2019-2020年高考物理試題分項版匯編系列 專題09 靜電場(含解析).doc
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2019-2020年高考物理試題分項版匯編系列 專題09 靜電場(含解析) 一、單選題 1.如圖所示,在電場有M、N兩點(diǎn),則( ?。? A. M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的電勢高 B. M點(diǎn)的電場強(qiáng)度比N點(diǎn)的電場強(qiáng)度大 C. 正電荷在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的電勢能大 D. 負(fù)電荷從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn),電場力不做功 【答案】 B 綜上所述本題答案是:B 2.如圖所示,在水平放置兩平行金屬板M、N之間的P點(diǎn),固定有一個帶電荷量為-q的點(diǎn)電荷,兩金屬板通過電阻R接到直流電源上,其中N板接地.( ) A. 當(dāng)保持其它條件不變,而將M板向上移動的過程中,金屬板帶電荷量將增加 B. 當(dāng)保持其它條件不變,而將M板向上移動的過程中,通過R的電流方向是b指向a C. 當(dāng)保持其它條件不變,而將M板向上移動到某處穩(wěn)定后與移動前相比,p處點(diǎn)電荷的電勢變小 D. 當(dāng)保持其它條件不變,而將M板向上移動到某處穩(wěn)定后與移動前相比,p處點(diǎn)電荷的電勢能變小 【答案】 C 【解析】試題分析:當(dāng)保持其它條件不變,而將M板向上移動的過程中,d增大,根據(jù)可知,電容C減小,因U不變,根據(jù)可知,電荷量減小,通過R的電流向右,即a指向b,故AB錯誤;由于電容器兩端的電勢差不變,將M板向上移動,d增大,根據(jù)可知,電場強(qiáng)度減小,根據(jù),可知pN間的電勢差減小,又,且N點(diǎn)電勢為零,則p點(diǎn)的電勢減小,根據(jù),電荷為負(fù)電荷,則在p點(diǎn)的電勢能變大.故C正確,D錯誤.故選C. 【點(diǎn)睛】電容器和電源相連,兩端的電勢差不變,通過電容的變化,結(jié)合Q=CU得出電荷量的變化,通過電容器帶電量的變化確定通過R的電流流向.結(jié)合電場強(qiáng)度的變化,得出pN間電勢差的變化,從而確定p點(diǎn)電勢的變化,得出p點(diǎn)電勢能的變化. 3.帶有等量異種電荷的一對平行金屬板,上極板帶正電荷.如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大,即使在兩極板之間,它們的電場線也不是彼此平行的直線,而是如圖所示的曲線(電場方向未畫出).虛線MN是穿過兩極板正中央的一條直線.關(guān)于這種電場,以下說法正確的是( ) A. 平行金屬板間的電場,可以看做勻強(qiáng)電場 B. b點(diǎn)的電勢高于a點(diǎn)的電勢 C. d點(diǎn)的電勢低于c點(diǎn)的電勢 D. 若將一正電荷從電場中的任一點(diǎn)由靜止釋放,它必將沿著電場線運(yùn)動到負(fù)極板 【答案】 C 點(diǎn)睛:解決本題關(guān)鍵掌握電場線的兩個物理意義:疏密表示場強(qiáng)的大小,方向表示電勢的高低,要明確只有電場線是直線時,電荷才能沿電場線運(yùn)動. 4.關(guān)于電場的性質(zhì)正確的是:( ) A. 電場強(qiáng)度大的地方,電勢一定高 B. 正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中電勢都為正 C. 勻強(qiáng)電場中,兩點(diǎn)間的電勢差只與兩點(diǎn)間距離成正比 D. 電場強(qiáng)度大的地方,沿場強(qiáng)方向電勢變化快 【答案】 D 【解析】A項,場強(qiáng)和電勢沒有直接關(guān)系,電場強(qiáng)度大的地方電勢不一定高,故A項錯誤。 B項,正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中電場線由正點(diǎn)電荷發(fā)出指向無窮遠(yuǎn),但本題中沒有規(guī)定哪兒為零勢點(diǎn),所以正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中電勢不一定為正,故B項錯誤。 C項,勻強(qiáng)電場中,兩點(diǎn)間電勢差與兩點(diǎn)沿電場線方向上的距離成正比,故C項錯誤。 