高中物理《电场》高档难度题目.docx

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高中物理《电场》高档难度题目

电场补充题

1、宇航员在探测某星球时发现：

①该星球带负电，而且带电均匀；②该星球表面没有大气；③在一次实验中，宇航员将一个带电小球（其带电量远远小于星球电量）置于离星球表面某一高度处无初速释放，恰好处于悬浮状态.如果选距星球表面无穷远处的电势为零，则根据以上信息可以推断（D）

A、小球一定带正电

B、小球的电势能一定小于零

C、只改变小球的电量，从原高度无初速释放后，小球仍处于悬浮状态

D、只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍处于悬浮状态

2、长度均为L的平行金属板AB相距为d，接通电源后，在两板之间形成匀强磁场。

在A板的中间有一个小孔K，一个带+q的粒子P由A板上方高h处的O点自由下落，从K孔中进入电场并打在B板上K′点处.当P粒子进入电场时，另一个与P相同的粒子Q恰好从两板间距B板

处的O′点水平飞人，而且恰好与P粒子同时打在K′处.如果粒子进入电场后，所受的重力和粒子间的作用力均可忽略不计，判断以下正确的说法是（A）

A、P粒子进入电场时速度的平方满足

（a为粒子在电场中所受电场力产生的加速度大小）

B、将P、Q粒子电量均增为＋2q，其它条件不变，P、Q粒子同时进入电场后，仍能同时打在K′点

C、保持P、Q原来的电量不变，将O点和O′点均向上移动相同的距离

；且使P、Q同时进入电场，则P粒子将先击中K′点

D、其它条件不变，将Q粒子进入电场时的初速度变为原来的2倍，将电源电压也增加为原来的2倍，P、Q同时进入电场，仍能同时打在K′点

3、图中a、b是两个点电荷，它们的电量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点。

下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧？

（ACD）

A、Q1、Q2都是正电荷，且Q1

B、Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1>|Q2|

C、Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|

D、Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|>|Q2|

4.水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态，现将电容器两板间的距离增大，则（D）

A、电容变大，质点向上运动

B、电容变大，质点向下运动

C、电容变小，质点保持静止

D、电容变小，质点向下运动

5.某一静电实验装置如图所示，验电器A不带电，验电器B的上面安一个几乎封闭的金属圆桶C，并且B内的金属箔片是张开的，现手持一个带绝缘柄的金属小球D，使D接触C的内壁，再移出与A的金属小球接触，无论操作多少次，都不能使A带电.这个实验说明了（B）

A、C是一个等势体（电势处处相等）

B、C的内部是不带电的

C、C的内部电势为零

D、C的内部场强为零

6.传感器是能将感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量量（一般是电学量）的一种元件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器，金属芯线与导电液体构成一个电容器，从电容C大小的变化情况就能反应出液面高度h的高低情况，则二者的关系是（B）

①C增大表示h增大②C增大表示h减小

③C减小表示h减小④C减小表示h增大

A.只有①对B.只有①、③对

C.只有②对D.只有②、④对

7、示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示.如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（A）

A、极板

应带正电

B、极板

应带正电

C、极板

应带负电

D、极板

应带正电

8、如图所示，实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点.若a点电势为фa，b点电势为фb，则（C）

A、场强方向一定向左，且电势фa>фb

B、场强方向一定向左，且电势фa<фb

C、场强方向一定向右，且电势фa>фb

D、场强方向一定向右，且电势фa<фb

9.如图所示，A、B两点分别固定着电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=DB。

现将一带正电的试探电荷从C点沿直线移到D点，则电场力对试探电荷（C）

A、一直做正功

B、一直做负功

C、先做正功再做负功

D、先做负功再做

10.如图所示的电路中A、B是两块平行金属板，P是金属板间的一个点.先将开关S闭合给两金属板充电，然后再将开关断开.保持开关断开，B板不动，将A板移动到图中虚线所示的位置.用U1表示两金属板间的电势差，用U2表示P点与B板间的电势差.则（B）

