2016年高考物理真题分类汇编七静电场解析

2016年高考物理试题分类汇编：七、静电场一、选择题1.（全国新课标I卷，14）一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器（）A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变【答案】D【解析】由4πrSCkd可知，当云母介质抽出时，r变小，电容器的电容C变小；因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据QCU可知，当C减小时，Q减小。再由UEd，由于U与d都不变，故电场强度E不变，答案为D2.（全国新课标I卷，20）如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知（）A.Q点的电势比P点高B.油滴在Q点的动能比它在P点的大C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小【答案】AB【解析】由于匀强电场中的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以D选项错。由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合外力沿竖直方向，电场力竖直向上。当油滴得从P点运动到Q时，电场力做正功，电势能减小，C选项错误；油滴带负电，电势能减小，电势增加，所以Q点电势高于P点电势，A选项正确；在油滴从P点运动到Q的过程中，合外力做正功，动能增加，所以Q点动能大于P点，B选项正确；所以选AB。3.（全国新课标II卷，15）如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa，ba，ca，速度大小分别为av，bv，cv，则A．abcacbaaavvv，B．abcbcaaaavvv，C．bcabcaaaavvv，D．bcaacbaaavvv，【答案】D【解析】由库仑定律可知，粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为bcaFFF，由Fam合，可知bcaaaa由题意可知，粒子Q的电性与P相同，受斥力作用结合运动轨迹，得acbvvv4（全国新课标III卷，15）关于静电场的等势面，下列说法正确的是A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功【答案】B【解析】等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，故A错误；电场线与等势面垂直，B正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C错误；将负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力方向是从低电势指向高电势，所以电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，D错误；5.（上海卷，11）国际单位制中，不是电场强度的单位是（A）N/C（B）V/m（C）J/C（D）T.m/s【答案】C【解析】由公式FEq可知，电场强度单位为N/C，选项A是电场强度单位；由公式UEd可知，V/m也是电场强度单位，选项B也是电场强度单位；由qEqvB可得EvB，故T.m/s也是电场电场强度单位，选项D也是电场强度单位；由公式WUq可知，J/C是电势差单位，故选项C正确。6.（天津卷，4）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，pE表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则A、增大，E增大B、增大，pE不变C、减小，pE增大D、减小，E不变【答案】D【解析】上板下移，由SCd可知，C变大，Q一定，则Q=CQ，U减小，则θ减小；根据UEd，Q=CU,SCd,QES,可知Q一定时，E不变；根据U1=Ed1可知P点离下板的距离不变，E不变，则P点与下板的电势差不变，P点电势不变，则EP不变；故ABC错，D正确。7（江苏卷，3）一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示．容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是（A）A点的电场强度比B点的大（B）小球表面的电势比容器内表面的低（C）B点的电场强度方向与该处内表面垂直（D）将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同【答案】C【解析】由图可知，B点的电场线比A点的密集，所以B点的电场强度比A点的大，A错；沿着电场线电势降落，小球表面的电势比容器内表面高，B错；电场线的方向与等势面垂直，所以B点的电场强度与该处表面垂直，C正确；由于A、B两点在同一等势面上，故电场力不做功，所以D错误。8.（浙江卷，14）以下说法正确的是A．在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低B．外力对物体所做的功越多，对应的功率越大C．电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比D．在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力发生了变化【答案】A【解析】静电场中，顺着电场线电视要降落，A正确；由WPt可知B错误；电容器电容是由电容本身所决定的，C错误；在超、失重中，实际重力式不变的，视重发生了变化，选项D错误。9.（浙江卷，15）如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，A．此时A带正电，B带负电B．此时A电势低，B电势高C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合【答案】C【解析】由于静电感应可知，A左端带负电，B右端带正电，AB的电势相等，选项AB错误；若移去C，则两端的感应电荷消失，则贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷仍然存在，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误；故选C．10.（浙江卷，19）如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开，平衡时距离为0.12m。已测得每个小球质量是-48.010kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度210m/sg，静电力常量9229.010Nm/CkA．两球所带电荷量相等B．A球所受的静电力为1.0×10-2NC．B球所带的电荷量为84610CD．A、B两球连续中点处的电场强度为0【答案】ACD【解析】两相同的小球接触后电量均分，A正确；对A球受力如图，43tan378.010100.756.010FmgNN,选项B错；222ABBqqqFkkll，解得284610BFlqCk,选项C正确；AB带等量的同种电荷，故A、B两球连续中点处的电场强度为0，选项D正确；故选ACD.11.（海南卷，6）如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电。一电荷量为q（q0）的粒子在电容器中靠近下极板处。以初动能0kE竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为A．k04EqdB．k02EqdC．k022EqdD．k02Eqd【答案】B【解析】粒子做曲线运动，如图所示：当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上板平行，将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行板的vx,当vy=0时，粒子的速度正好平行上板，则22,yqEvdm由于0cos45,yvv20012kEmv，则02kEEqd，故B正确。12.（海南卷10）如图，一带正电的点电荷固定于Ｏ点，两虚线圆均以Ｏ为圆心，两实线分别为带电粒子Ｍ和Ｎ先后在电场中运动的轨迹，ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法说法正确的是Ａ．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功【答案】ABC【解析】如图所示，M粒子的轨迹向左弯曲，则所受电场力向左，可知M受到引力作用，故M带负电，而N粒子的轨迹向下弯曲，则带电粒子所受的电场力向下，说明N受到了斥力作用，故N带正电，A正确；由于虚线是等势面，故M从a到b电场力对其做负功，动能减少，B正确；d和e在同一等势面上，N移动时不做功，电势能不变，C正确；N带正电，从c到d，电场力做正功，选项D错误。二、填空题1.（上海卷，24）如图，质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态。施加一水平向右的匀强电场后，A向右摆动，摆动的最大角度为60°，则A受到的电场力大小为。在改变电场强度的大小和方向后，小球A的平衡位置在α=60°处，然后再将A的质量改变为2m，其新的平衡位置在α=30°处，A受到的电场力大小为。【答案】33mg；mg【解析】带电小球受力如图所示，摆动的最大角度为60°，末速度为0，此过程中，由动能定理有：sin(1cos)0Flmgl，则33Fmg；改变E的大小和方向后，平衡在60处时根据正弦定理有：sin60sin(18060)Fmg，平衡在30°，2sin30sin(18060)Fmg，则：30,Fmg三、计算题1.（北京卷，23）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于版面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为0U，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离Δy；（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知22.010VU，24.010md，319.110kgm，191.610Ce，2110m/sg。（3）极板间既有电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的G概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。【答案】（1）204ULUd（2）不需要考虑电子所受的重力（3）pEq、电势和重力势G都是反映场的能的性质的物理量，仅仅由场自身的因素决定【解析】（1）根据功能关系，可得20012eUmv，电子射入偏转电场的初速度002eUvm，在偏转电场中电子的运动时间002LmtLveU侧移量2201()24ULyatUd（2）考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重力2910GmgN[学_电场力1510eUFNd由于FG，因此不需要考虑电子所受的重力（3）电场中某点电势定义为电荷在该点的电势能E与电荷量q的比值pEq，由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能GE与其质量m的比值，叫做重力势，即GGEm，电势和重力势G都是反映场的能的性质的物理量，仅仅由场自身的因素决定2.（上海卷，32）（14分）如图（a），长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量Q=71.810C；一质量m=0.02kg，带电量为q的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线II所示，其中曲线II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线。求：（静电力常量92910Nm/Ck）（1）小球B所带电量q;（2