2021北京高三一模物理汇编电场(教师版)

ABpA2021京高三一模物理汇编：电场ABpA一选题共7小题）．（2021西城区一模）真空中静止的点电荷的电场线分如图所示A、为同一条电场线上的两点。已知A点的场强为E，点的场强为，、B两之间距离为，电荷量为+q的探电荷在A点电势能为E，B点的电势能为。关AB两的说法正确的是（）A该试探电荷在A点受静电力较小B该试探电荷在B点有的电势能大C．AB两间的电势差等于）D．A、点间的电势差等于．（2021海淀区一模）如图所示AB两个等量正点电荷连线上的两点（其为线中点）C为连线中垂线上的一点。今将一带负电的试探电荷自A直线移到沿直线移到C下列说法中正确的是（）AB点场强比点的场强大B．A点的电势比C点电高C．A移到B的过程中，电场力对该试探电荷做正功D．B点移到的过程中，该试探电荷的电势能保不变．（2021东城区一模）如图所示的电场中，实线表示电线，虚线表示等差等势面A、、C为场中的三个点。下列说法正确的是（）1/

AABBABABABABAABBABABABAB11222AA点势比B高B．A点场强比B点小C．电荷在A点电势能比在B点电势能大D．点和间的电势差是点A间电势差的．（2021朝阳区一模）如图所示，在点电荷形成的电场有AB两点，已知A点场强度大小为E，向垂直于连线，电势为；电场强度大小为，向与AB连线成θ角，电势为φ。列选项正确的是（）A＜

B．＝

C．＜

D．＝．（2021石景山区一模）在真空中有一竖直向上的匀强场E，个带电液滴在电场中O点处于静止状态。将突增大到E，向不变，作用一段时间。再突然使反，保持E大不变，再经过一段同样长的时间，液滴恰好返回到O点在这两段相同的时间里（）A电场力做功相同C．力做功相同

B动能的变化量相等D．力量的大小相等．（2021门头沟区一模）如图所示，是某电场的电场线一条等势线。下列说法正确的是（）AA点B点的电场强度相同B．A点的电势高于B点的电势C．A近的等差等势线比近稀疏2/

D．电在B点有的电势能比在A点小．（2021丰台区一模）元电荷的值早是由物理学家密立根测得的。实验装置如图所示：两块金属板水平放置，间距为，电压为U，质量为的油滴悬浮在两板间保持静止。已知力加速度，两板间电场可视为强电场。下列说法说法正确的是（）A悬浮油滴带正电B悬浮油滴的电荷量为C．浮油滴的比荷为D．滴电荷量不一定是电子电荷量的整数倍二实题共1小题）．（2021门头沟区一模）利用电流传感器研究电容器的电过程的电路如图1所，其中电源电动势E。先使开关与连，电容器充电结束后把开关S向2电容器通过电阻箱R放。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I时间化的曲线如图3所。（1实验中电阻箱的示数如图所示，其阻值R或负）

。＝时电容器的极板带

电（选“正”3/

1C1211122（2图画出了对应较短时间eq\o\ac(△,t)eq\o\ac(△,)的长矩形，该矩形面积的物理意义是，算该电容器的电＝F。1C1211122（3一同学在深入研究的过程中发现：当改变一个或几个物理量时It图像会发生有规律的变化，图的虚线示意了可能的变化情形。如果只增大电阻RI﹣t图的变化应该是选项（填写相应选项的字母）；如果只增大电容C，I﹣t图的变化应该选项（填写相应选项的字母）。三计题共4小题）．（2021海淀区一模）类比是一种重要的科学思想方法在物理学史上，法拉第通过类比不可压缩流体中的流速线提出用电场线来描述电场。（1静电场的分布可以用电场线来形象描述，已知静电力常量为。①真空中有一电荷量为Q正点电荷，其周围电场的电场线分布如图1所。距离点电荷r处一点P，请根据库仑定律和电场强度的定义，推导出P场强大小E的达；②如图示，若在A、两点放置的是电荷量分别+q和﹣的点电荷，已知A、B间距离为，AB连的中点，求C点电场强度的大小E的达式，并根据电场线的分布情况比较和的大小关系。（2有一足够大的静止水域，在水面下足够深的地方放置一大小可以忽略的球形喷头，其向各方向均匀喷水流。稳定后水在空间各处流动速度大小和方向是不同的，为了形象地描述空间中水的速度的布，可引入水的流线。不可压缩，该情景下水流速线的状与图的电场线相似，箭头方向为速度方向流线分的疏密反映水流速的大小。①已知喷头单位时间喷出水的体积为Q，写出喷头单独存在时，距离喷头为r处流速大小v的达式；②如图示，水面下的A点一大小可以忽略的球形喷头，当喷头单独存在时可以向空间各方向均匀喷水，单位时间喷出水的体积为；水面下的B有一大小可以忽略的球形吸收器，当吸收器单独存在时可以均匀吸收空间各方向的水，单位时间吸收水的体积为Q。时开启喷头和吸收器，水流速线的形状与图电场线相似。若A、的距离为，为A、连的中点。喷和吸收器对水的作用是独立的，空间水的流速和电场的场强一样都为矢量，遵循矢量叠加原理，类比图2处场强度的计算方，求图点处水流速大小v的表达式。4/