D項,電場強(qiáng)度大的地方,電場線密集,等勢線距離小,電勢變化快,故D項正確 5.如圖所示是電容式話筒的示意圖,它是利用電容制作的傳感器,話筒的振動膜前面有薄薄的金屬層,膜后距膜幾十微米處有一金屬板,振動膜上的金屬層和這個金屬板構(gòu)成電容器的兩極,在兩極間加一電壓U,人對著話筒說話時,振動膜前后振動,使電容發(fā)生變化,使聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號,其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的( ) A. 電壓變化 B. 電量變化 C. 距離變化 D. 介質(zhì)變化 【答案】 C 【解析】人對著話筒講話時,振動膜前后振動時,介質(zhì)、正對面積沒有變化,電容器兩板間的距離發(fā)生變化,引起電容變化,使聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號,故C正確,ABD錯誤; 故選C。 6.如圖所示為航母上電磁彈射裝置的等效電路圖(俯視圖),使用前先給超級電容器C充電,彈射時,電容器釋放儲存電能所產(chǎn)生的強(qiáng)大電流經(jīng)過導(dǎo)體棒EF,EF在磁場(方向垂直紙面向外)作用下加速。則下列說法正確的是 ( ) A. 電源給電容器充電后,M板帶正電 B. 導(dǎo)體棒在安培力作用下向右運(yùn)動 C. 超級電容器相當(dāng)電源,放電時兩端電壓不變 D. 在電容器放電過程中,電容器電容不斷減小 【答案】 B 點(diǎn)睛:本題考查電容以及安培力的性質(zhì),要注意掌握左手定則以及電容的性質(zhì)等基本內(nèi)容,明確電容由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定. 7.為研究靜電除塵,有人設(shè)計了一個盒狀容器,如圖所示,容器側(cè)面是絕緣的透明有機(jī)玻璃,上下底面是金屬板。當(dāng)金屬板連接到高壓電源正負(fù)兩極時,在兩金屬板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場?,F(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi),顆粒帶負(fù)電,不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力,并忽略煙塵顆粒所受重力。下列說法正確的是( ) A. 煙塵顆粒向下運(yùn)動 B. 兩金屬板間電場方向向上 C. 煙塵顆粒在運(yùn)動過程中電勢能減少 D. 煙塵顆粒電荷量可能是電子電量的1.5倍 【答案】 C 【解析】由圖可知,極板上端為正極,下端為負(fù)極;則帶負(fù)電的顆粒受電場力向上,故帶電顆粒將向上運(yùn)動,故A錯誤;極板上端為正極,下端為負(fù)極,所以兩金屬板間電場方向向下.故B錯誤;煙塵顆粒在運(yùn)動過程中電場力做正功,電勢能減少.故C正確;帶電體的帶電量只能是元電荷的整數(shù)倍,所以煙塵顆粒電荷量不可能是電子電量的1.5倍.故D錯誤;故選C. 8.如圖,兩電荷量分別為Q(Q>0)和-Q的點(diǎn)電荷對稱地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè),a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間,b位于y軸O點(diǎn)上方。取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零,下列說法正確的是 A. O點(diǎn)的電勢為零,電場強(qiáng)度也為零 B. a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)電勢,a點(diǎn)電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場強(qiáng)度 C. 正的試探電荷在b點(diǎn)的電勢能大于零,所受電場力方向指向O點(diǎn) D. 