高考物理电场复习题含答案.docx
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高考物理电场复习题含答案
电场
一、考点介绍
本考点内容是历年高考试题中的重点之一.查的内容主要集中在
两个方面:
一是有关对电场本身的认识,即电场、电场强度、电势、
电势差、电势能、电场线、等势面;二是电场知识的应用,即带电粒
子在匀强电场中的运动、电容器等.电场强度、电势差等基本知识的
考查一般以选择题、填空题的形式出现;对于电场中导体和电容器的
考查,常以小综合题型出现.电粒子在电场中运动一类问题,是高考
中考查的重点内容之一.其是在力、电综合试题中,多把电场与牛顿
定律,动能定理,功能关系,运动学知识,电路知识等巧妙地综合起
来,考查学生对这些基本知识、基本规律的理解和掌握的情况,应用
基本知识分析、解决实际问题的能力。
纵观这类题目,所涉及的情景
基本相同(无外乎是带电粒子在电场中平衡、加速或偏转),但命题
者往往拟定不同的题设条件,多角度提出问题,多层次考查知识和能
力.
二、高考真题
1.(山东卷.理综.21)如图 1 所示,在 y 轴上关于 O 点对
称的 A、B 两点有等量同种点电荷+Q,在 x 轴上 C 点有点
电荷-Q,且 CO=OD ∠ADO=60 .下列判断正确的是()
A.O 点电场强度为零B.O 点电场强度为零
C.若将点电荷+q 从 O 移向 C,电势能增大
D. 若 将 点 电 荷 -q从O移 向C , 电 势 能 增 大
图1
2.(海南卷 .物理 .5)质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克”
组成的.两个强作用电荷相反(类似于正负电荷)的夸克在距离很近
时几乎没有相互1作用(称为“渐近自由”);在
⎪
012
2
致所谓“夸克禁闭”).作为一个简单的模型,设这样的两夸克之间的
相互作用力 F 与它们之间的距离 r 的关系为:
式中 F0 为大于零的常量,负号表示引力.用 U 表示夸克间的势能,
令 U0=F0(r2—r1),取无穷远为势能零点.下列图 2 中 U-r 图示中
正确的是()
U
O
r1 r2
r
U
O
r1 r2
r
U
O
r1 r2
r
U
U0
-U0O
ABC
r1
D
r2 r
图2
3.(上海卷.物理.2A)如图 3 所示,把电量为-5×10-9C 的电荷,
从电场中的 A 点移到 B 点,其电势能___(选填“增大”、“减 小”
或“不变”);若 A 点的电势 UA=15V,B 点的电势 UB=10V,则
图3
此过程中电场力做的功为____J。
4.(江苏卷.物量.6)如图4所示,实线为电场线,虚线
为等势线且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分
别为EA、EB、EC,电势分别为ϕA 、ϕB 、ϕC ,AB、BC
间的电势差分别为UAB、UBC,则下列关系中正确的有()
A. ϕ > ϕ > ϕ
ABC
图4
C.UAB<UBC
B. EC>EB>EA
D. UAB=UBC
5.(海南卷.物理.6)如图 5 所示,匀强电场中有 a、b、c 三点.在
以它们为顶点的三角形中,∠a=30°、∠c=90°,电场方向与三角形所
b
在平面平行.已知 a、b 和 c 点的电势分别为 (2 - 3) V、(2 + 3) V 和 2
V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为
a 30° c
A. (2 - 3) V、 (2 + 3) VB.0 V、4 V
C.(2 - 4 3 ) V、(2 + 4 3 )D.0 V、 3 V图
33
5
6.(宁夏卷.理综.21)如图 6 所示,C 为中间插有电介质的电容器,
a 和 b 为其两极板;a 板接地;P 和 Q 为两
竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线
悬挂一带电小球;P 板与 b 板用导线相连,
Q 板接地。
开始时悬线静止在竖直方向,在
b 板带电后,悬线偏转了角度 a。
在以下方法
中,能使悬线的偏角 a 变大的是()
A.缩小 a、b 间的距离B.加大 a、b 间的距离
