电子都打不到荧光屏上，求A、B两板间所加电压U2应满足的条件；(2)当A、B板间所加电压U250 V时，求电子打在荧光屏上距离中心点O多远的范围内图K2434(1)U2100 V(2)2.55.0 cm解析 (1)设电子的质量为m、电荷量为e，电子通过加速电场后的速度为v，由动能定理有：eU1mv2电子通过偏转电场的时间t此过程中电子的侧向位移yat2解得：y；要使电子都打不到屏上，应满足U1取最大值800 V时仍有y代入数据可得，为使电子都打不到屏上，U2至少为100 V.(2)当电子恰好从A板右边缘射出偏转电场时，其侧移量最大，ymax2.5 cm电子飞出偏转电场时，其速度的反向延长线通过偏转电场的中心，设电子打在屏上距中心点的最大距离为Ymax，则由几何关系可得：，解得Ymaxymax5.0 cm由第(1)问中的y可知，在其他条件不变的情况下，U1越大y越小，所以当U1800 V时，电子通过偏转电场的侧移量最小其最小侧移量ymin1.25102 m1.25 cm同理，电子打在屏上距中心点的最小距离Yminymin2.5 cm所以电子打在屏上距中心点O在2.55.0 cm范围内