A.U1减小，U2减小

B.U1减小，U2不变

C.U1减小，U2增大

D.U1不变，U2不变

11、如图所示，圆O在匀强电场中，场强方向与圆O所在平面平行，带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中O是圆心，AB是圆的直径，AC是与AB成α角的弦，则匀强电场的方向为（C）

A、沿AB方向

B、沿AC方向

C、沿OC方向

D、沿BC方向

12、一质量为m的带电液滴以竖直向下的初速度v0进入某电场中.由于电场力和重力的作用，液滴沿竖直方向下落一段距离h后，速度为零.下列判断正确的是（B）

A、电场力对液滴做的功为

B、液滴克服电场力做的功为

C、液滴的机械能减少mgh

D、电场力对液滴的冲量大小为mv0

13、如图所示，质量分别为m1和m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上.当突然加一水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度），以下说法正确的是（D）

A、因电场力分别对球A和球B做正功，故系统机械能不断增加

B、因两个小球所受电场力等大反向，故系统机械能守恒

C、当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最小

D、当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时，系统动能最大

14、图中a、b和c分别表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为6V、4V和1.5V.一质子（

）从等势面a上某处由静止释放，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则对质子的运动有下列判断：

①质子从a等势面运动到c等势面电势能增加4.5eV

②质子从a等势面运动到c等势面动能增加4.5eV

③质子经过等势面c时的速率为2.25v

④质子经过等势面c时的速率为1.5v

上述判断正确的是（B）

A．①和③B．②和④C．①和④D．②和③

15.如图所示，中子内有一个电荷量为+

e的上夸克和两个电荷量为-

e的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为（A）

A、

B、

C、

D、

16、一个点电荷产生的电场，两个等量同种点电荷产生的电场，两个等量异种点电荷产生的电场，两块带等量异种电荷的平行金属板间产生的匀强电场.这是几种典型的静电场.带电粒子（不计重力）在这些静电场中的运动（A）

A、不可能做匀速直线运动B、不可能做匀变速运动

C、不可能做匀速率圆周运动D、不可能做往复运动

17.如图所示，水平放置的两个平行的金属板A、B带等量的异种电荷，A板带负电荷，B板接地.若将A板向上平移到虚线位置.在A、B两板中间的一点P的电场强度E和电势U的变化情况是（C）

A、E不变，U改变

B、E改变，U不变

C、E不变，U不变

D、E改变，U改变

18、一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，如图所示.以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，ε表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（AC）

A、U变小，E不变

P

B、E变大，ε变大

C、U变小，ε不变

D、U不变，ε不变

19、当在电场中某点放入电量为q的正试探电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入电量为q′=2q的负试探电荷时，测得该点的场强（C）

A、大小为2E，方向与E相同B、大小为2E，方向与E相反

C、大小为E，方向与E相同D、大小为E，方向与E相反

20.如图所示，D是一只二极管，它的作用是只允许电流从a流向b，不允许电流从b流向a，在平行板电容器AB板间，电荷P处于静止状态，当两极板A和B的间距稍增大一些的瞬间（两极板仍平行），P的运动情况是（A）

A、仍静止不动B、向下运动

C、向上运动D、无法判断

21、如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（C）

A、mg/qB、2mg/q

C、3mg/qD、4mg/q

22.如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为a、b的中点.若一个运动的正电荷先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为φa=-3V、φb=7V，则（D）

A、c点电势为2V

B、a点的场强小于b点的场强

C、正电荷在a点的动能小于在b点的动能

D、正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能

23.如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A、B是这条直线上的两点，一电子以速度vA经过A点向B点运动，经过一段时间后，电子以速度vB经过B点，且vB与vA的方向相反，则（D）

A、A点的场强一定大于B点的场强

B、A点的电势一定低于B点的电势

C、电子在A点的速度一定小于在B点的速度

D、电子在A点的电势能一定小于在B点的电势能

24、关于电场，下列说法正确的是（C）

A.电场是假想的，并不是客观存在的物质

B.描述电场的电场线是客观存在的

C.电场对放入其中的电荷有力的作用

D、电场对放入其中的电荷没有力的作用

25、在场强大小为E的匀强电场中，质量为m、带电量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动s距离时速度变为零。