C.取出 a、b 两极板间的电介质
D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质
图
6
7.(上海卷.物理.14)如图 7 所示,在光滑绝缘水
平面上,两个带等量正电的点电荷 M、N,分别固定
在 A、B 两点,O 为 AB 连线的中点,CD 为 AB 的
垂直平分线。
在 CO 之间的 F 点由静止释放一个带
负电的小球 P(设不改变原来的电场分布),在以后的一段时间内,
P 在 CD 连线上做往复运动。
若()
(A)小球 P 的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中振幅不断减小
(B)小球 P 的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中每次经过 O
图7
点时的速率不断减小
(C)点电荷 M、N 的带电量同时等量地缓慢增大,则小球 P 往复运
动过程中周期不断减小
(D)点电荷 M、N 的带电量同时等量地缓慢增大,则小球 P 往复运
动过程中振幅不断减小
8.(广东卷.物理.8)图 8 中的实线表示电场
线,虚
线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨
迹,粒子先经过
M 点,再经过 N 点,可以判定()
A.M 点的电势大于 N 点的电势
B.M 点的电势小于 N 点的电势
C.粒子在 M 点受到的电场力大于在 N 点受到的电场力
D.粒子在 M 点受到的电场力小于在 N 点受到的电场
图8
9.(全国卷.理综.17)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,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()
A.2v、向下 B.2v、向上C.3 v、向下D.3 v、向上
10.(海南卷.物理.8)静电场中,带电粒子在电场力作用下从电
势为 φa 的 a 点运动至电势为 φb 的 b 点.若带电粒子在 a、b 两点的
速率分别为 va、vb,不计重力,则带电粒子的比荷 q/m,为
A . va - vbB . vb - va
ϕ -ϕ
bba
C.
v2 - v2
a b
2(ϕ - ϕ )
b a
22
D. vb - va
2(ϕ - ϕ )
ba
11.(高考上海卷.物理.23)如图 9
所示为研究电子枪中电子在电场中
运动的简化模型示意图。
在 Oxy 平
面的 ABCD 区域内,存在两个场强大小均为 E 的匀强电场 I 和 II,两
电场 的边界均是边长 为 L 的正方形( 不计电子所受重 力)。
图9
(1)在该区域 AB 边的中点处由静止释放电子,
求电子离开 ABCD 区域的位置。
(2)在电场 I 区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD
区域左下角 D 处离开,求所有释放点的位置。
(3)若将左侧电场 II 整体水平向右移动 L/n(n≥1),仍使电子从
ABCD 区域左下角 D 处离开(D 不随电场移动),求在电场 I 区域
内由静止释放电子的所有位置。
12.( 广东卷.物理.19.)如图 10(a)所示,在光滑绝缘水平面的
AB 区域内存在水平向左的电场,电场强度 E 随时间的变化如图 10
(b)所示。
不带电的绝缘小球P2 静止在 O 点。
t=0 时,带正电的小
球 P1 以速度 v0 从 A 点进入 AB 区域。
随后与 P2 发生正碰后反弹,反
3
2
3m3Lv
100
(1)求碰撞后小球 P1 向左运动的最大距离及所需时间。
(2)讨论两球能否在 OB 区间内再次发生碰撞。
图 10
三、名校试题
1.(山东省济宁市 2009 届高三教学质量检测卷.物理。
5)如图 11
所示,福娃欢欢带正电,福娃贝贝带负电,用导体棒连结的瞬间,就
G
有
无
图 11
)
A.福娃欢欢说,电流计指针偏转,有瞬时电流
B.福娃贝贝说,电流计指针不偏转,无电流
C.福娃欢欢说,最终我们是等势体
D.福娃贝贝说,最终导体棒内的电场强度等于零
(
2. 江苏扬州市 2009 届调研试卷.物