kkkk01201122mem．（•丰台区一模）我国的东方超环EAST是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。装中的中性化室将加速到很高能量的离子束变成中性粒子束，注入到发生聚变反应的等离子体中，将等子体加热到发生聚变反应所需点火温度。没有被中性化的高能带电离子对实验装置有很大的破坏作用，因此要利剩余离子偏转系统将所有带电离子从粒子束剥离出来。剩余离子电偏转系统的原理如图所示，让混合子束经过偏转电场，未被中性化的带电离子发生偏转被极板吞噬，中性粒子继续沿原有方向运动被注入到kkkk01201122mem子束中的带电离子主要由动能为E、、的种正离子组。所有离子的电荷量均为q，质量均为m两极板间电压为U间距为d（1若离子的动能由场加速获得，其初动能为零，求加速电压U；（2要使三种带电离子都被极板吞噬，求：a离子在电场中运动的最长时间；．偏转极板的最短长度；（3剩余离子偏转系统还可以利用磁偏转进行带电离子的剥离。如图所示，粒子束宽度为d，吞噬板长为。要使三种能量的离子都能打到吞噬板上，求磁感应强度大小的取值范围。．（2021•石山区一模）利用电场来加速和制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有广泛的用。如图所示，、为直置的平行金属板S、为板上正对的小孔，两板间所加电压为U，金属板P和水放置在N板侧，关于小孔S、所在直线对称，两板间加有恒定的偏转电压。现有一质子（H）和α粒（）从小孔处后由静止释放，经加速后穿过小孔S水平向右进入偏转电场。已知α子的质量为，电荷量为q。（1求α粒进入偏转电场时的速度大小；（2请判断质子和α粒在偏转电场中的运动轨迹是否相同，并说明理由；（3交换M、两的性，使大量电子加速后连续不断地穿过小孔水向右进入偏转电场，且进入偏转电场的速度均为v＝m/s。已知极板Q的长度L，间距d＝3，两极板间改为频率为50Hz交变电压＝sinπt（V）。电子质量

31

kg，电荷量e1.6×1019

C。要在偏转极板的右侧始终能检测到电子，求U满的条件。5/

ABAB．（丰台区一模）守恒是物理学中的重要思想。请尝试用守恒思分析问题。如图所示，将带正电荷Q的导体球近不带电的导体。沿虚线将导体分成AB两分，这两部分所带电荷量分别为Q、Q。断这两部分电荷量的正负及大小关系，并说明理由。6/

BAABABABpPApACp2021京高三一模物BAABABABpPApACp一选题共7小题）．【分析】点电荷形成的电场，离场源电荷越远，电场强度越小，电场力越小。对正点电荷电势减小，电势能也减小。点电荷形成的电场非匀强电场，利用电势与电场强度关系求解。电势的定义式求解电势。【解答】解：A、电荷产生的电场场强

＞r知＞，F＝可F＞，该试探电荷在A点受到的静电力较大，故A错。B由沿着电场线方向电势逐渐降低可知φ＞，由E＝φ知，E＞，该试探荷在A点有的电势能较大，故B错。C、

