2015届高考物理大一轮总复习静电场阶段示范性金考卷含解析

1、静电场本试卷分为第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分，共110分.第I卷（选择题，共65分）一、选择题（本题共13小题，每小题 5分，共65分.在第2、3、4、5、6、8、9、10、 12小题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第 1、7、11、13小题给出的四个选项中， 有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分.）1.如图甲所示，在 x轴上有一个点电荷 Q图中未画出），O A B为轴上三点，放在 A B两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示，则（）fkx 10 ：| N. .ul 21（ k 11L C）O A S A甲乙A.

2、A点的电场强度大小为 2X103 N/CB. B点的电场强度大小为 2X103 N/CC.点电荷Q在A B之间D.点电荷Q在A O之间解析：试探电荷所受的电场力与电量的比值为场强，选项 A正确B错误；若点电荷 Q在 AO之间，则A、B两点场强方向相同，选项 C正确D错误.答案：AC2.如图所示，电场中一正离子只受电场力作用从A点运动到B点.离子在 A点的速度大小为V0,速度方向与电场方向相同.能定性反映该离子从A点到B点运动情况的速度一时间（v t）图象是（）解析：从A到B,正离子受到的电场力方向与运动方向相同，所以该离子做加速运动；考虑到电场线越来越疏，场强越来越小，正离子受到的电场力和加速

3、度也越来越小，该离子从A点到B点运动情况的速度时间（v t）图象的斜率也越来越小.综上分析，选项 C正确.答案：C3.如图所示，在一个匀强电场中有一个三角形ABC其中，AC的中点为M BC的中点为N将一个带正电的粒子从 A点移动到B点，电场力做功为 VAB= 8.0 X10 9 J .则以下分析正确的是()A.若将该粒子从 M点移动到N点，电场力做功为 W尸一4.0X10-9 JB.若将该粒子从 M点移动到N点，电场力做功 Wn有可能大于4.0 X 10 9 JC.若A、B之间的距离为2 cm,粒子的电荷量为 2.0X107 C,该电场的场强一定是 E= 2 V/mD.若粒子的电荷量为 2.0

4、 X 10 9 C,则A、B之间的电势差为 4 V解析：在匀强电场中沿相同方向移动同种电荷，电场力做功的正、负相同，将该粒子从M点移到N点与从A点移到B点方向相同，因此电场力都做正功，A错；M N分别为AC BC的中点，因此MN长为AB长的一半，无论电场强度方向如何，MN用电势差为 AB间电势差的一半，所以W户4.0 X10 9 J, B错；由于电场强度方向未知，当电场强度沿AB方向时，电场强度最小，由 W qEd可知最小场强 Emin=2 V/m,所以匀强电场的场强E> 2 V/m, C错；由 W qU可知D项正确.答案：D4. 2013 江西盟校联考无限大接地金属板和板前一点电荷形成

5、的电场区域，和两个等 量异号的点电荷形成的电场等效.如图所示P为一无限大金属板，Q为板前距板为r的一带正电的点电荷，MN过Q点和金属板垂直的直线，直线上A、B是和Q点的距离相等的两点.下面关于A、B两点的电场强度 Ea和B、电势。a和。b判断正确的是()MA Q H N«*hA. &>Eb) (j) A> (j) bB. E>Eb) (j) A< (j) bC. Ea>Eb) A> A= B bD. Ek=(j) a> (j) b解析：无限大接地金属板和板前一正点电荷形成的电场区域，和两个等量异号的点电荷形成的电场等效(如图所示)，P

6、所在位置相当于等量异号电荷连线的中垂线位置，此处电势为零，MN相当于等量异号电荷的连线即图中水平线，则由图中电场线及等势面的分布情况知Ea>Eb, j a< j b ,故 B 对.答案：B5. 2013 锦州模拟在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、BC位于等边三角形的三个顶点上，小球 D位于三角形的中心，如图所示，现让小球 A、R C带 等量的正电荷 Q让小球D带负电荷q,使四个小球均处于静止状态， 则Q与q的比值为（）1A. 一 3C. 3D. 3解析：设三角形边长为 a,由几何知识可知，BD=a- cos30 23、o = -Va,以B为研允对33zkd象，

7、由平衡条件可知，"acos30 X2 =黑解得：Q=瓜D正确.答案：D6.如图所示，两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于O点，若qi>q2, li>l2,平衡时两球到过 O点的竖直线的距离相等，则 （）A. m>mB. m= mC. m<m2D.无法确定解析：以O点为转轴，Ti和T2的力矩为零，而两个库仑力的力矩的代数和为零，故由力 矩的平衡可知：两个重力的力矩的代数和也应该为零，即mgd= mgd,所以m=m；,故B正确.也可以用三角形相似法求解.答案：B7.现有两个边长不等的正方形 ABDG口 abdc,如图所示，且Aa Bb Cg Dd间距相等.在