理。
7)如图 12 所示匀强电场 E 的区
b
域内,在 O 点处放置一点电荷+Q,a、
b、c、d、e、f 为以 O 点为球心的球
a·
·
·
·
·
E
面上的点, aecf 平面与电场平行,
·
d
bedf 平面与电场垂直,则下列说法中正确的是(D)
A.b、d 两点的电场强度相同
B.a 点的电势等于 f 点的电势
C.点电荷+q 在球面上任意两点之间移动时,电场力一定做功
D.将点电荷+q 在球面上任意两点之间移动,从球面上 a 点移图
12
动到 c 点的电势能变化量一
定最大
3.(山东省烟台市 2008—2009 学年度高三第一学
期学段检测卷.物理.7)图 13 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= b (a、
ta
b 为 大 于 零 的 常 数 ) , 其 图 象 如 题 图 14 所 示 , 那 么
图 13
图 15、图 16 中反映极板间场强大小 E 和物体速率 v 随 t 变化的图线
可能是()
图 14图 15
图 16
A. ①和③B. ①和④C. ②和③
D.②和④
4.(2009 年广东省广州市高三年级调研测试
针状电极
卷.物理. 12)空气中的负离子对人的健康
环形电极
风扇
高压电源
极为有益。
人工产生负氧离子的方法最常用的是电晕放电法。
如图
17 所示,一排针状负极和环形正极之间加上直流高电压,电压达
5000V 左右,使空气发生电离,从而产生负氧离子排出,使空气清新
化,针状负极与环形正极间距为 5mm,且视为匀强电场,电场强度
为 E,电场对负氧离子的作用力为 F,则()
A.E=103V/m,F=1.6×10-16N
B.E=106 V/m,F=1.6×10-16N
C.E=103V/m,F=1.6×10-13N
图 17
D.E=106 V/m,F=1.6×10-13N
5.(山东省莱州一中 2009 届高三上学期期中考试
卷.物理.7) 如图 18 所示,在一点电荷产生的电
M a
b
N
场中有一条直线 MN,,直线
上有 a、b 两点,下列说法中正确的是()
图
18
A.a、b 两点的场强方向一定相同
B.a、b 两点的场强大小一定相等
C.a、b 两点的电势一定不同
D.a、b 两点的电势有可能相同
6.(湖南长沙二中 2009 届高三第一次质量检
测试卷.物理.14)如图 19 所示,两块平行金
属板 A、B 彼此平行放置,板间距离为 d,两
板分别带有等量异种电荷,且 A 板带正电,
两板中间有一带负电的油滴 P,当两板水平放置时,油滴恰好平衡,
若把两板倾斜 60°,把油滴从 P 静止释放,油滴可以打在金属板上,
问:
(1)油滴将打在哪块金属板上?
( 2 ) 油 滴 打 在 金 属 板 上 的 速 率 是 多 少 ?
图 19
7.(江苏盐城市高三第二次调研卷.物理.16)带等量异种电荷的
两平行金属板相距 L,板长 H,竖直放置,x 轴从极板
中点 O 通过,如图 20 所示。
板间匀强电场的场强为 E,
且带正电的极板接地。
将一质量为 m、电量为+q 的粒
子(重力不计)从坐标为 x0 处释放。
(1)试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在
极板间运动的过程中,电势能与动能总和保持不变。
(2)为使该粒子从负极板上方边缘的 P 点射出,须在 x0 处使该
粒 子 获 得 竖 直 向 上 的 初 速 度
图 20
v0 为 多 大 ?
8.(广东省中山一中 2008—2009 学年第一学期高三
第一次统测卷.物理.18)电子所带电荷量最早是由美国科学家密立
根通过油滴实验测出的.油滴实验的原理如图 21 所示,两块水平放
置的平行金属板与电源连接,上、下板分别带正、负电荷.油滴从喷
雾器喷出后,由于摩擦而带电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电
场中,通过显微镜可以图 21
观察到油滴的运动情况.两金属板间的距离为 d,忽略空气对油滴的
浮力和阻力.
(1)调节两金属板间的电势差 U,当 u=U0 时,使得某个质量 为 ml 的
油滴恰好做匀速运动.该油滴所带电荷量 q 为多少?