將負(fù)的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn),必須克服電場力做功 【答案】 B 【解析】等量異種電荷連線的中垂線為一條等勢線,且電勢為零,即O點(diǎn)電勢為零,而兩電荷連線上電場方向由a指向b,根據(jù)沿電場線方向電勢降低,所以a點(diǎn)的電勢高于O點(diǎn)的電勢,即a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢,在連線上,電場強(qiáng)度先增大后減小,在O點(diǎn)電場強(qiáng)度最小,但不為零,在中垂線上,從O點(diǎn)向兩邊遞減,所以O(shè)點(diǎn)在中垂線上是電場強(qiáng)度最大的點(diǎn),故a點(diǎn)電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場強(qiáng)度,A錯誤B正確;電荷在零電勢處電勢能為零,故正的試探電荷在b點(diǎn)的電勢能為零,電場方向水平向右,C錯誤;負(fù)電荷從O向a移動過程中,電場力方向水平向左,電場力做正功,D錯誤. 9.如圖所示,P點(diǎn)固定一個帶正電荷的小球,光滑桿上套有一個帶負(fù)電的質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為點(diǎn)電荷),A、P在同一水平面上,且相互為L,當(dāng)環(huán)從A位置靜止開始下滑到C位置時速度恰好為零,B點(diǎn)是AC的中點(diǎn),已知AC間的距離為h,則 A. 在C位置時小環(huán)受到的庫侖力為 B. 從A到C,小環(huán)的機(jī)械能先增大后減少 C. 從A到B和從B到C,小環(huán)克服庫侖力做的功,后者較大 D. 從A到C,小環(huán)克服庫侖力做功的功率一直增大 【答案】 C 【解析】A、在C位置時小環(huán)受到的庫侖力F,則有,,故A錯誤; B、帶正電荷的小球?qū)ж?fù)電的質(zhì)量為m的小環(huán)做負(fù)功,小環(huán)的機(jī)械能減少,故B錯誤; C、由點(diǎn)電荷周圍的電勢分布可知,距離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn),電勢減小的越慢,所以AB之間的電勢小于BC之間的電勢,小環(huán)克服庫侖力做的功在BC多,故C正確; D、在A點(diǎn),小環(huán)克服庫侖力做功的功率為0,在C點(diǎn),小環(huán)克服庫侖力做功的功率為0,小環(huán)克服庫侖力做功的功率先增大后減小,故D錯誤; 故選C。 10.如圖所示,有兩個固定的等量異種點(diǎn)電荷,a、b是它們連線的中垂線上兩個位置,c是它們產(chǎn)生的電場中另一位置,以無窮遠(yuǎn)處為電勢的零點(diǎn),則以下認(rèn)識中正確的有 A. a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)相同 B. a、b兩點(diǎn)電勢相同 C. c點(diǎn)電勢為正值 D. 將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力做負(fù)功 【答案】 B 【解析】A、a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)方向均與ac連線垂直向右,方向相同.a(chǎn)點(diǎn)處電場線比b處疏,則a場強(qiáng)比b點(diǎn)?。蔆錯誤; B、等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線是一條等勢線,所以a點(diǎn)電勢與b點(diǎn)電勢相等.故B正確; C、等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線是一條等勢線,a、b點(diǎn)處于同一等勢線上,而且這條等勢線一直延伸到無窮遠(yuǎn)處,則a、b與無窮遠(yuǎn)處電勢相等,無窮遠(yuǎn)處電勢為零,又該電場電場線由正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止,故c點(diǎn)電勢比ab電勢低,故c電勢為負(fù),故C錯誤; D、由于a、b電勢相等,故將一正電荷從b點(diǎn)移到c點(diǎn)電場力不做功,故D錯誤; 故選B; 11.如圖甲所示,Q1、Q2為兩個被固定的點(diǎn)電荷,其中Q1帶負(fù)電,a、b兩點(diǎn)在它們連線的延長線上.現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(粒子只受電場力作用),粒子經(jīng)過a、b兩點(diǎn)時的速度分別為va、vb,其速度圖象如圖乙所示.以下說法中正確的是 ( ) A. Q2帶負(fù)電 B. Q2的電量一定大于Q1的電量 C. a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢 D. 