年高考物理試題分類匯編07：靜電場

1、2015年高考物理試題分類匯編：靜電場(2015新課標(biāo)I-15). 如圖所示，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為M、N、P、Q，一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負(fù)功相等，則A. 直線a位于某一等勢面內(nèi)，M>QB. 直線c位于某一等勢面內(nèi)，M>NC. 若電子由M點運動到Q點，電場力做正功D. 若電子由P點運動到Q點，電場力做負(fù)功【答案】B【考點】電場強度；電場線；電勢能、電勢；電勢差；勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系?！窘馕觥吭趧驈婋妶鲋校驗殡娮訋ж?fù)電，從M到N和P做功相等，說明電勢差相等，即N和P的

2、電勢相等，電場力對電子做負(fù)功，由W= qU,q=-e, 則得M-N=M-P>0,說明MQ為高電勢，NP為低電勢。所以直線c位于某一等勢線內(nèi)，選項A錯B對。勻強電場中等勢線為平行的直線，所以NP和MQ分別是兩條等勢線，M=Q>P、電子從M點運動到Q點，初末位置電勢相等，電場力不做功，選項C錯。電子由P點運動到Q點，電場力做正功，電勢能減少，選項D錯?！?015新課標(biāo)II-14】14. 如圖，兩平行的帶電金屬板水平放置。若在兩板中間a點從靜止釋放一帶電微粒，微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將兩板繞過a點的軸（垂直于紙面）逆時針旋轉(zhuǎn)，再由a點從靜止釋放一同樣的微粒，改微粒將A保持靜止?fàn)顟B(tài) B.向

3、左上方做勻加速運動C.向正下方做勻加速運動 D.向左下方做勻加速運動【答案】D【解析】試題分析：現(xiàn)將兩板繞過a點的軸（垂直于紙面）逆時針旋轉(zhuǎn)時，兩板間的電場強度不變，電場力也不變，所以現(xiàn)將兩板繞過a點的軸（垂直于紙面）逆時針旋轉(zhuǎn)后，帶電微粒受兩大小相等的力的作用，合力方向向左下方，故微粒將向左下方做勻加速運動，故D正確，A、B、C錯誤?？键c：電容器；電場力；力的平衡【2015新課標(biāo)II-24】24.（12分）如圖，一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的例子在勻強電場中運動，A、B為其運動軌跡上的兩點。已知該粒子在A點的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60°；它運動到B點時速度

4、方向與電場方向的夾角為30°。不計重力。求A、B兩點間的電勢差?！敬鸢浮靠键c：動能定理；帶電粒子在電場中運動（2015浙江-14）下列說法正確的是A電流通過導(dǎo)體的熱功率與電流大小成正比B力對物體所做的功與力的作用時間成正比C電容器所帶電荷量與兩極板間的電勢差成正比D彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧伸長量成正比【答案】C考點：電功率，功，電容，胡克定律（2015浙江-16）如圖所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對平行放置。工作時兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在金屬極板中間，則A乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷B乒乓球受到擾動后，會被吸在左極

5、板上C乒乓球共受到電場力，重力和庫侖力三個力的作用D用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞【答案】D【解析】試題分析：從圖中可知金屬板右側(cè)連接電源正極，所以電場水平向左，故乒乓球上的電子移動到右側(cè)，即乒乓球的右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷，A錯誤；乒乓球右側(cè)帶負(fù)電，受到的電場力向右，乒乓球左側(cè)帶正電，受到的電場力向左，因為左右兩側(cè)感應(yīng)出的電荷量相等，所以受到的電場力相等，乒乓球受到擾動后，最終仍會靜止，不會吸附到左極板上，B錯誤；乒乓球受到重力和電場力作用，庫侖力即為電場力，C錯誤；用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，乒乓球帶正電，在電場力作用下，與左極板接觸，然后乒乓球帶負(fù)電，又