(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差 u=U
时,观察到某个质量为 m2 的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时
间 t 运动到下极板,求此油滴所带电荷量 Q.
9.(2009 年广东省广州市高三年级调研测试.物理.17)绝缘细绳
的一端固定在天花板上,另一端连接着一个带负电的
电量为 q、质量为 m 的小球,当空间建立水平方向
的匀强电场后,绳稳定处于与竖直方向成θ=600 角的
位置,如图 22 所示。
(1)求匀强电场的场强 E;
(2)
若细绳长为 L,让小球从θ=300 的 A 点释放,王明同学求解小球运动
至某点的速度的过程如
下:
据动能定理-mgL(1—cos300)+qELsin300= 1 mv2得:
2
v = 2( 3 - 1)gL
图 22
你认为王明同学求的是最低点 O 还是θ=600 的平衡位置处的速度,
正确吗?
请详细说明理由或求解过程。
10.(山东省济南一中 2009 届高三上学期期中考试卷.物理.17)
如图 23 所示,A、B 为两块平行金属板,A 板带正电、B 板带负电。
两板之间存在着匀强电场,两板间距为 d、
电势差为 U,在 B 板上开有两个间距为 L 的
A
B
O
C D
L
O′
d
小孔。
C、D 为两块同心半圆形金属板,圆
心都在贴近 B 板的 O’处,C 带正电、D 带负P
电。
两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着 B 板上的小孔,
两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向 O’。
半圆形金
属板两端与 B 板的间隙可忽略不计。
现从正对 B 板小孔紧靠 A 板的
O 处由静止释放一个质量为 m、电量为 q 的带正电微粒(微粒的重
力不计),问:
图 23
⑴微粒穿过 B 板小孔时的速度多大;
⑵为了使微粒能在 CD 板间运动而不碰板,CD 板间的电场强度大
小应满足什么条件;
⑶从释放微粒开始,经过多长时间微粒会通过半圆形金属板间的最低
点 P 点?
11.(江苏 2009 届海安如皋高三物理期中联考卷.物理.18)如图
24 所示,水平放置的平行板电容器,原来
L
m,qd
A
B
两板不带电,上极板接地,它的极板长 L = 0.1m,两板间距离 d = 0.4
cm,有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两板中央平行极
板射入,由于重力作用微粒能落到下板上,微粒所带电荷立即转移到
下极板且均匀分布在下极板上.设前一微粒落到下极板上时后一微粒
才能开始射入两极板间。
已知微粒质量为 m = 2×10-6kg,电量 q =
1×10-8 C,电容器电容为 C =10-6 F,取 g10m/s 2 .求:
(1)为使第一个微粒的落点范围能在下板中点到紧靠边缘的 B 点之
内,求微粒入射的初速度 v0 的取值范围;
(2)若带电微粒以第一问中初速度 v 的最小值入射,则
0
最 多 能 有 多 少 个 带 电 微 粒 落 到 下 极 板 上 ?
图 24
四、考点预测
(一)文字介绍
预测 2009 年对电场考查选择题和计算均有:
选择题主要检测考生对
重要概念的理解和基本规律的运用.重点考查库仑定律、电场、电场
强度、电场线、匀强电场、电场强度的叠加、匀强电场中电势差根电
场强度的关系、电容器的电容等基本概念、基本规律的综合运用;
计算题仍是以高分值高难度形式出现,重点是考查电场力、 电势能、
电势差、电势等概念与力学综合
(二)考点预测题
1.有两个带电小球,电荷量分别为+Q 和+9Q。
在真空中相距 0.4m。
如果引入第三个带电小球,正好使三个小球都处于平衡状态。
求第三
个小球带的是哪种电荷?
应放在什么地方?
电荷量是 Q 的多少倍?
