2011年高考物理试题汇编（静电场）

2011普通高考试题汇编：静电场18（2011安徽）．图（a）为示管的原理图。如果在电极YY’之间所加的电压图按图（b）所示的规律变化，在电极XX’之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是答案：B解析：由于电极XX’加的是扫描电压，电极YY’之间所加的电压信号电压，所以荧光屏上会看到的图形是B，答案B正确。20（2011安徽）．如图（a）所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图（b）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是A．004TtB．0324TTtC．034TtTD．098TTt答案：B解析：若004Tt，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以A错误。若0324TTt，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，所以B正确。若034TtT，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离小于向右运动的距离，最终打在B板上，所以C错误。若098TTt，带正电粒子先亮斑荧光屏YYXXXYY偏转电极电子枪Xttt12t12t13t1t1UxUyOO图(a)图(b)图(c)ABCDPtUABUO-UOOT/2TAB图(a)图(b)加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以D错误。17（2011全国卷1）．通常一次闪电过程历时约0.2～O.3s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40～80μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×910v，云地间距离约为lkm；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是A.闪电电流的瞬时值可达到1×510AB．整个闪电过程的平均功率约为l×1410WC．闪电前云地间的电场强度约为l×106V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为6×610J解析：566106010qIAAt96310/10/10uEvmvmd9610wUqJ9146610106010wpwwt1（2011海南）.关于静电场，下列说法正确的是A.电势等于零的物体一定不带电B.电场强度为零的点，电势一定为零C.同一电场线上的各点，电势一定相等D.负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加解析：考察电场和电势概念，选D2（2011海南）.三个相同的金属小球1.2.3.分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知A..n=3B..n=4C..n=5D..n=6解析：设1、2距离为R，则：22nqFR，3与2接触后，它们带的电的电量均为：2nq，再3与1接触后，它们带的电的电量均为(2)4nq，最后22(2)8nnqFR有上两式得：n=620（2011全国理综）.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（D）解析：主要考查电场力方向和曲线运动所受合外力与轨迹的关系。正确答案是D。5（2011天津）．板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U1，板间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为12d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是A．U2=U1，E2=E1B．U2=2U1，E2=4E1C．U2=U1，E2=2E1D．U2=2U1，E2=2E1【解析】：考查平行板电容器的相关知识。144QQkdQUSCSkd，114UkQEdS，当电荷量变为2Q时，212242QQkdQUUSCSkd，22182/2UkQEEdS，C选项正确。【答案】：C25.（22分）如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度v0进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距d可以改变收集效率。当d=d0时为81%（即离下板0.81d0范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。（1）求收集效率为100%时，两板间距的最大值为md；（2）求收集率与两板间距d的函数关系；（3）若单位体积内的尘埃数为n，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量/Mt与两板间距d的函数关系，并绘出图线。25.答案：（1）09.0d（2）当09.0dd时，收集效率为100%；当09.0dd时，收集率2081.0dd（3）/Mt=ddnmbv20081.0，如图所示。解析：（1）收集效率为81%，即离下板0.81d0的尘埃恰好到达下板的右端边缘，设高压电源的电压为U，在水平方向有tvL0①在竖直方向有202181.0atd②其中0mdqUmqEmFa③当减少两板间距是，能够增大电场强度，提高装置对尘埃的收集效率。收集效率恰好为100%时，两板间距为md。如果进一步减少d，收集效率仍为100%。因此，在水平方向有tvL0④在竖直方向有221tadm⑤其中mmdqUmEqmFa⑥联立①②③④⑤⑥可得09.0ddm⑦（2）通过前面的求解可知，当09.0dd时，收集效率为100%⑧当09.0dd时，设距下板x处的尘埃恰好到达下板的右端边缘，此时有2021vLmdqUx⑨根据题意，收集效率为dx⑩联立①②③⑨⑩可得2081.0dd（3）稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量/Mt=0nmbdv当09.0dd时，1，因此/Mt=0nmbdv当09.0dd时，2081.0dd，因此/Mt=ddnmbv20081.0绘出的图线如下21.图8为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是A.到达集尘极的尘埃带正电荷B.电场方向由集尘极指向放电极C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大解析：电子吸附尘埃使尘埃带负电，受力与电场方向相反，AC错。F=Eq，故BD正确。选BD24（2011北京）．（20分）静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线，图中φ0和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心，沿x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为－A（0Aqφ0）。忽略重力。求：（1）粒子所受电场力的大小；（2）粒子的运动区间；（3）粒子的运动周期。24答案．（1）由图可知，0与d（或-d）两点间的电势差为φ0电场强度的大小0Ed电场力的大小0qFqEd（2）设粒子在[-x0，x0]区间内运动，速率为v，由题意得φφ0-ddxO212mvqA由图可知0(1)xd由○1○2得201(1)2xmvqAd因动能非负，有0(1)0xqAd得0(1)Axdq即00(1)Axdq粒子运动区间00(1)(1)AAdxdqq（3）考虑粒子从-x0处开始运动的四分之一周期根据牛顿第二定律，粒子的加速度0FEqqammmd由匀加速直线运动02xta将○4○5代入，得2002(1)mdAtqq粒子运动周期00442()dTtmqAq1（2011上海）．电场线分布如图昕示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为已知aE和bE，电势分别为a和b，则(A)abEE，ab(B)abEE，ab(C)abEE，ab(D)abEE，ab答案：C14（2011上海）．两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置x变化规律的是图答案：A16(2011上海)．如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F。剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力(A)小于N(B)等于N(C)等于NF(D)大于NF答案：D23(2011上海)．如图，在竖直向下，场强为E的匀强电场中，长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为1m和2m(12mm)，A带负电，电量为1q，B带正电，电量为2q。杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中电场力做功为，在竖直位置处两球的总动能为。23答案：12()/2qqEl，1221[()()]/2qqEmmgl21（2011山东）．如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是A．b点场强大于d点场强B．b点场强小于d点场强C．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差D．试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能答案：BC解析：根据等量异种点电荷的电场的分布特点和叠加原理可知A错误，B正确；因为a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，C正确；根据等量异种点电荷的电场的分布特点，a点的电势高于c点的电势，所以试探电荷+q在a点的电势能大于在c点的电势能，D错误。