6、在電場力作用下，運動到右極板，與右極板接觸后乒乓球帶正電，在電場力作用下，運動到左極板，如此重復(fù)，即乒乓球會在兩極板間來回碰撞，D正確；考點：考查了庫侖力，靜電感應(yīng)（2015浙江-20）如圖所示，用兩根長度相同的絕緣細(xì)線把一個質(zhì)量為0.1kg的小球A懸掛到水平板的MN兩點，A上帶有的正電荷。兩線夾角為120°，兩線上的拉力大小分別為和。A的正下方0.3m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質(zhì)量為0.2kg（重力加速度取；靜電力常量，AB球可視為點電荷）則A支架對地面的壓力大小為2.0NB兩線上的拉力大小C將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時兩線上的拉力大小為D將B

7、移到無窮遠(yuǎn)處，兩線上的拉力大小【答案】BC考點：庫侖定律，共點力平衡條件（2015四川-6）如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點是P，直徑MN水平，a、b是兩個完全相同的帶正電小球（視為點電荷），b固定在M點，a從N點靜止釋放，沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達(dá)某點Q（圖中未畫出）時速度為零。則小球aA從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小B從N到P的過程中，速率先增大后減小C從N到Q的過程中，電勢能一直增加D從P到Q的過程中，動能減少量小于電勢能增加量【答案】BC考點：孤立點電荷等勢面特征、庫侖定律、平行四邊形定則、功能關(guān)系、能量守恒定律的應(yīng)用。（2015四川-10）（18分）

8、如圖所示，粗糙、絕緣的直軌道OB固定在水平桌面上，B端與桌面邊緣對齊，A是軌道上一點，過A點并垂直于軌道的豎直面右側(cè)有大小E1.5×106N/C，方向水平向右的勻強電場。帶負(fù)電的小物體P電荷量是2.0×106C，質(zhì)量m0.25kg，與軌道間動摩擦因數(shù)0.4，P從O點由靜止開始向右運動，經(jīng)過0.55s到達(dá)A點，到達(dá)B點時速度是5m/s，到達(dá)空間D點時速度與豎直方向的夾角為，且tan1.2。P在整個運動過程中始終受到水平向右的某外力F作用，F(xiàn)大小與P的速率v的關(guān)系如表所示。P視為質(zhì)點，電荷量保持不變，忽略空氣阻力，取g10 m/s2，求：（1）小物體P從開始運動至速率為2m/s

9、所用的時間；（2）小物體P從A運動至D的過程，電場力做的功?！敬鸢浮浚?）t10.5s；（2）W9.25J。【解析】試題分析：（1）物體P在水平桌面上運動時，豎直方向上只受重力mg和支持力N作用，因此其滑動摩擦力大小為：fmg1N根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，物體P在速率v02m/s時，所受水平外力F12Nf，因此，在進(jìn)入電場區(qū)域之前，物體P做勻加速直線運動，設(shè)加速度為a1，不妨設(shè)經(jīng)時間t1速度為v12m/s，還未進(jìn)入電場區(qū)域。根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有：v1a1t1 根據(jù)牛頓第二定律有：F1fma1 由式聯(lián)立解得：t10.5s0.55s，所以假設(shè)成立即小物體P從開始運動至速率為2m/s所用的時間為t10.

10、5s（2）當(dāng)物體P在速率v25m/s時，所受水平外力F26N，設(shè)先以加速度a2再加速t20.05s至A點，速度為v2，根據(jù)牛頓第二定律有：F2fma2 根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有：v2v1a2t2 由式聯(lián)立解得：v23m/s 物體P從A點運動至B點的過程中，由題意可知，所受水平外力仍然為F26N不變，設(shè)位移為x1，加速度為a3，根據(jù)牛頓第二定律有：F2fqEma3 根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有：2a3x1 由式聯(lián)立解得：x11m 根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)物體P到達(dá)B點時，水平外力為F3qE3N，因此，離開桌面在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上只受重力，做自由落體運動，設(shè)運動至D點時，其水平向右運動

11、位移為x2，時間為t3，則在水平方向上有：x2vBt3 根據(jù)幾何關(guān)系有：cot 由式聯(lián)立解得：x2m 所以電場力做的功為：WqE（x1x2） 由式聯(lián)立解得：W9.25J考點：物體的受力分析、牛頓第二定律、勻變速直線運動規(guī)律、平拋運動規(guī)律、功的定義式的應(yīng)用?！?015山東-18】直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、H兩點坐標(biāo)如圖，M、N兩點各固定一負(fù)點電荷，一電量為Q的正點電荷置于O點時，G點處的電場強度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點電荷移到G點，則H點處場強的大小和方向分別為A.，沿y軸正向 B.，沿y軸負(fù)向C.，沿y軸正向 D.，沿y軸負(fù)向【答案】B考點：場強的疊加.【2

