2015年北京高三一模电场选择和计算题汇编含答案

1、10V8V6VACB(2015海淀零模) 18.图中虚线所示为某一静电场的等势面。一点电荷仅在静电力作用下先后经过A、B、C三点，在经过A、C点时，其动能分别为5eV和25eV。当这一点电荷经过到B点时，其动能应为2·1·c·n·j·yA 10eV B15eV C 40eV D55eV(2015西城一模) 17如图所示，将一个带正电的粒子以初速度v0沿图中所示方向射入匀强电场，不计粒子的重力，若粒子始终在电场中运动，则该粒子速度大小的变化情况是Ev0+A先减小后增大B先增大后减小C一直增大D一直减小(2015西城一模) ABCDDCAB19如图

2、所示，A、B为两个验电器，在B上装有一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），最初B和C带电，A不带电。D是带有绝缘柄的金属小球。某同学利用这些器材完成了下面实验：使不带电的D先跟C的外部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片张开；而让不带电的D先跟C的内部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片始终不张开。通过以上实验，能直接得到的结论是A电荷分布在C的外表面 B电荷在C的表面均匀分布C带电的C是一个等势体 D电荷总量是守恒的(2015东城一模) 19将头发微屑悬浮在蓖麻油里并放到电场中，微屑就会按照电场强度的方向排列起来，显示出电场线的分布情况，

3、如图所示。图甲中的两平行金属条分别带有等量异种电荷，图乙中的金属圆环和金属条分别带有异种电荷。比较两图，下列说法正确的是甲乙A微屑能够显示出电场线的分布情况是因为微屑都带上了同种电荷B在电场强度为零的区域，一定没有微屑分布C根据圆环内部区域微屑取向无序，可知圆环内部电场为匀强电场D根据圆环内部区域微屑取向无序，可知圆环内部各点电势相等(2015朝阳一模) 18图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是 A两粒子的电性相同 Ba点的电势高于b点的电势 C粒子从P运动到a的过程中，电势

4、能增大 D粒子从P运动到b的过程中，动能增大(2015石景山一模) OxROxRE0BEOxRE0CEOxAREE0OxDRE0E20理论上已经证明：电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零。现有一半径为R、电荷均匀分布的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，如右图所示。关于该带电小球产生的电场E随x的变化关系，下图中正确的是 (2015丰台一模) NMvMvN18. 如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中竖直放置，M、N为板间同一电场线上的两点。一带电粒子（不计重力）以速度vM经过M点沿电场线向右运动，且未与右侧金属板接触，一段时间后，粒子以速度vN向左经过N点。则A. 电场中

5、M点的电势一定高于N点的电势B. 粒子受到电场力一定由M指向N点C. 粒子在M点速度一定比在N点的速度大D. 粒子在M点电势能一定比在N点的电势能大(2015房山一模) Ovt18一带正电粒子只在电场力的作用下沿直线由A点运动到B点，带电粒子的v-t图象如图所示，则带电粒子所在的电场可能是ABA BA BA BCDA B19用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法不正确的是A摩擦使笔套带电B笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷

6、C笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和D圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力20“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面电势分别为和，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是MNABCRBRAOAA球面电势比B球面电势高B电子在AB间偏转

7、电场中做匀变速运动C等势面C所在处电场强度的大小为D等势面C所在处电势大小为(2015海淀零模)图10xLhBzyv0北东dRS23（18分）洋流又叫海流，指大洋表层海水常年大规模的沿一定方向较为稳定的流动。因为海水中含有大量的正、负离子，这些离子随海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电。21教育网图为利用海流发电的磁流体发电机原理示意图，其中的发电管道是长为L、宽为d、高为h的矩形水平管道。发电管道的上、下两面是绝缘板，南、北两侧面M、N是电阻可忽略的导体板。两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。为