8、AB AC CD DB的中点分别放等量的点电荷，其中 AB AC中点放的点电荷带正电， CD BD 的中点放的点电荷带负电，取无穷远处电势为零.则下列说法中正确的是（ ）Y工白o - TA. O点的电场强度和电势均为零B.把一正点电荷沿着 b-d-c的路径移动时，电场力做功为零C.同一点电荷在a、d两点所受电场力相同D.将一负点电荷由a点移到A点电势能减小解析：O点的电场强度不为零，电势为零，选项 A错误；由于bOc为等势线，所以把一正 点电荷沿着b 4 c的路径移动时，电场力做功为零，选项 B正确；根据电场叠加原理， a、 d两点电场强度相同，同一点电荷在 a、d两点所受电场力相同，选项 C

9、正确；将一负点电荷 由a点移到A点，克服电场力做功，电势能增大，选项 D错误.答案：BC8 .如图所示，虚线表示某点电荷Q所激发电场的等势面，已知 a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一个等势面上.甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一 点a射入电场，在电场中沿不同的轨迹 adb曲线、acb曲线运动.则下列说法中正确的是（）/ 口 LSi I 甲 /*A.两粒子电性相同B.甲粒子经过c点时的速率大于乙粒子经过 d点时的速率C.两个粒子的电势能都是先减小后增大D.经过b点时，两粒子的动能一定相等A错误；甲受解析：从甲、乙两个带电粒子的运动轨迹可知，两粒子的电性不相同，故的是吸引力

10、，电场力做正功，电势能减少，所以到达c时速率增加，乙受排斥力，电场力做负功，电势能增加，到达 d时速率减小，故甲的速率比原先大，乙的速率比原先小，由于在 a 点时甲、乙两个带电粒子的速率相同，因此甲粒子经过c点时的速率大于乙粒子经过 d点时的速率，所以B正确、C错误；由于不知道甲、乙两个带电粒子的质量关系，所以无法判断其 动能，所以D错误.答案：B9 . 2013 呼伦贝尔模拟如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒.S闭合时，该微粒恰好能保持静止.在以下两种情况下：保持 S闭合，充电后将 S断开.下列说法 能实现使该带电微粒向上运动到上极板的是 （ ）A.情况下，可以通过上移极板M实现10

11、 情况下，可以通过上移极板N实现C.情况下，可以通过上移极板M实现D.情况下，可以通过上移极板N实现解析：保持S闭合时，电容器电压不变，板间电场强度E= U,当d减小时E变大，可使电场力大于重力，从而使微粒向上运动，故A错B对.充电后断开 S时，电容器带电量不变,则板间电场强度E= U=合若尤,所以E=包工E不随d而变化，故C、D均错.答案：B11 .如下图所示，有三个质量相等的分别带正电、负电和不带电的粒子，从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度vo先后射入电场中，最后在正极板上打出A B、C三个点，则（）+ + + +ABCA.三种粒子在电场中运动时间相同12 三种粒子到达正极板时

12、速度相同C.三种粒子到达正极板时落在A、C处的粒子机械能增大，落在 B处粒子机械能不变D.落到A处粒子带负电，落到 C处粒子带正电解析：三个粒子在电场中均做类平抛运动，它们在水平方向上的分运动相同，都是以初 速度V0做匀速直线运动，在竖直方向上均做初速度为零的匀加速直线运动，但它们下落的加 速度不同，不带电的粒子的加速度大小等于g,带正电粒子的加速度小于 g,带负电粒子的加1 o2h速度大于g,下落高度相同，下落时间与加速度大小有关，根据公式h=at2可得t=、/w，可见，加速度越小，下落时间越长，所以 t正乂不带电t负，又因为它们的水平位移 X=Vot,所 以X FX不带电x负, 选项A错误

13、，D正确；因为三种粒子到达正极板时的水平分速度相同，竖直 分速度不同，故合速度不同，选项 B错误；在运动过程中，电场力对正粒子做负功，机械能 减小，对负粒子做正功，机械能增大，对不带电粒子不做功，机械能不变，选项C错误.本题答案为D.答案：D11 . 2014 江苏连云港如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h,两平行板间的距离为 d,电压为12,板长为L,每单位电压引起的偏移 h/12,叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用的方法为（）A.增大UC.减小dB.减小LD.减小U解析：对粒子的加速过程，由动能定理得,12

14、,、qU=-mv0,粒子在偏转电场中，做类平抛运动，由运动规律得,L=V0t,卜=22,解得,hL2hU=4Ud，为了提图灵敏度口，可增大L、减/U或d, C D两项正确.答案：CD12 .如图所示，长为L、倾角为0 =45。的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+ q,质量为m的小球，以初速度 V。由斜面底端的 A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为V。，贝心 ）A.小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能B. A B两点的电势差一定为 .职mgqNqC.若电场是匀强电场，则该电场的场强的最小值一定是D.若该电场是AC边中垂线上某点的点电荷 Q产生的，则Q一定是正电荷解析：由题述可知