12、015山東-20】. 如圖甲，兩水平金屬板間距為d，板間電場強度的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時刻，質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間，時間內(nèi)微粒勻速運動，T時刻微粒恰好經(jīng)金屬邊緣飛出。微粒運動過程中未與金屬板接觸。重力加速度的大小為g。關(guān)于微粒在時間內(nèi)運動的描述，正確的是A.末速度大小為 B.末速度沿水平方向C.重力勢能減少了 D.克服電場力做功為【答案】BC考點：帶電粒子在復(fù)合場中的運動.【2015廣東-21】21.如圖8所示的水平勻強電場中，將兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一水平線上的不同位置，釋放后，M、N保持靜止，不計重力，則A.M的帶電量比N大 B.M帶負(fù)電荷，

13、N帶正電荷C.靜止時M受到的合力比N大 D.移動過程中勻強電場對M做負(fù)功【答案】BD【考點】共點力的平衡；靜電場；電場線；電勢能；功【解析】本題考查了靜電場知識，由于電場中M、N都保持靜止，以M、N整體為研究對象，根據(jù)平衡條件和電場強度方向的規(guī)定，可判斷出M、N一定帶等量的異種電荷，選項A錯誤；若M帶正電，N帶負(fù)電，則M、N不能保持靜止，要相互靠近，不符題意，故只能M帶負(fù)電，N帶正電，選項B正確；靜止時，M、N所受的合力均為0 ，選項C錯誤；根據(jù)電勢能EP = q，由于M帶負(fù)電，沿電場線方向電勢降低，在移動M過程中電勢能增加，電場力對M做負(fù)功（或者由功W = Eqscos,為電場力和位移的方向

14、夾角為鈍角，W < 0 ，做負(fù)功）?！?015北京-24】.（20 分）真空中放置的平行金屬板可以作為光電轉(zhuǎn)換裝置，如圖所示，光照前兩板都不帶電。以光照射 A 板，則板中的電子可能吸收光的能量而逸出。假設(shè)所有逸出的電子都垂直于 A 板向 B 板運動，忽略電子之間的相互作用。保持光照條件不變 ，a 和 b 為接線柱。 已知單位時間內(nèi)從 A 板逸出的電子數(shù)為 N，電子逸出時的最大動能為 ，元電荷為 e。( 1 ) 求 A 板和 B 板之間的最大電勢差 ，以及將 a、b 短接時回路中的電流 I短( 2 ) 圖示裝置可看作直流電源，求其電動勢 E 和內(nèi)阻 r。( 3 ) 在 a 和 b 之間連接

15、一個外電阻時，該電阻兩端的電壓為 U，外電阻上的消耗電功率設(shè)為 P；單位時間內(nèi)到達(dá) B 板的電子，在從 A 板運動到 B 板的過程中損失的動能之和設(shè)為 。 請推導(dǎo)證明: 。( 注意:解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題中做必要的說明 )【答案】(1) ， (2) (3)見解析【難度】【考點】光電效應(yīng)、閉合電路歐姆定律、電流的微觀解釋、電場【解析】(1) A 板中逸出的電子累積在 B 板上，在 A、B 兩板間形(1) A 板中逸出的電子累積在 B 板上，在 A、B 兩板間形成由 A 指向 B 的電場。從 A 板后續(xù)逸出的電子在向 B 板運動的過程中會受到電場力的作用而做減速運動。