整個運(yùn)動過程中,粒子的電勢能先減小后增大 【答案】 C 【解析】A、由圖可知負(fù)電粒子速度先減小,若也帶負(fù)電,負(fù)電粒子因?yàn)榕懦饬?,速度會增大,一定帶正電,選項A錯誤; B、過了b點(diǎn)后,負(fù)電荷速度變大,說明負(fù)電荷受到排斥力大于的吸引力,所以的電量一定大于的電量,選項B錯誤; C、從速度圖象上看,可見a到b做加速度減小的減速運(yùn)動,所以負(fù)電荷應(yīng)該是沿著電場線運(yùn)動的,所以a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢,故C正確; D、整個過程動能先減小后增大,根據(jù)能量守恒得知,電勢能先增大后減小,選項D錯誤 綜上所述本題答案是:C 12.如圖所示,a、b為豎直正對放置的平行金屬板構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場,其中a板帶正電,兩板間的電壓為U,在金屬板下方存在一有界的勻強(qiáng)磁場,磁場的上邊界為與兩金屬板下端重合的水平面PQ,PQ下方的磁場范圍足夠大,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,一帶正電粒子以速度v0從兩板中間位置與a、b平行方向射入偏轉(zhuǎn)電場,不計粒子重力,粒子通過偏轉(zhuǎn)電場后從PQ邊界上的M點(diǎn)進(jìn)入磁場,運(yùn)動一段時間后又從PQ邊界上的N點(diǎn)射出磁場,設(shè)M、N兩點(diǎn)距離為x(M、N點(diǎn)圖中未畫出),從N點(diǎn)射出的速度為v,則以下說法中正確的是 A. 只增大帶電粒子的比荷大小,則v減小 B. 只增大偏轉(zhuǎn)電場的電壓U的大小,則v減小 C. 只減小初速度v0的大小,則x不變 D. 只減小偏轉(zhuǎn)電場的電壓U的大小,則x不變 【答案】 D 的夾角為θ,則由半徑公式,結(jié)合幾何關(guān)系,可得:x=2Rsinθ=,則會導(dǎo)致x不變,故D正確;故選D. 點(diǎn)睛:考查粒子做類平拋運(yùn)動與勻速圓周運(yùn)動的處理規(guī)律,掌握圓周運(yùn)動的半徑公式,注意運(yùn)動的合成與分解的方法. 13.x軸上有兩個點(diǎn)電荷Q1和Q2,Q1和Q2之間連線上各點(diǎn)電勢高低如圖曲線所示,選無窮遠(yuǎn)處電勢為零,從圖中可以看出( ) A. Q1的電荷量小于Q2的電荷量 B. Q1和Q2一定是同種電荷 C. Q1和Q2之間連線上各點(diǎn)電場強(qiáng)度方向都指向Q2 D. P處的電場強(qiáng)度為零 【答案】 C 【解析】AB、由圖象可以發(fā)現(xiàn),離Q1越近電場中的電勢越高,由此可以判斷Q1為正電荷,同理由于離Q2越近電勢越低,所以Q2為負(fù)電。選無窮遠(yuǎn)處電勢為零,根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中各點(diǎn)的電勢,在它們的連線上的p點(diǎn)的電勢也是零,Q1在p點(diǎn)的電勢為正,Q2在p點(diǎn)的電勢為負(fù),且絕對值相等,但p點(diǎn)離Q2近,所以Q1的電荷量要大于Q2的電荷量,所以A錯誤,B錯誤; C、由于Q1和Q2為異種電荷,并且Q1為正電荷,Q1在x軸正半軸上的電場方向向右;Q2為負(fù)電荷,Q2在Q1和Q2之間的電場方向也向右,所以Q1和Q2之間連線上各點(diǎn)電場強(qiáng)度方向都指向Q2,P點(diǎn)電場強(qiáng)度是Q1和Q2在p點(diǎn)產(chǎn)生的電場的和,不等于零,方向指向Q2,所以C正確,D錯誤。 故選:C。 14.一電場線在豎直平面上的分布如圖所示。電場中的A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別為、,電勢分別為、。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球,從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),A、B兩點(diǎn)間的高度差為h。小球經(jīng)過A點(diǎn)時的速度大小為,運(yùn)動至B點(diǎn)時的速度大小為,該過程的速度偏向角為α,電場力做功為W,則以下判斷中正確的是( ) A. > B. < C. 如果電荷為負(fù)電荷,則> D. 【答案】 D 【解析】AB、由電場線的疏密可判斷出EA<EB,由電場線的方向可判斷出φA>φB,故AB錯誤; CD、從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),由動能定理得,電場力做功為,故D正確,如果電荷為負(fù)電荷,電場力做負(fù)功,,重力做正功,,大小無法確定,所以和的大小無法判斷,故C錯誤; 故選D。 