近两年高考电场汇总附详细答案,包括选择题详解

最新2年高考及模拟之电场高考题荟萃2010年高考新题1．2010·重庆·1７某电容式话筒的原理示意图如题18图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板。对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中，A．P、Q购车的电容器的电容增大B．P上电荷量保持不变C．M点的电势比N点的低D．M点的电势比N点的高【答案】D【解析】电容式话筒与电源串联，电压保持不变。在P、Q间距增大过程中，根据电容决定式kdSC4ε得电容减小，又根据电容定义式UQC得电容器所带电量减小，电容器的放电电流通过R的方向由M到N，所以M点的电势比N点的高。D正确2.2010·全国卷Ⅰ·16关于静电场，下列结论普遍成立的是A．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关B．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低C．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零D．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向【答案】C【解析】在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，A错误。电势差的大小决定于两点间距和电场强度，B错误；沿电场方向电势降低，而且速度最快，C正确；场强为零，电势不一定为零，如从带正电荷的导体球上将正电荷移动到另一带负电荷的导体球上，电场力做正功。【命题意图与考点定位】考查静电场中电场强度和电势的特点，应该根据所学知识举例逐个排除。3.2010·天津·5在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向aC．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小答案：C4.2010·全国卷Ⅱ·17在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为410V/m.已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/2s,水的密度为310kg/3m。这雨滴携带的电荷量的最小值约为A．2910CB.4910CC.6910CD.8910C5.2010·江苏物理·5空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随X变化的图像如图所示。下列说法正确的是（A）O点的电势最低（B）X2点的电势最高（C）X1和-X1两点的电势相等（D）X1和X3两点的电势相等答案：C【解析】沿x轴对称分布的电场，由题图可得其电场线以O点为中心指向正、负方向，沿电场线电势降落（最快），所以O点电势最高，A错误，B错误；根据U=Ed，电场强度是变量，可用E-x图象面积表示，所以C正确；两点电场强度大小相等，电势不相等，D错误。6.2010·福建·18物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为1R和2R的圆环，两圆环上的电荷量均为q（q0），而且电荷均匀分布。两圆环的圆心1O和2O相距为2a，联线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r（ra）。是分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式（式中k为静电力常量）正确的是A．21222221kqRkqRERarRarB．212332222221kqRkqRERarRarC．222221kqarkqarERarRarD．2332222221kqarkqarERarRar【答案】D【解析】当0r时，点位于圆心O处，可以把O1、O2两个带电圆环均等效成两个位于圆心处的点电荷，根据场强的叠加容易知道，此时总场强E=0，将r=0代入各选项，排除AB选项；当r=a时，A点位于圆心O2处，带电圆环O2由于对称性在A点的电场为0，根据微元法可以求得此时的总场强为1223/212[4]kqaEERa，将r=a代入CD选项可以排除C。7.2010·新课标·17静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面。工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)【答案】A【解析】粉尘受力方向为电场线方向，从静止开始运动应该是A图情况，不会是BCD情况，A正确。8．2010·北京·18用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若A.保持S不变，增大d,则θ变大B.保持S不变，增大d,则θ变小C.保持d不变，减小S,则θ变小D.保持d不变，减小S,则θ不变【答案】A【解析】由kdSC4ε知保持S不变，增大d，电容减小，电容器带电能力降低，电容器电量减小，静电计所带电量增加，θ变大；保持d不变，减小S，电容减小，θ变大。正确答案A。9.2010·上海物理·9三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点出的场强大小分别为aE、bE，电势分别为ab、，则（A）aE＞bE，a＞b（B）aE＜bE，a＜b（C）aE＞bE，a＜b（D）aE＜bE，a＞b【解析】根据电场线的疏密表示场强大小，沿电场线电势降落（最快），选C。本题考查电场线与场强与电势的关系。难度：易。10．2010·海南物理·4如右图，M、N和P是以MN为直径的半圈弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，60MOP．电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为1E；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场场强大小变为2E，1E与2E之比为A．1:2B．2:1C．2:3D．4:3【答案】B【解析】依题意，每个点电荷在O点产生的场强为12E，则当N点处的点电荷移至P点时，O点场强如图所示，合场强大小为122EE，则1221EE，B正确。