知，间电场强度逐渐减小，故无法用，故误；D、A、点之间的电势差；故选：D。【点评】明确点电荷电场线的分布，电场线与电势的关系，是解题的关键。．【分析】两个等量同种电荷，它们在点O处产生的电强度大小相等，方向相反BC连上每一点（除B点）电场线方向由B指C根据电场力做功正负，判断电势能的变化：电场力做负功，电荷的电势能增加．【解答】解：A、个等量同种电荷，方向相，则中点的电场强度为零，故A错；、连线的电场先方向从A向B，将一带电量为q的点电荷自A沿线移到B再沿直线移到，电势能增加＝可φ＞。故B正，错；故选：。【点评】对等量同种电荷和等量异种电荷的电场线和等势面分布情况和特点要熟悉，考试常常做章．．【分析】同一等势面上各点电势相同，顺着电场线方向电势降低．根据＝分电势能的关．7/

ppABABBA122211626【解答】解：A、着电场线方向电势降低，AppABABBA122211626B电场线越密电场强度越大，故错；C、着电场线方向电势降低＝知电荷在A点电势能比在B点电势能大，故C正；D、于确定等势面之间的电势差的关系，故D错。故选：。【点评】本题关键是根据电场线及其与等势面的关系判断出电势高低、由＝来定电势能的大小．．【分析】运用几何的方法找出点电荷的置并判断电性，求出A、B点到Q的离之比由点电荷场强公式E＝

求解场强关系，并比较电势的高低。【解答】解：两条电场线延长线交于一点，即为点电荷Q的置根据电场线方向可知Q带电，设A和r，几何知识得到：＝θ根据点电荷场强公式E＝

，可得A＞E，为B点离负点电荷Q，所以φ＞，故C确错误。故选：。【点评】本题考查对点电荷电场的掌握程度，在电场问题中，画电场线、等势线及其他图形，将象问题变得直观形象，是常用方法。．【分析】将突然增大到的程中带电液滴做匀加速直线运动，接着再突然使E反，滴做匀减速直线运动，经过相等的时间返回时，两个过程的位移大小相等、方向相反，根据移公式求出突然使E反时与液滴返回到O点的度关系，再根据动量定理研究合力冲量的大小关系，根据速度关系研究动能的变化关系，根据重力做功的正负分析重力做功的关.【解答】解：液滴在重力和电场力qE作下静止，由平衡条件知，且qE＝mg。将E大为后电场力＞qE＝，则E反前液滴将沿竖直向上的方向运动。8/

217211422627222G22G28122pp设E反向前液滴运动的时间为，未速度为v217211422627222G22G28122ppE反后液滴返回O点程的加速度大小为a，v＝tx＝at﹣x＝vt﹣at联立知，＝7aA反前电场力做功为W＝，反向后液滴返回O点过程电场力做功W＝qEx则电场力做功相同；B由动能定理可知E反前液滴动能的变化量eq\o\ac(△,E)eq\o\ac(△,)＝xE反后滴返回点程动能的变化量△E＝ma，可见动能的变化量不相等；C、反前重力做功W＝mgx，E反向后重力做功W＝mgx，可见重力做功不相同；D、E反前合力的冲量大小为Imat，反后合力的冲量大小为I＝mat，可见合力冲量的大不相等。故选：A。【点评】本题考查多过程的物体运动问题，解题的关键在于分析两个返回过程初速度与末速度的系。．【分析】电场线越密，场强越大，电场线某点的切线方向表示场强的方向；电场与等势面垂直，沿电场线的方向电势降低，电场强度大的地方等差等势面密，根据E＝φ判。【解答】解：A、图可知，则A处电场强度大，故A错；B沿电场线的方向电势降低，故错；C、A电场线密，故错误；D、据＝可知，负电荷在电势高处的电势能小，所以负电荷在B点有的电势能比在A点小。故选：D。【点评】无论是电场线或是等差等势面，都是密的地方场强大，疏的地方场强小；电势高低的判方法可以根据电势的定义式来判断，但一般都是按沿电场线方向电势降低来判断。．【分析】平行金属板板间存在匀强电场，根据公式U＝Ed求两电势差．油滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，由平衡条件求解．【解答】解：A、行金属板板间存在匀强电，9/