15.以兩個等量同種正電荷的連線的中點(diǎn)為圓心,在連線的中垂面上做出兩個同心圓如圖所示,兩個圓上有三個不同的點(diǎn)M、N、P,下列說法中正確的是( ) A. N點(diǎn)電勢一定小于M點(diǎn)的電勢 B. N點(diǎn)場強(qiáng)一定大于M點(diǎn)的場強(qiáng) C. 一個電子在M點(diǎn)的電勢能和在P點(diǎn)的電勢能相等 D. 一個電子在N點(diǎn)的電勢能比在P點(diǎn)的電勢能大 【答案】 C 【解析】A、兩個等量同種正電荷的連線的中點(diǎn)為圓心,在連線的中垂面上做出兩個同心圓,由疊加原理得,O點(diǎn)的電勢最高,無窮遠(yuǎn)處的電勢為0,從O點(diǎn)經(jīng)N點(diǎn)、M點(diǎn)到無窮遠(yuǎn),電勢減小,則有N點(diǎn)電勢大于M點(diǎn)的電勢,故A錯誤; B、由疊加原理得,O點(diǎn)的場強(qiáng)為0,無窮遠(yuǎn)處的場強(qiáng)為0,從O點(diǎn)經(jīng)N點(diǎn)、M點(diǎn)到無窮遠(yuǎn),場強(qiáng)先增大后減小,N點(diǎn)、M點(diǎn)具體位置未知,場強(qiáng)大小也未知,無法判斷N點(diǎn)、M點(diǎn)場強(qiáng)大小,故B錯誤; C、M點(diǎn)和P點(diǎn)在同一個圓上,M點(diǎn)電勢等于P點(diǎn)的電勢,電子在M點(diǎn)的電勢能和在P點(diǎn)的電勢能相等,故C正確; D、N點(diǎn)電勢大于M點(diǎn)的電勢,M點(diǎn)電勢等于P點(diǎn)的電勢,則有N點(diǎn)電勢大于P點(diǎn)的電勢,電子在N點(diǎn)的電勢能比在P點(diǎn)的電勢能小,故D錯誤; 故選C。 16.某靜電場中有一條電場線與x軸重合,縱軸φ表示該條電場線上對應(yīng)各點(diǎn)的電勢φ隨x的變化規(guī)律,如圖所示.x軸上坐標(biāo)為x1=-x0點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度大小分別為φ1和E1,坐標(biāo)x2=x0點(diǎn)的電勢和電場強(qiáng)度大小分別為φ2和E2,下列有關(guān)判斷正確的是( ) A. φ1>φ2,E1>E2 B. φ1<φ2,E1>E2 C. φ1>φ2,E1<E2 D. φ1<φ2,E1<E2 【答案】 B 【解析】由題意可知電場線方向沿x負(fù)方向,沿著電場線方向電勢降低,故有φ1<φ2,A、C錯;在φx圖象中某點(diǎn)的斜率表示電場強(qiáng)度的大小,故有E1>E2,故B正確; 綜上所述本題答案是:B 17.兩個不規(guī)則帶電導(dǎo)體間的電場線分布如圖所示,已知導(dǎo)體附近的電場線均與導(dǎo)體表面垂直,a、b、c、d為電場中幾個點(diǎn),并且a、d為緊靠導(dǎo)體表面的兩點(diǎn),選無窮遠(yuǎn)為電勢零點(diǎn),則( ) A. 場強(qiáng)大小關(guān)系有Eb>Ec B. 電勢大小關(guān)系有φb<φd C. 將一負(fù)電荷放在d點(diǎn)時其電勢能為負(fù)值 D. 將一正電荷由a點(diǎn)移到d點(diǎn)的過程中電場力做正功 【答案】 D 綜上所述本題答案是:D 18.在某勻強(qiáng)電場中有M、N、P三點(diǎn),在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的三角形中,∠M=30、∠P=90,直角邊NP的長度為4 cm。已知電場方向與三角形所在平面平行,M、N和P點(diǎn)的電勢分別為3 V、15 V和12 V。則電場強(qiáng)度的大小為( ) A. B. C. D. 【答案】 A 【解析】 過P點(diǎn)作斜邊MN的垂線交MN于O點(diǎn),如圖所示 由幾何知識可知N、O間的距離NO=2 cm,M、O間的距離MO=6 cm,由勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)得O點(diǎn)的電勢為,即O、P在同一等勢面上,由電場線與等勢面的關(guān)系和幾何關(guān)系知:,故A正確。 綜上所述本題答案是:A 19.如圖所示,P、Q是兩個電荷量相等的異種點(diǎn)電荷,在其電場中有a、b、c三點(diǎn)在一條直線上,平行于P、Q的連線,b在P、Q連線的中垂線上,ab=bc,下列說法正確的是( ) A. 