2.已经证实,质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的,
上夸克带电为 2 e ,下夸克带电为- 1 e ,e 为电子所带电量的大小,如
33
果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为
l , l = 1.5 ⨯10-15 m ,试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力)
3.如图 25 所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷 Q 产生的电场
线,若带电粒子 q(|Q|>>|q|)由 a 运动到 b,电场力做正功。
已知
在 a、b 两点粒子所受电场力分别为 Fa、
Fb,则下列判断正确的是
A.若 Q 为正电荷,则 q 带正电,
Fa>Fb
B.若 Q 为正电荷,则 q 带正电,Fa C.若 Q 为负电荷,则 q 带正电,Fa>Fb D.若 Q 为负电荷,则 q 带正电,Fa 图 25 2 4.两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结,置于场强为 E 的匀 2 强电场中,小球 1 和小球 2 均带正电,电量分别为 q1 和 q(q1>q2)。 将细线拉直并使之与电场方向平行,如图 26 所示。 若将两小球同时从静止状态释放,则 释放后细线中的张力 T 为(不计重力及两小球间的库仑力) A. T = 1 (q - q )E 1212 C. T = 1 (q + q )ED. T = (q + q ) E图 26 1212 5.图 27 所示的匀强电场 E 的区域内,由 A、 B、C、D、A'、B'、C'、D'作为顶点构 成一正方体空间,电场方向与面 ABCD 垂直。 下列说法正确的是() A.AD 两点间电势差 UAD 与 A A'两点间电势差 UAA'相等 B.带正电的粒子从 A 点沿路径 A→D→D'移到 D'点,电场力 做正功 C.带负电的粒子从 A 点沿路径 A→D→D'移到 D'点,电势能 减小图 27 D.带电的粒子从 A 点移到 C'点,沿对角线 A C'与沿路径 A →B→B'→C'电场力做功相同 6.如图 28 所示,固定在 Q 点的正点电荷的电场中有 M、N 两点, 已知 MQ < NQ 。 下列叙正确的是 () A.若把一正的点电荷从 M 点沿直线移到 N 点,则电 场力对该电荷做功,电势能减少 B.若把一正的点电荷从 M 点沿直线移到 N 点,则该电荷克服 电场力做功,电势能增加 图 28 C.若把一负的点电荷从 M 点沿直线移到 N 点,则电场力对该 电荷做功,电势能减少 D.若把一负的点电荷从 M 点沿直线移到 N 点,再从 N 点沿不 同路径移回到 M 点,则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电 荷所做的动,电势能不变 7.匀强电场中的三点 A、B、C 是一个三角形的三个顶点,AB 的长度为 1 m,D 为 AB 的中点,如图 29 所示。 已知电场线的方向 平行于ΔABC 所在平面,A、B、C 三点的电势分别为 14 V、6 V 和 2 V。 设场强大小为 E,一电量为 1×10-6 C 的正电荷从 D 点移到 C 点 电场力所做的功为 W,则 A.W=8×10-6 J,E>8 V/m B.W=6×10-6 J,E>6 V/m C.W=8×10-6 J,E≤8 V/m D.W=6×10-6 J,E≤6 V/m图 29 8.a、b、c、d 是匀强电场中的四个点,它们 正好是一个矩形的四个顶点。 电场线与矩形所 a 20V b 24V d 4V c 在的平面平行。 已知 a 点的电势是 20V,b 点的电势是 24V,d 点的 电势是 4V,如图 30 所示。 由此可知,c 点的电势为() 图 30 A、4VB、8VC、12VD、24V 9.竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正 电的小球,将平行金属板按图 31 所示的电路图连接。 绝缘线 与左极板的夹角为θ。 当滑动变阻器 R 的滑片在 a 位置时, 电流表的读数为 I1,夹角为θ1;当滑片在 b 位置时, 电流表的读数为 I2,夹角为θ2,则 () a b R A E A.θ1<θ2,I1 C.θ1=θ2,I1=I2D.θ1<θ2,I1=I2图 31 10.如图 32 所示,电源内阻为 r ,电动势为 C,V 2Y 图 32 电容分别为 C 和 C .下列说法中正确的是() 12 A.若 C = C ,电压表和静电计两端电压相等 12 B.若 C < C ,则电压表两端电压为零 12 C.不论 C 和 C 是否相等,电压表两端电压均为零D. C 上带 1
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