15、，小球以初速度V0由斜面底端的 A点开始沿斜面上滑，电场力做正功，电势能减小，小球在 B点的电势能一定小于小球在A点的电势能，选项 A错误；由动能定理得，qU- mglsin45 = 0,解得A B两点的电势差为 U=",选项B正确；若电场是匀强2q电场，该电场的场强的最小值为 32mg选项C错误；若该电场是 AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的，则Q可以是负电荷，选项 D错误.答案：B13. x轴上有两个点电荷 Q和Q, Q和Q之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，P点位于这两个点电荷位置连线中点右侧.下列判断中正确的是（）A.电势最低的P点所在处的电场强度为零B. Q和Q一定是同种

16、电荷，但不一定是正电荷C. Q所带电荷量值一定大于 Q所带电荷量值D. Q和Q之间各点的电场方向都指向P点解析：在e一x图中，因P点的斜率为零，故 P点处的电场强度为零，所以 A正确；由 4 -x图可知，。先降后升且均为正值，所以 B错误；因P点处的电场强度为零，且 P点距 Q较远而距Q较近，故Q和Q一定是正电荷，且 Q所带电荷量值一定大于 Q所带电荷量值， 所以C正确；因Q和Q是正电荷，故在Q和Q之间各点的电场方向都指向 P点，所以D正确.答案：ACD第n卷（非选择题，共45分）二、计算题（本题共4小题，共45分）14.（8 分）如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，一 “L”形的

17、绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中.管的水平部分长为l 1=0.2 m,离水平地面的距离为 h = 5.0 m,竖直部分长为l2=0.1 m . 一带正电的小球从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分（长度极短可不计）时没有能量损失，小球在电场中受到的电场力大小为重力的一半.求:(1)小球运动到管口 B时的速度大小；(2)小球着地点与管的下端口B的水平距离.(g取10 m/s 2)解析：(1)在小从A运动到B的过程中，对小球由动能定理有122mv0= mgl2+ F电 11,解得Vb=ml 1+ 212 ，代入数据可得 Vb= 2.0 m/s.(2)小球离开B点后，设水平

18、方向的加速度为a,位移为s,在空中运动的时间为t,水平方向有a=g.s = VBt + 2at 2.竖直方向有h=；gt2.联立上式，并代入数据可得s = 4.5 m.答案：(1) vb=2.0 m/s (2) s=4.5 m15. (12分)如图所示，两带电平行板竖直放置，开始时两极板间电压为U,相距为d,两极板间形成匀强电场.有一带电粒子，质量为m重力不计)、所带电荷量为+ q,从两极板下端连线的中点 P以竖直速度V0射入匀强电场中，带电粒子落在A极板的M点上.(1)若将A极板向左侧水平移动 d/2,此带电粒子仍从 P点以速度V0竖直射入匀强电场 且仍落在A极板的M点上，则两极板间电压应增

19、大还是减小？电压应变为原来的几倍？(2)若将A极板向左侧水平移动 d/2并保持两极板间电压为U,此带电粒子仍从 P点竖直射入匀强电场且仍落在 A极板的M点上，则应以多大的速度v'射入匀强电场？解析：(1)带电粒子在两极板间的竖直方向做匀速直线运动，水平方向做匀加速直线运动，d 1212极板移动刖后两分运动时间相等有 2=”4，d = a2tqUqU信 a2 = 2ai,而 3i=. a2 = md3njd由此推得两极板间电压关系为U = 3U,故电压应变为原来的3倍. _3 ,，,3 .一.（2）两极板间的电压不变，则Ed=E d,故E= ,E ,因Eq= ma E q= ma ,故加

20、速一 ，2度关系a = .a3设带电粒子的竖直位移为L,则d = 1a'（上）2, d=1a（-）22 v 2 2 Vo联立可解得v' =4*.3答案：（1）增大 3倍（2）雪匕316. （12分）如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个等量异种点电荷，电荷量分别为+Q和一Q A B相距为2d.吊血竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小 球p,其质量为 m电荷量为+ q（可视为点电荷，不影响电场的分布 ），现将小球p从与点电 荷A等高的C处由静止开始释放，小球 p向下运动到距C点高度为d的O点时，速度为v,已 知MNW AB之间的距离为d,静电力常量为 k,重力加速度为 g.求：（1） C O间的电势差UC。；（2）小球p在O点时的加速度；小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度.解析：（1）小球p由C点运动到O点时，由动能定理得:12cmg* qUx= 2mv 0一 2mv 2mgd所以UCa-.2q（2）小球p经过O点时的受力如图所示.由库仑定律得：Fi = F2= kQq 2d2它们的合力为：F=FiCOs45 + Ecos45°所以小球p在O点处的加速度a= F+ mg=，+ g,方