8、了简化问题，可以认为：开关闭合前后，海水在发电管道内以恒定速率v朝正东方向流动，发电管道相当于电源，M、N两端相当于电源的正、负极，发电管道内海水的电阻为r（可视为电源内阻）。管道内海水所受的摩擦阻力保持不变，大小为f。不计地磁场的影响。（1）判断M、N两端哪端是电源的正极，并求出此发电装置产生的电动势；（2）要保证发电管道中的海水以恒定的速度流动，发电管道进、出口两端要保持一定的压力差。请推导当开关闭合后，发电管两端压力差F与发电管道中海水的流速v之间的关系；【来源：21cnj*y.co*m】（3）发电管道进、出口两端压力差F的功率可视为该发电机的输入功率，定值电阻R消耗的电功率与输入功率的

9、比值可定义为该发电机的效率。求开关闭合后，该发电机的效率；在发电管道形状确定、海水的电阻r、外电阻R和管道内海水所受的摩擦阻力f保持不变的情况下，要提高该发电机的效率，简述可采取的措施。【出处：21教育名师】(2015东城零模) 22. （16分）如图10所示，BC是半径为R的1/4圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。P为一质量为m、带正电q的小滑块（体积很小可视为质点），重力加速度为g。（1）若小滑块P能在圆弧轨道上某处静止，求其静止时所受轨道的支持力的大小。（2）若将小滑块P从C点由静止释放，滑到水平轨道上

10、的A点时速度减为零。已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，求：滑块通过圆弧轨道末端B点时的速度大小以及所受轨道的支持力大小。水平轨道上A、B两点之间的距离。(2015海淀一模) 22（16分）如图所示，在真空中足够大的绝缘水平面上，有一个质量m0.20kg，带电荷量q2.0×106 C的小物块处于静止状态。从t=0时刻开始，在水平面上方空间加一个范围足够大、水平向右E=3.0×105N/C的匀强电场，使小物块由静止开始做匀加速直线运动。当小物块运动1.0s时撤去该电场。已知小物块与水平面间的动摩擦因数0.10，取重力加速度g10 m/s2。求： （1）小物块运动1.0s时速度

11、v的大小；（2）小物块运动2.0s过程中位移x的大小；（3）小物块运动过程中电场力对小物块所做的功W。(2015海淀一模)甲23（18分）甲图是我国自主研制的200mm离子电推进系统， 已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证，有望在2015年全面应用于我国航天器。离子电推进系统的核心部件为离子推进器，它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整，具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、乙PG接电源UCAB定位更精准等优势。离子推进器的工作原理如图乙所示，推进剂氙原子P喷注入腔室C后，被电子枪G射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子。氙离子从腔室C中飘移过栅电极A的速度大小可忽略不

12、计，在栅电极A、B之间的电场中加速，并从栅电极B喷出。在加速氙离子的过程中飞船获得推力。已知栅电极A、B之间的电压为U，氙离子的质量为m、电荷量为q。（1）将该离子推进器固定在地面上进行试验。求氙离子经A、B之间的电场加速后，通过栅电极B时的速度v的大小；（2）配有该离子推进器的飞船的总质量为M，现需要对飞船运行方向作一次微调，即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度v，此过程中可认为氙离子仍以第（1）中所求的速度通过栅电极B。推进器工作时飞船的总质量可视为不变。求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N。（3）可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A、B之间的电场对氙离

13、子做功的功率的比值S来反映推进器工作情况。通过计算说明采取哪些措施可以增大S，并对增大S的实际意义说出你的看法。(2015东城一模) 22（16分）两块大小、形状完全相同的金属板水平正对放置，两板分别与电源正、负极相连接，两板间的电场可视为匀强电场，两板间有带电液滴。已知两板间电压为2×104V、板间距离为0.1m时，质量为1.6×10-14kg的带电液滴恰好静止于处于两板中央位置。g取10m/s2，不计空气阻力。 求：（1）两板间的电场强度E的大小； （2）液滴所带的电荷量q的值； （3）如某一时刻突然撤去板间的电场，求液滴落到下板所用的时间。(2015朝阳一模) 24（

14、20分） 研究物理问题的方法是运用现有的知识对问题做深入的学习和研究，找到解决的思路与方法，例如：模型法、等效法、分析法、图像法。掌握并能运用这些方法在一定程度上比习得物理知识更加重要。图甲 （1）如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是竖直方向的直径。一质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上，并静止在P点，且OP与竖直方向的夹角=37°。不计空气阻力。已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 a求电场强度E的大小； b若要使小球从P点出发能做完整的圆周运动，求小球初速度应满足的条件。