電勢:φa>φb>φc B. 電勢:φa>φc>φb C. 電場強(qiáng)度:Ea>Eb>Ec D. 電場強(qiáng)度:Eb>Ea>Ec 【答案】 A 【解析】根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場線的分布特點(diǎn)知,a、c兩點(diǎn)對稱,場強(qiáng)大小相等,由a、c兩點(diǎn)處的電場線分布比b點(diǎn)處的密,故a、c兩點(diǎn)處的場強(qiáng)大于b點(diǎn)處的場強(qiáng),沿著電場線方向電勢逐漸降低,故A正確; 綜上所述本題答案是:A 20.將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用絕緣細(xì)線相連,豎直懸掛于O點(diǎn),其中球a帶正電、電荷量為q,球b不帶電,現(xiàn)加一電場強(qiáng)度方向平行豎直平面的勻強(qiáng)電場(沒畫出),使整個裝置處于平衡狀態(tài),且繃緊的絕緣細(xì)線Oa與豎直方向的夾角為θ=30,如圖所示,則所加勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小可能為( ) A. B. C. D. 【答案】 B 【解析】取小球a、b整體作為研究對象,則受重力2mg、懸線拉力FT和電場力F作用處于平衡,此三力滿足如圖所示的三角形關(guān)系, 由圖知F的最小值為,由,知,故B對 綜上所述所述本題答案是:B 21.一對正、負(fù)電子可形成一種壽命比較短的稱為“電子偶素”的新粒子。電子偶素中的正電子與負(fù)電子都以速率v繞它們連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動。假定玻爾關(guān)于氫原子的理論可用于電子偶素,電子的質(zhì)量m、速率v和正、負(fù)電子間的距離r的乘積也滿足量子化條件,即,式中n稱為量子數(shù),可取整數(shù)值1、2、3、,h為普朗克常量。已知靜電力常量為k,電子質(zhì)量為m、電荷量為e,當(dāng)它們之間的距離為r時,電子偶素的電勢能,則關(guān)于電子偶素處在基態(tài)時的能量,下列說法中正確的是() A. B. C. D. 【答案】 C 【解析】試題分析:由正負(fù)電子的庫侖力提供向心力,從而求出電子的動能;由題意可知,系統(tǒng)的電勢能,及電子的動能,可求得n=1時,“電子偶素”的能量. 設(shè)n=1時電子運(yùn)轉(zhuǎn)軌道半徑為,此時正負(fù)電子間庫侖力,此庫侖作為向心力,由題中量子化理論可知,n=1時,聯(lián)立上式可得,由題意可知,系統(tǒng)的電勢能,每個電子動能,系統(tǒng)的能量,聯(lián)立可得,C正確. 22.在某一靜電場中建立x軸,其電勢隨坐標(biāo)x變化的圖線如圖所示。若將一帶負(fù)電的粒子(重力不計)從坐標(biāo)原點(diǎn)O處由靜止釋放,電場中P、Q兩點(diǎn)位于x軸上,其橫坐標(biāo)分別為lcm、4cm。則下列說法正確的是( ?。? A. 粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時,動能相等 B. 粒子經(jīng)過P、Q兩點(diǎn)時,加速度大小之比1:1 C. 粒子經(jīng)過P、Q兩點(diǎn)時,電場力功率之比1:1 D. 粒子恰能運(yùn)動到離原點(diǎn)12cm處 【答案】 A 【解析】A、由圖可知,橫坐標(biāo)為1cm和4cm的P、Q兩點(diǎn)電勢相等,粒子經(jīng)過P點(diǎn)到Q點(diǎn)的過程中,電場力做功為零,動能相等,A正確; B、φ?x圖象的斜率大小等于場強(qiáng)E.,則知P點(diǎn)的場強(qiáng)為Q點(diǎn)的場強(qiáng)的二倍,電場力為二倍,加速度之比為2:1,B錯誤; C、根據(jù)功率P=Fv,功率之比為2:1,C錯誤; D、根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知,0?2cm內(nèi),電場線沿x軸負(fù)方向,粒子所受的電場力方向沿x軸正方向做加速運(yùn)動;在2?6cm內(nèi)電場線沿x軸正方向,粒子所受的電場力方向沿x負(fù)方向做減速運(yùn)動,6cm處粒子的速度為零;然后粒子向左先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動。 即在0?6cm間做往復(fù)運(yùn)動。故D錯誤。 故選:A。 23.