2019年高考物理专题09电场仿真押题（含解析）.docx

电场仿真押题1.如图所示，直角坐标系中x轴上在xr处固定有带电荷量为9Q的正点电荷，在xr处固定有带电荷量为Q的负点电荷，y轴上a、b两点的坐标分别为yar和ybr，c、d、e点都在x轴上，d点的坐标为xd2r，rxcEeBa、b两点的电势相等Cd点场强为零Da、b两点的场强相同2如图所示，梯形abdc位于某匀强电场所在平面内，两底角分别为60、30，cd2ab4 cm，已知a、b两点的电势分别为4 V、0，将电荷量q1.6103 C的正电荷由a点移动到c点，克服电场力做功6.4103 J，则下列关于电场强度的说法中正确的是()A垂直ab向上，大小为400 V/mB垂直bd斜向上，大小为400 V/mC平行ca斜向上，大小为200 V/mD平行bd斜向上，大小为200 V/m解析：选B由WqU知Uac V4 V，而a4 V，所以c8 V，过b点作beac交cd于e，因在匀强电场中，任意两条平行线上距离相等的两点间电势差相等，所以UabUce，即e4 V，又因cd2ab，所以Ucd2Uab，即d0，所以bd为一条等势线，又由几何关系知ebbd，由电场线与等势线的关系知电场强度必垂直bd斜向上，大小为E V/m400 V/m，B项正确。3如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q0)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)()AkBkCk Dk4.一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解析：选D平行板电容器电容的表达式为C，将极板间的云母介质移出后，导致电容器的电容C变小。由于极板间电压不变，据QCU知，极板上的电荷量变小。再考虑到极板间电场强度E，由于U、d不变，所以极板间电场强度不变，选项D正确。5多选静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其相互绝缘的金属球与外壳之间的电势差大小，如图所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计，极板B固定，A可移动，开始时开关S闭合。静电计指针张开一定角度，则下列说法正确的是()A断开S后，将A向左移动少许，静电计指针张开的角度增大B断开S后，在A、B间插入电介质，静电计指针张开的角度增大C断开S后，将A向上移动少许，静电计指针张开的角度增大D保持S闭合，将变阻器滑动触头向右移动，静电计指针张开的角度减小6多选如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球从AB间的某一固定点水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距(两极板始终平行)，则下列说法正确的是()A若小球带正电，当AB间距增大时，小球打在N点的右侧B若小球带正电，当AB间距减小时，小球打在N点的左侧C若小球带负电，当AB间距减小时，小球可能打在N点的右侧D若小球带负电，当AB间距增大时，小球可能打在N点的左侧 解析：选BC若小球带正电，当AB间距d增大时，电容减小，但Q不可能减小，根据E，E不变，所以电场力不变，小球仍然打在N点，故A错误。若小球带正电，当d减小时，电容增大，Q增大，根据E，所以d减小时E增大，所以电场力变大，小球在竖直方向加速度增大，运动时间变短，打在N点左侧，故B正确。若小球带负电，当AB间距d减小时，电容增大，则Q增大，根据E，所以d减小时E增大，所以电场力变大，若电场力小于重力，小球在竖直方向上的加速度减小，运动时间变长，小球将打在N点的右侧，故C正确。若小球带负电，当AB间距d增大时，电容减小，但Q不可能减小，根据E，E不变，所以电场力大小不变，小球在竖直方向上的加速度不变，运动时间不变，小球仍落在N点，故D错误。7.如图所示的直角坐标系中，两电荷量分别为Q(Q0)和Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方，取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是()Ab点的电势为零，电场强度也为零B正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C将正的试探电荷从O点移到a点，电势能减少D将同一正的试探电荷先后分别从O、b点移到a点，第二次电势能的变化较大8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、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc。则()Aaaabac，vavcvbBaaabac，vbvcvaCabacaa，vbvcva Dabacaa，vavcvb9多选有一电场强度方向沿x轴方向的电场，其电势随x的分布如图所示。一质量为m、带电荷量为q的粒子只在电场力的作用下，以初速度v0从x0处的O点进入电场并沿x轴正方向运动，则下列关于该粒子运动的说法中正确的是()A粒子从x0处运动到xx1处的过程中动能逐渐增大B粒子从xx1处运动到xx3处的过程中电势能逐渐减小C欲使粒子能够到达xx4处，则粒子从x0处出发时的最小速度应为2 D若v02，则粒子在运动过程中的最小速度为 解析：选BD粒子从O运动到x1的过程中，电势降低，场强方向沿x轴正方向，粒子所受的电场力方向沿x轴负方向，粒子做减速运动，动能逐渐减小，故A错误。粒子从x1运动到x3的过程中，电势不断升高，根据负电荷在电势高处电势能小，可知，粒子的电势能不断减小，故B正确。根据电场力和运动的对称性可知：粒子如能运动到x1处，就能到达x4处，当粒子恰好运动到x1处时，由动能定理得：q00mv02，解得：v0，则要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为 ，故C错误。若v02，粒子运动到x1处电势能最大，动能最小，由动能定理得：q0mvmin2mv02，解得最小速度为：vmin ，故D正确。 18.如图所示，A、B是两个带电量相等的异种点电荷，A带正电，B带负电，OO为两点电荷连线的垂直平分线，P点是垂足，若从P点以大小为v0的初速度发射一个质子，则()A.若质子初速度方向由P指向A，则质子在接近A点的过程中速度越来越大B.若质子初速度方向由P指向B，则质子在接近B点的过程中加速度越来越大C.若质子初速度方向由P指向O，则质子在运动的过程中加速度的大小不变D.若质子初速度方向由P指向O，则质子在运动的过程中加速度的方向不变19.静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。如图所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计。开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列采取的措施可行的是()A.断开开关S后，将A、B分开些B.保持开关S闭合，将A、B两极板分开些C.保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些D.保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动【解析】选A。断开开关，电容器带电量Q不变，将A、B分开一些，则d增大，根据C=知，电容C减小，根据C=知，电势差U增大，指针张角增大，故A正确;保持开关闭合，电容器两端的电势差不变，则指针张角不变，B、C、D错误。20.如图所示，竖直直线为某点电荷Q所产生的电场中的一条电场线，M、N是其上的两个点。另有一带电小球q自M点由静止释放后开始运动，到达N点时速度恰变为零。由此可以判定()A.Q必为正电荷，且位于N点下方B.M点的电场强度小于N点的电场强度C.M点的电势高于N点的电势D.q在M点的电势能大于在N点的电势能21.如图所示，两块平行、正对的金属板水平放置，分别带有等量的异种电荷，使两板间形成匀强电场，两板间的距离为d。有一带电粒子以某个速度v0紧贴着A板左端沿水平方向射入匀强电场，带电粒子恰好落在B板的右边缘。带电粒子所受的重力忽略不计。现使该粒子仍从原位置以同样的方向射入电场，但使该粒子落在B板的中点，下列措施可行的是()A.仅使粒子的初速度变为2v0B.仅使粒子的初速度变为C.仅使B板向上平移D.仅使B板向下平移d22.如图所示，带正电的点电荷固定于Q点，电子在库仑力作用下，沿以Q点为一个焦点的椭圆轨道运动。M、N、P为椭圆上的三点，P点离Q点最远。在从M点经P点到达N点的过程中，电子的()A.库仑力大小不变B.库仑力先变大后变小C.速率先增大后减小D.速率先减小后增大【解析】选D。在从M点经P点到达N点的过程中，依据库仑定律F=k，距离先增加后减少，库仑力先减少后增加，A、B错误;库仑力先是阻力后是动力，所以速率先减小后增大，D正确，C错误。23.如图所示，空间中存在着由一固定的正点电荷Q(图中未画出)产生的电场。另一正点电荷q仅在电场力作用下沿曲线MN运动，在M点的速度大小为v0，方向沿MP方向，到达N点时速度大小为v，且vv0，则()A.Q一定在虚线MP上方B.M点的电势比N点的电势高C.q在M点的电势能比在N点的电势能小D.q在M点的加速度比在N点的加速度大24.有一个带正电的金属球壳(厚度不计)，其截面图如图甲所示，O为球心，球壳P处开有半径远小于球半径的小孔。以O点为坐标原点，过P点建立x坐标轴，A点是坐标轴上的一点，x轴上各点电势如图乙所示。电子从O点以v0的初速度沿x轴方向射出，依次通过P、A两点。则下列关于电子的描述正确的是()A.在OP间电子做匀加速直线运动B.