电场力与重力平衡重力竖直向下，电场力一定竖直向上，所以油滴BC油滴恰好处于静止状态，则有mgqE＝解得该油滴的电荷量q，油滴的比荷为＝，B正；D、进了几百次的测量以后，但都是某个最小电荷量的整数倍，也就是电子的电荷量，故D错；故选：。【点评】本题是带电体在电场中平衡问题，掌握U和衡条件，即正确求解．二实题共1小题）．【分析】（1）电阻箱的读数注意乘以相应的倍率；结合电容器充放电的特点可知与电源正极相连带正电、与负极相连带负电；（2类比恒定电流下I﹣图象与坐标轴所围面积的意义；由电容器的定义式，以求出电容；（3分析I﹣图参数的所代表的物理意义。【解答】解：（1）电阻箱的读数为R＝＝电器的极与电源的正极相连。（2如果该电流是恒定电流，可以知道It图象与坐标轴所围面积代表的是通过某一截面的电荷量，此矩形的面积近似等于时间eq\o\ac(△,t)eq\o\ac(△,)内过的荷量。曲线与坐标轴所围的部分含有方格数是（42间）4

＝5

，则整个过程电容器放出的电量为＝45×8×105＝3.6×10C（3.36×10

～3

C

均正确）。由电容器的定义式可得电容器的电容大小为：（F～6）（3调整电阻后开关拨到2的间，因为电容器两极间的初始电压U等电源电动势而不变，由初始电流值变小，由电容定义式，电容器所带的电荷总量不变，故A正。

，知10/

CCD18增大电容时，由＝知容器的电荷增多，虚线应该在实线上方，电容器两端的电压值还等于电源电动势，由，BC错误。CCD18【点评】要充分熟悉与电容器相关公式，掌握一定的电学实验知识。三计题共4小题）．【分析】（1）①根据点电荷在电场中所受电场力大小为

和，解电场强度的表达式；②根据电场的叠加求解点的电场强度的大小的表达式。（2①根据单位时间喷出的水的体积与时间的关系求解水的流速表达式；②根据喷头在C点起的流速类比求解吸收器在点引起的流速，利用类似于电场的叠加原理，求解C点的实际流速。【解答】解：（1）①在距该正点电荷处置探电荷其所受电场力大小为电场强度大小的定义为联立以上两式得②根据电场的叠加C点电强度的大小的达式为如图所示，过C作A，交某条电场线于点斜向上方，因此＞（2①当喷头单独存在时，喷头向空间各方向均匀喷水，在距喷头r处流速度大小为v，则eq\o\ac(△,v)⋅4eq\o\ac(△,⋅)eq\o\ac(△,)t因此，在距喷头处的流速大小为②喷头在点引起的流速为吸收器在点引起的流速为当喷头和吸收器都存在时，类似于电场的叠加11/

C151520k答：（）点场强大小E的表达式；C151520k②点的电场强度的大小的达式为E＝k

，q＞q（2①距离喷头为r处流速大小v的达式②点处水流速大小v的表达v＝

【点评】本题主要是考查涉及点电荷电场的知识，本题是采用类比的方法进行分析，注意电场是，叠加时运用平行四边形定则。．【分析】1）在加速电场中，根据动能定理求得加速电压；（2所有离子达到极板上，运动时间最长的离子偏转距离为，根据类平抛运动求得时间；上极板左边缘进入的全能量离子要恰好达到下极板的右边缘，此过程离子水平方向飞行的距离即为极板最短长度根据运动学公式求得；（3离子束上边缘进入三分之一能量离子到达板上边缘，半径最小，磁感应强度最大，离子束下边缘进入全部能量离子到达吞噬下边缘，半径最大，磁感应强度最小，洛伦兹力提供向心力，即可求得感应强度的范围。【解答】解：（1）在加速电场中，根据动能定理得﹣0解得（2a.所有离子达到极板上，运时间最长的离子偏转距离为d离子在偏转电场中的加速度为＝联立解得：要使所离子都能被极板吞噬，上极板左边缘进入的全能量离子要恰好达到下极板的右边缘，根据Lvt联立解得L（2由分析可知，离子束上边缘进入三分之一能量离子到达板上边缘，磁感应强度最大12/

132k6132k6洛伦兹力提供向心力，则其中联立解得：＝离子束下边缘进入的全部能量离子到达吞噬下边缘，半径最大，此时洛伦兹力提供向心力：其中＝联立解得：＝磁感应强度大小的取值范围为。答：（）若离子的动能E由场加速获得，其初动能为零为；（2．离子在电场中运动的最长时为；．偏转极板的最短长度为；（3磁感应强度大小的取值范围为。【点评】对于带电粒子在电场荷磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量；对于带电粒子在电场中运动时，一般