11.2010·安徽·16如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E=100V/m，则O、P两点的电势差可表示为A.10sin(V)opUB.10sin(V)opUC.10cos(V)opUD.10cos(V)opU60°PNOME1/2E1/2E2【答案】A【解析】在匀强电场中，两点间的电势差U=Ed，而d是沿场强方向上的距离，所以sinOPdR，故：100(0.1sin)10sin(V)opU，选项A正确。12．2010·海南物理·11利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源正极和负极，其装置示意图如右图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强__________(填：“越大”或“越小”)。B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到_______（填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．【答案】越大A【解析】电极截面如图所示，由电场线可判断越靠近B场强越大；粉尘吸附电子后带负电，因此向正极A运动。13.2010·天津·12质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，M、N为两块水平放置的平行金属极板，板长为L，板右端到屏的距离为D，且D远大于L，O’O为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离O’O的距离。以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。（1）设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿O’O的方向从O’点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O点。若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O点的距离y0;(2)假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。上述装置中，保留原电场，再在板间加沿-y方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流，仍从O’点沿O’O方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取y坐标相同的两个光点，对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm，其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的，另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相同，但入射速度都很大，且在板间运动时O’O方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度。解析：（1）离子在电场中受到的电场力0yFqE①离子获得的加速度0yyFam②离子在板间运动的时间AB+00Ltv③到达极板右边缘时，离子在y方向的分速度0yyvat④离子从板右端到达屏上所需时间00'Dtv⑤离子射到屏上时偏离O点的距离00'yyvt由上述各式，得00200qELDymv⑥（2）设离子电荷量为q，质量为m，入射时速度为v，磁场的磁感应强度为B，磁场对离子的洛伦兹力xFqvB⑦已知离子的入射速度都很大，因而离子在磁场中运动时间甚短，所经过的圆弧与圆周相比甚小，且在板间运动时，'OO方向的分速度总是远大于在x方向和y方向的分速度，洛伦兹力变化甚微，故可作恒力处理，洛伦兹力产生的加速度xqvBam⑧xa是离子在x方向的加速度，离子在x方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动，到达极板右端时，离子在x方向的分速度()xxqvBLqBLvatmvm⑨离子飞出极板到达屏时，在x方向上偏离O点的距离'()xqBLDqBLDxvtmvmv⑩当离子的初速度为任意值时，离子到达屏上时的位置在y方向上偏离O点的距离为y，考虑到⑥式，得2qELDymv⑾由⑩、⑾两式得2kxym⑿其中2qBLDkE上式表明，k是与离子进入板间初速度无关的定值，对两种离子均相同，由题设条件知，x坐标3.24mm的光点对应的是碳12离子，其质量为112mu，x坐标3.00mm的光点对应的是未知离子，设其质量为2m，由⑿式代入数据可得214mu⒀故该未知离子的质量数为14。14．2010·江苏物理·15制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，如图甲所示，加在极板A、B间的电压UAB作周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为-kU0（k1），电压变化的周期为2r，如图乙所示。在t=0时，极板B附近的一个电子，质量为m、电荷量为e，受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用。（1）若54k，电子在0—2r时间内不能到达极板A，求d应满足的条件；（2）若电子在0—2r时间未碰到极板B，求此运动过程中电子速度v随时间t变化的关系；（3）若电子在第N个周期内的位移为零，求k的值。【答案】（1）20910eUdm（2）v=[t-(k+1)n]0ekUmd，(n=0,1,2,……,99)和v=[(n+1)(k+1)-kt]0eUdm，(n=0,1,2,……,99)（3）4143NN【解析】（1）电子在0～τ时间内做匀加速运动加速度的大小01eUamd①位移21112xa②在τ～2τ时间内先做匀减速运动，后反向做匀加速运动加速度的大小0254eUamd③初速度的大小11va④匀减速运动阶段的位移21222vxa⑤依据题，12dxx解得20910eUdm⑥（2）在2n～(21)n，（n=0,1,2，……99）时间内速度增量11va⑦在(21)n～2(1)n，（n=0,1,2，……99）时间内加速度的大小02ekUamd速度增量22va⑧(a)当0≤～2n时电子的运动速度v=n△v1+n△v2+a1(t-2n)⑨解得v=[t-(k+1)n]0ekUmd，(n=0,1,2,……,