在PA间电子做匀减速直线运动C.在OP间运动时电子的电势能均匀增加 D.在PA间运动时电子的电势能增加【解析】选D。带正电的金属球壳的电荷只分布在球的外表面，内部没有电场线，所以OP段电子做匀速直线运动，A、C错误;电子带负电，PA段会受到库仑引力作用，做加速度减小，速度也减小的变速运动，B错误;库仑力做负功电势能增加，D正确。25如图为静电除尘机原理示意图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，图中虚线为电场线(方向未标)不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量的变化，则()A电场线方向由放电极指向集尘极B图中A点电势高于B点电势C尘埃在迁移过程中做匀变速运动D尘埃在迁移过程中电势能减小答案：D26如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点下列说法正确的是()A粒子在三点的电势能大小关系为EpcEpaEkaEkc解析：由题图可知，电场的方向是向上的，而粒子受力是向下的，故粒子带负电，而带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会得到如图的轨迹，故C错误粒子在电场中运动时，只有电场力做功，故电势能与动能之和是恒定不变的，带负电的粒子在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，则可判断带电粒子在c点的动能最大，在b点的动能最小，故A正确，D错误因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等，故B错误答案：A27.如图所示，无限大均匀带正电的薄板竖直放置，其周围空间的电场可认为是匀强电场光滑绝缘细管垂直穿过板中间小孔，一个可视为质点的带负电小球在细管内运动以小孔为原点建立x轴，规定x轴正方向为加速度a和速度v的正方向，下图分别表示x轴上各点的电势、小球的加速度a、速度v和动能Ek随x变化的图象，其中正确的是()答案：D28.如图所示，空间某区域存在着非匀强电场，实线表示该电场的电场线，过O点的虚线MN表示该电场的一个等势面，两个相同的带正电的粒子P、Q分别从A、B两点以相同的初速度开始运动，速度方向垂直于MN，A、B连线与MN平行，且都能从MN左侧经过O点设粒子P、Q在A、B两点的电势能分别为Ep1和Ep2，经过O点时的速度大小分别为v1和v2.粒子的重力不计，则()Av1v2 Bv1v2CEp1Ep2答案：BC29现有两个点电荷A和B，它们电荷量分别为Q和Q，a为AB连线的中点，b与a关于B对称，它们都在一条直线上，如图所示把一个带正电的试探电荷从a沿直线移到b的过程中，下列说法正确的是()A电场力对试探电荷一直做正功B电场力对试探电荷先做正功后做负功C试探电荷受到的电场力一直增大D试探电荷受到的电场力先增大后减小解析：等量异号电荷的电场线分布如图所示，正电荷由a移到b的过程中受力沿电场线方向，则由图可知，由a向B电荷运动过程中，电场力向右，故电场力做正功；而在由B向b方向运动时，电场力向左，故电场力做负功，故A错误，B正确由图可知，由a到b过程中，电场强度先增大后减小，故试探电荷受到的电场力先增大后减小，故C错误，D正确答案：BD30.如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，断开电源后一带电小球以速度v0水平射入电场，且沿下板边缘飞出若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，则带电小球()A将打在下板中央B仍沿原轨迹由下板边缘飞出C不发生偏转，沿直线运动D若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央答案：BD31如图所示，竖直平行正对放置的带电金属板A、B，B板中心的小孔(未画出)正好位于平面直角坐标系xOy的O点，y轴沿竖直方向，在x0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E103 V/m，比荷为1.0105 C/kg的带正电的粒子P从A板中心O处由静止释放，其运动轨迹恰好经过M( m,1 m)点粒子P的重力不计(1)求金属板A、B之间的电势差UAB；(2)若在粒子P经过O点的同时，在y轴右侧匀强电场中某点由静止释放另一带电粒子Q，使P、Q恰能在运动中相碰假设Q的质量是P的质量的2倍，带电情况与P相同，Q的重力及P、Q之间的相互作用力均忽略不计，求粒子Q所有释放点的集合解析：(1)设粒子P的质量为m、带电荷量为q，从O点进入匀强电场时的速度大小为v0.由题意可知，粒子P在y轴右侧匀强电场中做类平抛运动设该粒子从O点运动到M( m,1 m)点所用时间为t0，由类平抛运动规律可得xMv0t0，yM t，解得v0104 m/s.