[高考物理试题汇编]电场

[高考物理试题汇编]电场

‎1995-2005年电场高考试题 ‎1. (95)在静电场中 ( )‎ A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零;‎ B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同;‎ C.电场强度的方向总是跟等势面垂直的;‎ D.沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的.‎ ‎2. (95)图8中a、b和c表示点电荷的电场中的三个等势面.它们的电势分作用而运动.已知它经过等势面b时的速率为v,则它经过等势面c时的速率为 .‎ ‎3. (96)在右图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地。若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是( )。 　(A)两极板间的电压不变，极板上的电量变小 　(B)两极板间的电压不变，极板上的电量变大 　(C)极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小 　(D)极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大 ‎4. (96)如图a，b，c是一条电力线上的三个点，电力线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定( )。 　　　　 　 (A)Ua〉Ub〉Uc　　　　　　　　　　　　　　　　(B)Ea〉Eb〉Ec 　 (C)Ua－Ub＝Ub－Uc　　　　　　　　　　　　　　(D)Ea＝Eb＝Ec 5．(97)在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点。把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速释放。已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ（如图）。求小球经过最低点时细线对小球的拉力。 6．(97)如图1所示，真空室中电极K发出的电子（初速不计）经过U0＝1000伏的加速电场后，由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入。A、B板长l＝0.20米，相距d＝0.020米，加在A、B两板间电压u随时间t变化的u-t图线如图2所示。设A、B间的电场可看作是均匀的，且两板外无电场。在每个电子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定的。两板右侧放一记录圆筒，筒在左侧边缘与极板右端距离b＝0.15米，筒绕其竖直轴匀速转动，周期T＝0.20秒，筒的周长s＝0.20米，筒能接收到通过A、B板的全部电子。 　　 （1）以t＝0时（见图2，此时u＝0）电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点，并取y轴竖直向上。试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标。（不计重力作用）‎ ‎ （2）在给出的坐标纸（图3）上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 ‎ a b ‎7．(98上海)图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域量的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是 A．带电粒子所带电荷的符号 B．带电粒子在a、b两点的受力方向 C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大 ‎8．(98上海)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的夹角均为θ（如图10所示）。（1）如果当它摆动到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点时线中的拉力T2=_____________。‎ ‎9、(98)一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，‎ ‎（A）Ea最大    （B）Eb最大    （C）Ec最大    （D）Ea=Eb=Ec ‎10、(98)A、B两带电小球，A固定不动，B的质量为m。在库仑力作用下，B由静止开始运动。已知初始时，A、B间的距离为d，B的加速度为a。经过一段时间后，B的加速度变为a/4，此时A、B间的距离应为_____。已知此时B的速度为v，则在此过程中电势能的减少量为_____。‎ ‎11、(98)来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_____。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1/n2=_____。‎ ‎12．(99)图中A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为UA＝15v UB＝3v，UC＝3V　由此可得D点电势UD＝________v ‎ ‎ ‎ ‎13．(99)在光滑水平面上有一质量m＝1.0×10-3kg电量q＝1.0×1O-10C的带正电小球，静止在o点以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxr现突然加一沿x轴正方向，场强大小E＝2.0×106v／m的匀强电场，使小球开始运动经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，场强大小仍为E＝2.0×106V/m的匀强电场再经过1.0s，所加电场又突然变为另一个匀强电场，使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零。求此电场的方向及速度变为零时小球的位置。 14、(00上海)如图，在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一带电量为q的正电荷从A点移到B点。若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1=_________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2=_________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功W3=_________。由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做的功的特点是 ‎______________________________________________________。‎ ‎15．