如圖所示,兩根等長帶電棒放置在第一、二象限,其端點(diǎn)在兩坐標(biāo)軸上,棒與坐標(biāo)軸圍成等腰直角三角形.兩棒帶電量相等,且電荷均勻分布,此時O點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為2E.撤去其中一根帶電棒后,O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小變?yōu)椋ā 。? A. B. C. E D. 【答案】 D 點(diǎn)睛:先把帶電棒等效成點(diǎn)電荷,利用點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)進(jìn)行矢量求解解可。 24.如圖所示,在光滑絕緣的水平面上固定兩個等量負(fù)點(diǎn)電荷A和B,O點(diǎn)為AB連線的中點(diǎn),C、D為AB連線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩個點(diǎn),且CO=OD=L.一帶正電的可視為點(diǎn)電荷的小球以初速度v0從C點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn).設(shè)O點(diǎn)的電勢φ0=0,取C點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),向右為x軸的正方向,下列關(guān)于小球的電勢能Ep、小球的動能Ek、電勢φ、電場強(qiáng)度E隨小球運(yùn)動的位移x變化的圖象,可能正確的是( ) A. A B. B C. C D. D 【答案】 B 【解析】AC、從C點(diǎn)到D點(diǎn),電場線方向先向左后向右,則電勢先升高后降低,則小球的電勢能先增大后減小,小球在C、D兩點(diǎn)處的電勢能相同,故A、C錯誤; B、由于小球的電勢能先增大后減小,在C、D兩點(diǎn)處的電勢能相同,由能量守恒定律得知,動能先減小后增大,在C、D兩點(diǎn)處的動能相同,故B正確; D、設(shè)AC=BD=r,點(diǎn)電荷A和B的電荷量大小為Q,則當(dāng)位移為x時,由數(shù)學(xué)知識得知E與x是非線性關(guān)系,圖象是曲線,故D錯誤。 故選:B。 25.如圖所示,在真空中電荷量相等的離子P1、P2分別以相同初速度從O點(diǎn)沿垂直于電場強(qiáng)度的方向射入勻強(qiáng)電場,粒子只在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),P1打在極板B上的C點(diǎn),P2打在極板B上的D點(diǎn).G點(diǎn)在O點(diǎn)的正下方,已知GC=CD,則離子P1、P2的質(zhì)量之比為( ) A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4 【答案】 D 【解析】設(shè)離子的初速度為v0,電荷量為q,質(zhì)量為m,加速度為a,運(yùn)動的時間為t,則加速度a=,離子運(yùn)動的時間,由于GC=CD,所以飛行的時間之比t1∶t2=1∶2,離子的偏轉(zhuǎn)量,因?yàn)镻1帶電荷量與P2的帶電荷量相同,可得P1、P2的質(zhì)量之比m1∶m2為1∶4,D正確,ABC錯誤 故選:D。 26.如圖所示,A、B為平行金屬板,兩板相距為d且分別與電源兩極相連,兩板的中央各有一小孔M和N.今有一帶電質(zhì)點(diǎn),自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上),空氣阻力忽略不計,到達(dá)N孔時速度恰好為零,然后沿原路返回.若保持兩極板間的電壓不變,則下列說法不正確的是( ) A. 把A板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回 B. 把A板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落 C. 把B板向上平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回 D. 