高考物理试题分类汇编之《电场》有详解.docx
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高考物理试题分类汇编之《电场》有详解
2020年物理高考试题分类汇编之《电场》
(全国卷2)19.一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.3v、向下
D.3v、向上
答案:
C
解析:
当不加电场时,油滴匀速下降,即;当两极板间电压为U时,油滴向上匀速运动,即,解之得:
当两极间电压为-U时,电场力方向反向,大小不变,油滴向下运动,当匀速运动时,,解之得:
v'=3v,C项正确。
(天津卷)18.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:
①在电场线上运动,②在等势面上做匀速圆周运动。
该电场可能由
A.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’
答案:
A
【解析】在仅受电场力的作用在电场线上运动,只要电场线是直线的就可能实现,但是在等势面上做匀速圆周运动,就需要带负电的粒子在电场中所受的电场力提供向心力,根据题目中给出的4个电场,同时符合两个条件的是A答案
(江苏卷)6.如图所示,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、、,AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下列关系中正确的有
A.>> B.EC>EB>EA
C. UAB<UBC D. UAB=UBC
答案:
ABC
解析:
考查静电场中的电场线、等势面的分布知识和规律。
A、B、C三点处在一根电场线上,沿着电场线的方向电势降落,故φA>φB>φC,A正确;由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为EC>EB>EA,B对;电场线密集的地方电势降落较快,故UBC>UAB,C对D错。
此类问题要在平时注重对电场线与场强、等势面与场强和电场线的关系的掌握,熟练理解常见电场线和等势面的分布规律。
(重庆卷)21.题21图1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=(a、b为大于零的常数),其图象如题21图2所示,那么题21图3、图4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
A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④
答案:
C
解析:
本题考查速度传感器的有关知识,本题为较难题目。
由题意可知:
所以E的变化规律与Q的变化规律相似,所以E的图象为②,由k,所以d=t+a=vt+a,所以是匀速移动,所以速度图象为③,综上所述C正确。
(宁夏卷)21.如图所示,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
答案:
BC
【解析】本题考查电容器的两个公式。
a板与Q板电势恒定为零,b板和P板电势总相同,故两个电容器的电压相等,且两板电荷量q视为不变。
要使悬线的偏角增大,即电压U增大,即减小电容器的电容C。
对电容器C,由公式C==,可以通过增大板间距d、减小介电常数ε、减小板的针对面积S。
(山东卷)21、如图所示,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二60°。
下列判断正确的是
A.O点电场强度为零
B.D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.若将点电荷一q从O移向C.电势能增大
答案:
BD
解析:
电场是矢量,叠加遵循平行四边行定则,由和几何关系可以得出,A错B对。
在之间,合场强的方向向左,把负电荷从O移动到C,电场力做负功,电势能增加,C错D对。
【高考考点】电场强度的叠加
【易错提醒】混淆正电荷和负电荷在电场中的受力情况和电场力做功情况。
【备考提示】电场是每年高考的必考内容,考纲要求也很高。
本题涉及到了矢量运算,在教学中强化矢量的运算也很重要。
(上海卷)2A.如图所示,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,则此过程中电场力做的功为____J。
【答案】:
增大,-2.5×10-8
【解析】:
将电荷从从电场中的A点移到B点,电场力做负功,其电势能增加;由电势差公式UAB=,W=qUAB=-5×10―9×(15-10)J=-2.5×10-8J。
(上海卷)14.如图所示,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
答案:
BCD
【解析】:
设F与F′绕O点对称,在F与F′处之间,小球始终受到指向O点的回复力作用下做往复运动,若小球P带电量缓慢减小,则此后小球能运动到F′点下方,即振幅会加大,A错;每次经过O点因电场力做功减少而速度不断减小,B对;若点电荷M、N电荷量缓慢增大,则中垂线CD上的场强相对增大,振幅减小,加速度相对原来每个位置增大,故一个周期的时间必定减小,C、D正确。
(上海卷)23.(12分)如图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)。
(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。
23.(12分)
解:
(1)设电子的质量为m,电量为e,电子在电场I中做匀加速直线运动,出区域I时的为v0,此后电场II做类平抛运动,假设电子从CD边射出,出射点纵坐标为y,有
解得 y=,所以原假设成立,即电子离开ABCD区域的位置坐标为(-2L,)
(2)设释放点在电场区域I中,其坐标为(x,y),在电场I中电子被加速到v1,然后进入电场II做类平抛运动,并从D点离开,有
解得 xy=,即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置。
(3)设电子从(x,y)点释放,在电场I中加速到v2,进入电场II后做类平抛运动,在高度为y′处离开电场II时的情景与
(2)中类似,然后电子做匀速直线运动,经过D点,则有
,
解得 ,即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置
(海南卷)4、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.B.C.D.
【答案】:
C
【解析】:
由电势差公式以及动能定理:
W=qUab=q(φa-φb)=m(vb2-va2),可得比荷为=。
(海南卷)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作用(称为“渐近自由”);在距离较远时,它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“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U-r图示中正确的是
【答案】:
B
【解析】:
从无穷远处电势为零开始到r=r2位置,势能恒定为零,在r=r2到r=r1过程中,恒定引力做正功,势能逐渐均匀减小,即势能为负值且越来越小,此部分图像为A、B选项中所示;r<r1之后势能不变,恒定为-U0,由引力做功等于势能将少量,故U0=F0(r2-r1)。
(海南卷)6、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在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为V、V和2V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为
A.V、VB.0V、4V
C.V、D.0V、V
【答案】:
B
【解析】:
如图,根据匀强电场的电场线与等势面是平行等间距排列,且电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势均匀降落,取ab的中点O,即为三角形的外接圆的圆心,且该点电势为2V,故Oc为等势面,MN为电场线,方向为MN方向,UOP=UOa=V,UON:
UOP=2:
,故UON=2V,N点电势为零,为最小电势点,同理M点电势为4V,为最大电势点。
(广东文科基础)57.图6是点电荷Q周围的电场线,以下判断正确的是
A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场经度
【答案】A
【解析】正点电荷的电场是向外辐射状的,电场线密的地方电场强度大。
所以A正确。
(广东理科基础)1.最早提出用电场线描述电场的物理学家是
A.牛顿 B.伽利略 C.法拉第 D.阿基米德
【答案】C
【解析】由物理学识可知选项C正确。
(广东理科基础)3.关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系。
以下说法正确的是
A.C由U确定 B.C由Q确定
C.C一定时,Q与U成正比 D.C一定时,Q与U成反比
【答案】C
【解析】电容器的电容C由电容器本身决定,与电压U和所带电荷量Q无关,根据可知,选项C正确。
(广东理科基础)16.空间存在竖直向上的匀强电场,质量为m的带正电的微粒水平射入电场中,微粒的运动轨迹如图6所示,在相等的时间间隔内
A.重力做的功相等
B.电场力做的功相等
C.电场力做的功大于重力做的功
D.电场力做的功小于重力做的功
【答案】C
【解析】根据微粒的运动轨迹可知电场力大于重力,故选项C正确。
由于微粒做曲线运动,故在相等时间间隔内,微粒的位移不相等,故选项A、B错误。
(广东卷)8.图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点受到的电场力
【答案】AD
【解析】沿着电场线的方向,电势降低,故选项A正确。
电场线越密,场强越大,同一粒子受到的电
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