(00天津)对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是 ‎（A）将两极板的间距加大，电容将增大 ‎（B）将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小 ‎（C ‎）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间的陶瓷板，电容将增大 ‎（D）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大 ‎16．(01上海)A、B两点各放有电量为十Q和十2Q的点电荷，A、 B、C、D四点在同一直线上，且AC＝CD＝DB．将一正电荷从C点沿直线移到D点，则 ‎（A）电场力一直做正功 （B）电场力先做正功再做负功 ‎ ‎ （B）电场力一直做负功 （D）电场力先做负功再做正功 ‎17．(01上海)一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图所示，如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d，板长为L，设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 （粒子的重力忽略）‎ ‎18. .(01春季)一平行板电容器，两板之间的距离和两板面积都可以调节，电容器两板与电池相连接．以表示电容器的电量，表示两极板间的电场强度，则 ‎ （A）当增大、不变时，减小、减小 ‎ （B）当增大、不变时，增大、增大 ‎ （C）当减小、增大时，增大、增大 ‎ （D）当减小、减小时，不变、不变 ‎19. .(01春季)一质量为、电量为的带正电质点，以的速度垂直于电场方向从点进入匀强电场区域，并从点离开电场区域．离开电场时的速度为．由此可知，电场中、两点间的电势差____________ V；带电质点离开电场时，速度在电场方向的分量为______________．不考虑重力作用 ‎20．(01理综)图中所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上极板带正电。现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，如图所示。A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q所做的功等于 A． B． C． D．‎ ‎21．(02春季)如图所示，在两个固定电荷＋q和－q之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、4为导体上的四个点，在达到静电平衡后，各点的电势分别是φ1、φ2、φ3、φ4，则 A φ4＞φ3＞φ2＞φ1 B φ4＝φ3＞φ2＝φ1‎ C φ4＜φ3＜φ2＜φ1 D φ4＝φ3＜φ2＝φ1‎ ‎22.(02广东)p a b c d 如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后，‎ （A） a端的电势比b端的高 （B） b端的电势比d点的低 （C） a端的电势不一定比d点的低 （A） 杆内c处的场强的方向由a指向b ‎23.(02广东)如图1所示，A、B为水平放置的平行金属板，板间距离为d（d远小于板的长和宽）。在两板之间有一带负电的质点P。已知若在A、B间加电压U0，则质点P可以静止平衡。现在A、B 间加上如图2所示的随时间t变化的电压U，在t=0时质点P位于A、B间的中点处且初速为0。已知质点P能在A、B之间以最大的幅度上下运动而不与两板相碰，求图2中U改变的各时刻t1、t2、t3及tn的表达式。（质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次。）‎ ‎2U0‎ t U O t1‎ t2‎ t3‎ t4‎ t n 图2‎ A B P ‎-‎ ‎+‎ 图1‎ ‎24．(03上海)一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的A点运动到B点，在此过程中该电荷作初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷的A、B两点的电势能 εA、、εB之间的关系为 （ ）‎ ‎ A．EA=EB B．EAεB ‎25．(03上海)为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机 玻璃，它的上下底面是面积A=0.04m2的金属板，间距L=0.05m，当连接到U=2500V的高 压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图所示，现把一定量均匀分 布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状 态，每个颗粒带电量为q=+1.0×10－17C，质量为m=2.0×10－15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相 互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。求合上电键后：（1）经过多长时间烟尘 颗粒可以被全部吸附？（2）除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？（3）经过多长 时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？‎ ‎26．(03理综)如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是 A F1 B F2 C F3 D F4‎ ‎27．(03理综)图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它的动能应为 A 8eV B 13eV C 20eV 34eV ‎28. (04北京理综) 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分静电场的分布如下图所示。虚线表示这个静电场在xoy平面内的一簇等势线，等势线形状相对于ox轴、oy轴对称。等势线的电势沿x轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等。一个电子经过P点（其横坐标为-x0）时，速度与ox轴平行。适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在ox轴上方运动。在通过电场区域过程中，该电子沿y方向的分速度vy随位置坐标x变化的示意图是 ‎29. (04北京理综)下图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电，b种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b两种颗粒分别落到水平传送带A、B上。已知两板间距，板的长度，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度g取。‎ ‎ （1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？‎ ‎ （2）若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？