则（ACD）

A、物体克服电场力做功qEsB、物体的电势能减少了0、8qEs

C、物体的电势能减少了qEsD、物体的动能减少了0、8qEs

26、一带电油滴在匀强电场E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a运动到b的过程中，能量变化情况为（C）

A、动能减小

B、电势能增加

C、动能和电势能之和减小

D、重力势能和电势能之和增加

27、质量为m、带电量为+q的小球用一绝缘细线悬于O点，开始时它在A、B之间来回摆动，OA、OB与竖直方向OC的夹角为θ（如图所示）。

（1）如果当它摆到B点时突然施加一竖直向上的、大小为E=mg/q的匀强电场，则此时线中的拉力T1=；

（2）如果这一电场是在小球从A点摆到最低点C时突然加上去的，则当小球运动到B点时线的拉力T2=、

答案：

0,2mg（1-cosθ）

28、如图所示，在竖直平面的xoy坐标系内，oy表示竖直向上方向、该平面内存在沿x轴正向的匀强电场、一个带电小球从坐标原点沿oy方向竖直向上抛出，初动能为4J，不计空气阻力、它达到的最高点位置如图中M点所示，则小球在M点时的动能为J，小球落回x轴时的位置N点的横坐标为m，小球到达N点时的动能为J

答案：

9，12，40

29、如图，带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心、若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为______，方向______（静电力恒量为k）

答案：

kq/d2，水平向左

30、真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场、在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37º（取sin37º=0.6，cos370=0.8）、现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出、求运动过程中

⑴小球受到的电场力的大小和方向；

⑵小球从抛出点至最高点的电势能变化量；

⑶小球的最小动量的大小和方向、

答案：

⑴3mg/4，水平向右⑵9mv02/32⑶3mv0/5，与电场方向夹角为37º，斜向上、

31、质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×10－4C的小滑块（可视为质点）放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端，木板放在光滑水平面上，滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，木板长L=1.5m，开始时两者都处于静止状态，所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×104N/C的匀强电场，如图所示、取g=10m/s2，试求：

（1）用水平力F0拉小滑块，要使小滑块与木板以相同的速度一起运动，力F0应满足什么条件？

（2）用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动，在1、0s末使滑块从木板右端滑出，力F应为多大？

（3）按第

（2）问的力F作用，在小滑块刚刚从木板右端滑出时，系统的内能增加了多少？

（设m与M之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等，滑块在运动中带电量不变）

解：

（1）当拉力F0作用于滑块m上，木板能够产生的最

大加速度为：

为使滑块与木板共同运动，滑块最大加速度am≤aM

对于滑块有：

即为使滑块与木板之间无相对滑动，力F0不应超过6、0N、

（2）设滑块相对于水平面的加速度为a1，木板的加速度为a2，由运动学关系可知：

，

，

滑动过程中木板的加速度a2=2、0m/s2，则可得滑块运动的加速度a1=5、0m/s2

对滑块：

（3）在将小滑块从木板右端拉出的过程中，相同的内能增加了：

J

32、如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷、a、b是AB连线上两点，其中Aa=Bb=

O为AB连线的中点、一质量为m带电量为+q的小滑块（可视为质点）以初动能E0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍（n>1），到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：

（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数μ

（2）Ob两点间的电势差Uob

（3）小滑块运动的总路程S

解：

（1）由Aa=Bb=

O为AB连线的中点得：

a、b关于O点对称，则

Uab=0①（1分）

设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f，对于滑块从a→b过程，由动能定理得：

②（1分）

而f=μmg③（1分）

由①——③式得：

④（1分）

（2）对于滑块从O→b过程，由动能定理得：

⑤（2分）

由③——⑤式得：

⑥（1分）

（3）对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程，由动能定理得：

⑦（1分）

而

⑧（1分）

由③——⑧式得：

⑨（1分）

33、喷墨打印机的原理示意图如图所示，其中墨盒可以发出墨汁液滴，此液滴经过带电室时被带上负电，带电多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制。