16、達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，從 A 板逸出的最大動能的電子到 B 板時動能恰好為零。根據(jù)動能定理 從而得到 若將 a、b 短接，則兩板間電勢差為零，從而兩板間無電場，從 A 板逸出的電子均能完整通過整個回路，即短路電流 (2)當(dāng)外電路斷路時，A、B 兩板間電壓為該直流電源的電動勢。電源內(nèi)阻 (3)證明：設(shè)連接外電阻之后，單位時間內(nèi)到達(dá) B 板的電子個數(shù)為則回路中電流 外電阻上消耗的電功率 P=UI 單位時間內(nèi)到達(dá) B 板的電子，從 A 板運動到 B 板過程中損失的動能之和為 綜合式可得， 【2015安徽-14】圖示是粒子（氦原子核）被重金屬原子核散射的運動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點，在散射過程中可

17、以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動。圖中所標(biāo)出的粒子在各點處的加速度方向正確的是AM點 BN點 CP點 DQ點【答案】C考點：考查庫侖定律和牛頓第二定律?！?015安徽-15】由庫侖定律可知，真空中兩個靜止的點電荷，帶電荷量分別為q1和q2。其間距離為r時，它們之間相互作用力的大小為，式中k為靜電力常量。若用國際單位制的基本單位表示，k的單位應(yīng)為Akg·A2·m3 Bkg·A-2·m3·s-4 Ckg·m2·C-2 DN·m2·A-2【答案】B【解析】試題分析：由可得單位為，故選B?？键c：考查庫侖定律和單位制。【

18、2015安徽-20】已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強大小為，其中為平面上單位面積所帶的電荷量，為常量。如圖所示的平行板電容器，極板正對面積為S，其間為真空，帶電荷量為Q。不計邊緣效應(yīng)時，極板可看作無窮大導(dǎo)體板，則極板間的電場強度大小和兩極板間相互的靜電引力大小分別為A和 B和 C和 D和【答案】D【解析】試題分析：由公式，正負(fù)極板都有場強，由場強的疊加可得，電場力，故選D。考點：考查電場知識?！?015安徽-23】.（16分）在xOy平面內(nèi)，有沿y軸負(fù)方向的勻強電場，場強大小為E（圖中未畫出），由A點斜射出一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的粒子，B和C是粒子運動軌跡上的兩點，如圖所示，

19、其中l(wèi)0為常數(shù)。粒子所受重力忽略不計。求：（1）粒子從A到C過程中電場力對它做的功；（2）粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時間；（3）粒子經(jīng)過C點時的速率。【答案】（1）（2）（3）【解析】試題分析：（1）?？键c：本題考查帶電粒子在電場中的運動、拋體運動等知識。【2015江蘇-2】2靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在，我國早在西漢末年已有對靜電現(xiàn)象的記載春秋緯 考異郵中有玳瑁吸衣若只說，但下列不屬于靜電現(xiàn)象的是A梳過頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B帶電小球移至不帶電金屬球附近，兩者相互吸引C小線圈接近通電線圈過程中，小線圈中產(chǎn)生電流D從干燥的地毯走過，手碰到金屬把手時有被電擊的感覺【答案】C【解析】：小線圈接近通電線

20、圈過程中，消息安全中產(chǎn)生感應(yīng)電流是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不是靜電現(xiàn)象，所以C正確?！?015江蘇-7】7一帶正電的小球向右水平拋入范圍足夠大的勻強電場，電場方向水平向左，不計空氣阻力，則小球A做直線運動 B做曲線運動 C速率先減小后增大，D速率先增大后減小【答案】BC【解析】由題意知，小球受重力、電場力作用，合外力的方向與初速度的方向夾角為鈍角，故小球做曲線運動，所以A錯誤；B正確；在運動的過程中合外力先做負(fù)功后做正功，所以C正確；D錯誤。【2015江蘇-8】8兩個相同的負(fù)電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖所示，c時兩負(fù)電荷連線的中點，d點在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則Aa點的電場強度比b點的大Ba點的電勢比b點的高Cc點的電場強度比d點的大Dc點的電勢比d點的低【答案】ACD【2015海南-5】如圖，一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)，在正極板附近有一質(zhì)量為M、電荷量為q（q0）的粒子，在負(fù)極板附近有另一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子，在電場力的作用下，兩粒子同時從靜止開始運動。已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距的平面。若兩粒子間相互作用力可忽略，不計重力，則M：m為（ ）A. 3:2 B. 2：1 C. 5:2 D. 3:1 【答案】A【解析