15、(2015石景山一模) 23（18分）下图是汤姆孙用来测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置示意图，某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索：真空管内的阴极K发出的电子经加速后，穿过A'中心的小孔沿中心线OP的方向进入到两块水平正对放置的平行极板M和N间的区域。当M和N间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心P点处，形成了一个亮点；在M和N间加上偏转电压U后，亮点偏离到P1点；在M和N之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，电子在M、N间作匀速直线运动，亮点重新回到P点；撤去M和N间的偏转电压U，只保留磁场B，电子在M、N间作匀速圆周运动

16、，亮点偏离到P2点。若视荧光屏为平面，测得P、P2的距离为y。已知M和N极板的长度为L1，间距为d，它们的右端到荧光屏中心P点的水平距离为L2，不计电子所受的重力和电子间的相互作用。（1）求电子在M、N间作匀速直线运动时的速度大小；（2）写出电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径r与L1、L2及y之间的关系式；（3）若已知电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径r，求电子的比荷；（4）根据该小组同学的探索，请提出估算电子比荷的其他方案及需要测量的物理量。KOPP2L1L2NMdAA'yP1··· (2015海淀零模) 23（18分）（1）由右手定则可知M端电

17、势高，M端为电源的正极。（2分）开关S断开，MN两端的电压U等于电源的电动势E，即U=E由于导电离子做匀速运动，所以有（2分）解得：E= U=Bdv （1分）（2）以发电管道内的海水为研究对象，其受力平衡，则有F=BId+f（2分）根据欧姆定律有I=（2分）解得：（1分）（3）由题意可知输入功率（2分）输出功率（2分）解得：（2分）可见，增大发电管道内海水的流速v和增强磁感应强度B可以提高发电机效率。（2分）(2015东城零模) 22. （16分）（1）小滑块P静止在圆弧轨道上，其受力情况如图1所示：根据共点力平衡条件有 （3分）（2）小滑块从C到B的过程中，只有重力和电场力对它做功，设滑块通

18、过B点时的速度大小为，根据动能定理有：（3分）解得：（1分）设于小滑块在B点所受支持力为N2，根据牛顿第二定律有 （3分）解得（1分）小滑块在AB轨道上运动时，所受摩擦力为 （1分）小滑块从C经B到A的过程中，重力做正功，电场力和摩擦力做负功。设小滑块在水平轨道上运动的距离（即A、B两点间的距离）为L，则根据动能定理有：（3分）解得：（1分）(2015海淀一模)22(16分)（1）小物块受电场力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有 （2分）根据运动学公式t1=1.0s时小物块的速度大小有v1=a1t1 （2分）解得：v1=2.0m/s（2分）（2）小物块t1=1.0s内位移的大小m （2分）撤去电

19、场后小物块做匀减速运动，根据牛顿第二定律有 （2分）小物块t2=1.0s内的位移（2分）小物块运动2.0s位移大小x=x1+ x2=2.5m（2分）（3）小物块运动过程中电场力对小物块所做的功W=qEx1=0.60J（2分）(2015海淀一模) 23（18分）（1）根据动能定理有（4分）解得：（3分）（2）在与飞船运动方向垂直方向上，根据动量守恒有：Mv=Nmv（4分）解得：（2分）（3）设单位时间内通过栅电极A的氙离子数为n，在时间内，离子推进器发射出的氙离子个数为，设氙离子受到的平均力为，对时间内的射出的氙离子运用动量定理，= nmv（1分）根据牛顿第三定律可知，离子推进器工作过程中对飞船的推力大小F= nmv电场对氙离子做功的功率P= nqU（1分）则 （1分）根据上式可知：增大S可以通过减小q、U或增大m的方法。（1分）提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力。（1分）（说明：其他说法合理均可得分）(2015东城一模) 22.（1）两板间匀强电场的电场强度 代入数据，解得 （2）带电液滴在