带电后液滴以一定的初速度进入偏转电场，带电液滴经过偏转电场发生偏转后打到纸上，显示出字体。

计算机无信号输入时，墨汁液滴不带电，径直通过偏转板最后注入回流槽流回墨盒。

设偏转极板板长L1=1.6cm，两板间的距离d=0.50cm，两板间的电压U=8.0×103V，偏转极板的右端距纸的距离L2=3.2cm、若一个墨汁液滴的质量为m=1.6×10-10kg，墨汁液滴以v0=20m/s的初速度垂直电场方向进入偏转电场，此液滴打到纸上的点距原入射方向的距离为2.0mm、不计空气阻力和重力作用、求：

⑴这个液滴通过带电室后所带的电荷量q、

⑵若要使纸上的字体放大，可通过调节两极板间的电压或调节偏转极板的右端距纸的距离L2来实现、现调节L2使纸上的字体放大10%，调节后偏转极板的右端距纸的距离L2/为多大？

答案：

⑴1.3×10-13C⑵3.6cm

34、在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m、放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷的电量关系图象如图中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电、求：

⑴B点的电场强度的大小和方向、

⑵试判断电荷Q的电性，并说明理由、

⑶点电荷Q的位置坐标。

答案：

⑴EB=2.5V/m，沿x轴负向⑵负电⑶x=2.6m处、

35、如图所示，A和B表示在真空中相距为d的两平行金属板、加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场、当t=0时，将恒定电压加在A、B两板上，使A板电势比B板电势高、这时在紧靠B板处有一初速度为零的电子（质量为m，电荷量绝对值为e），在电场作用下开始运动、求：

⑴这个电子到达A板时具有的速率为多少？

⑵该电子到达A板时，给A板的冲量是多大？

答案：

⑴

⑵

36、如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一静止在A点质量为m=1.0×10-3kg带负电的小球、现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点，电场力做功为W=0.2J，已知AB两点间距离为L=0.1m，电势差为U=20V

⑴判断匀强电场的场强方向并计算电场强度E的大小和小球的电量q；

⑵计算小球运动的加速度的大小和到达B点时的速率v

答案：

⑴200V/m0.01C⑵20m/s

37、如图所示，光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板，其质量为M，平面部分的上表面光滑且足够长、在距滑板A端为l的B处放置一个质量为m、带电荷量为+q的物体C（可视为质点），在水平的匀强电场作用下，由静止开始运动、已知：

M=3m，电场强度为E。

假设物体C在运动及与滑板A端相碰过程中电荷量不变

⑴求物体C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小

⑵若物体C与滑板A端相碰的时间极短，而且碰后弹回的速度大小是碰前速度大小的1/5，求滑板被碰后的速度大小

⑶求物体C从开始运动到与滑板A第二次碰撞这段时间内，电场力对小物体C做的功

答案：

⑴

⑵

⑶

38、如图所示，一矩形绝缘木板放在光滑水平面上，另一质量为m、带电量为q的小物块沿木板上表面以某一初速度从A端沿水平方向滑入，木板周围空间存在足够大、方向竖直向下的匀强电场．已知物块与木板间有摩擦，物块沿木板运动到B端恰好相对静止．若将匀强电场的方向改为竖直向上，大小不变，且物块仍以原初速度沿木板上表面从A端滑入，结果物块运动到木板中点时相对静止．求：