‎ ‎ （3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半。写出颗粒第n次碰撞反弹高度的表达式。并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于0.01m。‎ ‎30．(04甘肃理综)一平行板电容器的电容为C，两板间的距离为d，上板带正电，电量为 Q，下板带负电，电量也为Q，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的 小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量都为q，杆长为l，且l|Q2|‎ Ｃ．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|< Q2‎ Ｄ．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|>|Q2|‎ ‎41. (05四川)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 ‎ 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 ‎42．(05北京)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，cos37º=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。‎ ‎43．a b E (05天津)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 ‎ 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 ‎44．(05天津)现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d/n，其中n>1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为 Ａ． Ｂ． Ｃ． Ｄ．‎ ‎45．(05上海)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）‎ ‎46．(05上海)在场强大小为E的匀强电场中，一质量为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 ‎（A）物体克服电场力做功qES （B）物体的电势能减少了0.8qES ‎（C）物体的电势能增加了qES （D）物体的动能减少了0.8qES ‎47．(05上海)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．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终 沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度vB=1.5m/s，此时小球的位移 为S=0.15m．求此匀强电场场强E的取值范围．（g=10m/s2）‎ 某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理得．由题意可知θ>0，所以当E>7.5×104V/m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动．‎ 经检查，计算无误．该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.(C、D) ‎ ‎2.1.5v ‎3.A　‎ ‎5．解:设细线长为l，球的电量为q，场强为E。若电量q为正，则场强方向在题图中向右，反之向左。从释放点到左侧最高点，重力势能的减少等于电势能的增加， ‎ ‎　　　 　　　　　　mglcosθ＝qEl（1＋sinθ）　　　　　　　　　　　 　　① 若小球运动到最低点时的速度为v，此时线的拉力为T，由能量关系得                           1/2mv2＝mgl－qEl   　  　　　　　              ② 由牛顿第二定律得 　　　　　　　 　　　　　　　　　T－mg＝m（v2）/r         ③ 由以上各式 　T＝mg［3－（2cosθ）/（1＋sinθ）］     ④ 6．解:（1）计算电子打到记录纸上的最高点的坐标设v0为电子沿A、B板的中心线射入电场时的初速度,　  则 ① 电子在中心线方向的运动为匀速运动，设电子穿过A、B板的时间为t0，　则 l＝v0t0 　　② 　　　　　　　　　　　　 电子在垂直A、B板方向的运动为匀加速直线运动。对于恰能穿过A、B板的电子，在它 通过时加在两板间的电压uc应满足 　　            ③  联立①、②、③式解得　u0＝（2d2）/（12）U0＝20伏　 此电子从A、B板射出时沿y方向的分速度为 vy ＝（eu0）/（md）t0　 ④ 此后，此电子作匀速直线运动，它打在记录纸上的点最高，设纵坐标为y，由图（1）可得（y－d/2）/b＝vy/v0　　　　⑤ 由以上各式解得 　y＝bd/l＋d/2＝2.5厘米⑥ 从题给的u-t图线可知，加于两板电压u的周期T0＝0.10秒,u的最大值um＝100伏,因为uc‎ ‎ 在水平方向上满足 <2>‎ ‎ <1><2>两式联立得 ‎ ‎ （2）根据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足 ‎ ‎ ‎ （3）在竖直方向颗粒作自由落体运动，它第一次落到水平传送带上沿竖直方向的速度。反弹高度 ‎ ‎ 根据题设条件，颗粒第n次反弹后上升的高度 ‎ 当时，‎ ‎30. A ‎31．C ‎32. C ‎ ‎33.B ‎34．ABC ‎35．AC ‎36．‎ ‎37．ABC ‎ ‎38．题中仅给出相互作用力的大小，两点电荷可能异号，按电荷异号计算.‎ ‎ 由 得 ‎ ①‎ 由此解得 ②‎ ‎ ③‎ ‎39. 答案：（1）设电容器C两析间的电压为U，电场强度大小为E，电子在极板间穿行时y方向上的加速度大O t/s ‎ y/10-2m ‎10‎ ‎20‎ ‎123456‎ ‎24‎ ‎12‎ 小为a，穿过C的时间为t1，穿出时电子偏转的距离为y1，‎ ‎ ① ② ‎ ‎ eE=ma ③‎ ‎ ④ ⑤‎ ‎ 由以上各式得 ⑥‎ ‎ 代入数据得 ⑦‎ ‎ 由此可见，电子可通过C.‎ ‎ 设电子从C穿出时，沿y方向的速度为v，穿出后到达屏S所经历的时间为t2，在此时间内电子在y方向移动的距离为y2，‎ ‎ v1=at1 ⑧ ⑨ y2=v1t2 ⑩‎ ‎ 由以上有关各式得 ‎ 代入数据得 y2=1.92×10－2m ‎ 由题意 y=y1+y2=2.4×10－2m ‎40.A C D ‎41.D ‎42．⑴3mg/4，水平向右 ⑵9mv02/32 ⑶3mv0/5，与电场方向夹角为37º ‎，斜向上。‎ ‎43．C ‎44．D ‎45． ，水平向左（或垂直薄板向左）‎ ‎46．ACD ‎ ‎47．该同学所得结论有不完善之处．‎ 为使小球始终沿水平面运动．电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力 gEsinθ≤mg ①‎ 所以 ②‎ 即 7.5×104V/m

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