在金属板A、B之间，由动能定理得qUABmv，解得UAB1 000 V.答案：(1)1 000 V(2)yx2(x0)32.如图所示，开有小孔的平行板水平放置，两极板接在电压大小可调的电源上，用喷雾器将油滴喷注在小孔上方已知两极板间距为d，油滴密度为，电子电荷量为e，重力加速度为g，油滴视为球体，油滴运动时所受空气的粘滞阻力大小Ff6rv(r为油滴半径、为粘滞系数，且均为已知量)，油滴所带电荷量是电子电荷量的整数倍，喷出的油滴均相同，不考虑油滴间的相互作用(1)当电压调到U时，可以使带电的油滴在板间悬浮；当电压调到时，油滴能在板间以速度v匀速竖直下行求油滴所带电子的个数n及油滴匀速下行的速度v；(2)当油滴进入小孔时与另一油滴粘连在一起形成一个大油滴，以速度v1(已知)竖直向下进入小孔，为防止碰到下极板，需调整电压，使其减速运行，若将电压调到2U，大油滴运动到下极板处刚好速度为零，求大油滴运动到下极板处时的加速度及这一过程粘滞阻力对大油滴所做的功(2)大油滴质量为2m，所带电荷量为2q，当它运动到下极板时速度恰好为零，故2q2mg2ma联立解得ag，方向竖直向上油滴从上极板到下极板由动能定理可得2mgd2q2UWf02mv，mr3联立解得Wfgdr3vr3r3(2gdv)答案：(1)(2)g，方向竖直向上r3(2gdv)33.如图甲所示为一组间距d足够大的平行金属板，板间加有随时间变化的电压(如图乙所示)，设U0和T已知。A板上O处有一静止的带电粒子，其带电量为q，质量为m(不计重力)，在t=0时刻起该带电粒子受板间电场加速向B板运动，途中由于电场反向，粒子又向A板返回(粒子未曾与B板相碰)。(1)当Ux=2U0时，求带电粒子在t=T时刻的动能。(2)为使带电粒子在t=T时刻恰能回到O点，Ux等于多少?【解析】(1)粒子在两种不同电压的电场中运动的加速度分别为a1=(2分)a2=(1分)经过时粒子的速度:v1=a1(2分)t=T时刻粒子的速度:v2=v1-a2=a1-a2=-(2分)t=T时刻粒子的动能:Ek=m=(2分)(2)经0时粒子的位移:x1=a1()2(2分)T时粒子的位移:xx=v1-ax()2(2分)又v1=a1，x1=-xx(1分)解得:ax=3a1(1分)因为a1=，ax=解得:Ux=3U0(1分)答案:(1)(2)3U034.如图甲所示，水平放置的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压，电压的正向值为U0，反向电压值为，且每隔变向1次。现将质量为m的带正电，且电荷量为q的粒子束从AB的中点O以平行于金属板的方向OO射入，设粒子能全部打在靶上，而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响，试求:(1)定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动情况。(2)在距靶MN的中心O点多远的范围内有粒子击中?(3)要使粒子能全部打在靶MN上，电压U0的数值应满足什么条件?(写出U0、m、d、q、T的关系式即可)【解析】(1)0时间内，带正电的粒子受到向下的电场力而向下做加速运动，在T时间内，粒子受到向上的电场力而向下做减速运动。(2分)(2)当粒子在0，T，2TnT(n=0，1，2)时刻进入电场中时，粒子将打在O点下方最远点，在前时间内，粒子竖直向下的位移:y1=a1()2=(2分)在后时间内，粒子竖直向下的位移:y2=v-a2()2(2分) 其中:v=a1=(1分) a2=(1分)解得:y2=(1分)故粒子打在距O点正下方的最大位移:y=y1+y2=(1分)当粒子在，(n=0，1，2)时刻进入电场时，将打在O点上方最远点，在前时间内，粒子竖直向上的位移:y1=a1()2=(1分)在后时间内，粒子竖直向上的位移:y2=v-a2()2(1分)其中:v=a1=(1分) a2=(1分)解得:y2=0(1分)故粒子打在距O点正上方的最大位移:y=y1+y2=(1分)击中的范围在O以下到O以上(1分)(3)要使粒子能全部打在靶上，需有:(2分)解得:U0(1分)答案:(1)见解析(2)O以下到O以上(3)U035如图所示，板长L10 cm，板间距离d10 cm的平行板电容器水平放置，它的左侧有与水平方向成60角斜向右上方的匀强电场，某时刻一质量为m、带电量为q的小球由O点静止释放，沿直线OA从电容器C的中线水平进入，最后刚好打在电容器的上极板右边缘，O到A的距离x45 cm，(g取10 m/s2)求：(1)电容器外左侧匀强电场的电场强度E的大小；(2)小球刚进入电容器C时的速度v的大小；(3)电容器C极板间的电压U.解析：(1)由于带电小球做直线运动，因此小球所受合力沿水平方向，则：Eq，解得E.(2)从O点到A点，由动能定理得：mgxcot 60mv20解得：v3 m/s.(3)小球在电容器C中做类平抛运动，水平方向：Lvt竖直方向