⑴物块所带电荷的性质．

⑵匀强电场场强的大小．

解：

⑴电场方向改为竖直向上后，物块相对木板运动的位移变小，说明摩擦力变大，它们之间的压力变大了，物块所受的电场力向下，所以物块带负电．（2分）

⑵设匀强电场的场强大小为E，木板质量为M、长度为L，物块的初速度为v0，物块和木板共同速度为v．

当电场方向向下时：

由物块在竖直方向受力平衡得：

N1+qE=mg（2分）

由物块与木板组成的系统动量守恒得：

mv0=（M+m）v（2分）

由系统能量守恒得：

μN1L=

mv02-

（m+M）v2（3分）

当电场方向向上时：

由物块在竖直方向受力平衡得：

qE+mg=N2（1分）

由物块与木板组成的系统动量守恒得：

mv0=（M+m）v（2分）

由系统能量守恒得：

μN2•

L=

mv02-

（m+M）v2（2分）

解得：

E=

（2分）

39、如图所示，半径R=0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内，加上某一方向的匀强电场时，带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动．圆心O与A点的连线与竖直成一角度θ，在A点时小球对轨道的压力N=120N，此时小球的动能最大．若小球的最大动能比最小动能多32J，且小球能够到达轨道上的任意一点（不计空气阻力）．则：

⑴小球的最小动能是多少？

⑵小球受到重力和电场力的合力是多少？

⑶现小球在动能最小的位置突然撤去轨道，并保持其他量都不变，若小球在0.04s后的动能与它在A点时的动能相等，求小球的质量．

解：

⑴、⑵小球在电场和重力场的复合场中运动，因为小球在A点具有最大动能，所以复合场的方向由O指向A，在AO延长线与圆的交点B处小球具有最小动能EkB．设小球在复合场中所受的合力为F，则有；

即：

（4分）

带电小球由A运动到B的过程中，重力和电场力的合力做功，根据动能定理有：

-F•2R=EKB-EKA=-32（4分）

由此可得：

F=20N，EKB=8J

即小球的最小动能为8J（2分），重力和电场力的合力为20N．（2分）

⑶带电小球在B处时撤去轨道后，小球做类平抛运动，即在BA方向上做初速度为零的匀加速运动，在垂直于BA方向上做匀速运动．设小球的质量为m，则：

2R=

t2（2分）

得：

m=

=0、01kg（2分）

40、一带电量为Q的固定正点电荷在真空中形成的电场如图所示，现有一质量为m，带电量为q的微粒在此点电荷附近做周期为T的匀速圆周运动，微粒的重力不能忽略，求：

（1）微粒的带电性质、

（2）微粒的轨迹所在平面及圆心O的位置、

解：

（1）微粒带负电（2分）

（2）微粒做圆周运动的轨迹在水平面内，且圆心O在点电荷的正下方，设圆心离点电荷的距离为H、（2分）

对于微粒受力分析如图所示，由牛顿第二定律得

①（6分）

由几何知识得：

R=Htanα②（2分）

由①②得：

（2分）

41、在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块A，所带电荷量q=1.0×10-7C、在滑块A的左边l=0、3m处放置一个不带电的绝缘滑块B，质量M=4.0×10-3kg，B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触（不连接）且弹簧处于自然状态，弹簧原长S=0.05m、如图所示，在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E=4.0×105N/C，滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞，设碰撞时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处（弹性限度内），此时弹性势能E0=3.2×10-3J，两滑块始终没有分开，两滑块的体积大小不计，与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5，g取10m/s2、求：

（1）两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v；

（2）两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s

解：

（1）设两滑块碰前A的速度为v1，由动能定理有：

（2分）

解得：

v1=3m/s（2分）

A、B两滑块碰撞，由于时间极短动量守恒，设共同速度为v

（2分）

解得：

v=1.0m/s（2分）

（2）碰后A、B一起压缩弹簧至最短，设弹簧压缩量为x1，由动能定理有：

（2分）

解得：

x1=0.02m（2分）

设反弹后A、B滑行了x2距离后速度减为零，由动能定理得：

（2分）

解得：

x2≈0.05m（2分）

以后，因为qE>μ（M+m）g，滑块还会向左运动，但弹开的距离将逐渐变小，所以，最大距离为：

S=x2+s-x1=0、05m+0.05m-0.02m=0.08m、（4分）

42、如图所示，带正电小球质量为m=1×10-2kg，带电量为q=1×10-6C，置于光滑绝缘水平面上的A点、当空间存