把B板向下平移一小段距離,質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落 【答案】 B 【解析】AB、因質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N孔時速度恰為零,由動能定理得mg2d-qU=0,因極板一直與電源兩極連接,電壓U一直不變,當(dāng)A板上移、下移時,滿足qU-mgh=0的條件,即h=2d,則質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N孔時速度恰好為零,然后按原路返回,A正確,B錯誤; C、當(dāng)把B板上移后,設(shè)質(zhì)點(diǎn)仍能到達(dá)B板,則由動能定理得mgh-qU=mv2,因B板上移后h<2d,所以mgh<qU,即看似動能為負(fù)值,實(shí)際意義為在此之前物體動能已為零,將沿原路返回,C正確; D、把B板下移后,有mgh′-qU=mv2>0,即質(zhì)點(diǎn)到達(dá)N孔時仍有向下的速度,將穿過B板繼續(xù)下落,D正確; 本題選擇錯誤答案,故選:B。 點(diǎn)睛:移動A板或B板后,質(zhì)點(diǎn)能否返回P點(diǎn)的關(guān)鍵是質(zhì)點(diǎn)在A、B間運(yùn)動時到達(dá)B板之前速度能否減為零,如能減為零,則一定沿原路返回P點(diǎn);如不能減為零,則穿過B板后只受重力,將繼續(xù)下落。根據(jù)動能定律判斷即可。 27.a(chǎn)b是長為l的均勻帶電細(xì)桿,P1、P2是位于ab所在直線上的兩點(diǎn),位置如圖所示。ab上電荷產(chǎn)生的電場在P1處的場強(qiáng)大小為E1,在P2處的場強(qiáng)大小為E2.則下列說法中正確的是( ?。? A. 兩處的電場方向相反,E1<E2 B. 兩處的電場方向相反,E1>E2 C. 兩處的電場方向相同,E1<E2 D. 兩處的電場方向相同,E1>E2 【答案】 A 【解析】 如圖,在桿上取a關(guān)于P1的對稱點(diǎn)則,之間的電荷在P1處的場強(qiáng)恰好抵消,即P1處的場強(qiáng)是由部分的電荷產(chǎn)生;P2處的場強(qiáng)可看成由桿上的之間的電荷在P2處的場強(qiáng)和桿上的之間的電荷在P2處的場強(qiáng)的疊加;之間的電荷在P1處、P2處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等、方向相反,桿上的之間的電荷和桿上的之間的電荷在P2處產(chǎn)生的場強(qiáng)方向相同。綜上,兩處的電場方向相反,E1<E2 點(diǎn)睛:電場的疊加遵循的是平行四邊形定則。在桿產(chǎn)生電場的場強(qiáng)問題中要注意對稱性的利用。 28.如圖所示在光滑、絕緣的水平面上,沿一直線依次排列三個帶電小球A、B、C(可視為質(zhì)點(diǎn)).若它們恰能處于平衡狀態(tài).那么這三個小球所帶的電荷量及電性的關(guān)系,下面的情況可能的是( ?。? A. 3、-2、6 B. -9、4、-36 C. -3、2、8 D. 4、9、36 【答案】 B 【解析】題中要求三個小球均能處于平衡狀態(tài),則要使A平衡,BC所帶電性相反(BC對A的力方向必須相反);同理,則要使C平衡,AB所帶電性相反;綜上,電荷電性需滿足“兩同夾異”,排除CD A:若A選項正確: 對小球B受力分析,則,代入數(shù)據(jù)得: 對小球A受力分析,則,代入數(shù)據(jù)得: 兩式一致,故B正確。 點(diǎn)睛:三個電荷的自平衡問題,從力的方向角度滿足“兩同夾異”,從力的大小角度滿足“兩大夾小”。 29.如圖所示的電場線,可能是下列哪種情況產(chǎn)生的( ) A. 單個正點(diǎn)電荷 B. 單個負(fù)點(diǎn)電荷 C. 等量同種點(diǎn)電荷 D. 等量異種點(diǎn)電荷 【答案】 C 【解析】試題分析:由于電場線從兩個地方發(fā)出,故場源為兩個電荷;由于電場線是從電荷出發(fā)終止到無窮遠(yuǎn),故該場源電荷為正電荷;又由于兩電荷的連線之間電場線稀疏甚至有的地方?jīng)]有電場線,故兩個場源電荷為同種電荷.綜上所述該電場線是由兩個等量正電荷產(chǎn)生的.故C正確.故選C。 考點(diǎn):等量同種點(diǎn)電荷電場 【名師點(diǎn)睛】該題目簡單,但需要同學(xué)們對電場線的特點(diǎn)比較清晰.解決此類題目的前提是熟悉課本。 30.如圖所示,為某示波管內(nèi)的聚焦電場,實(shí)線和虛線分別表示電場線和等勢線.兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn).a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為Ea和Eb,電勢分別φa和φb,電場力對兩電子做功分別為Wa和Wb,兩電子在a、b兩點(diǎn)的電勢能分別為Epa和Epb.則 A. Ea- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2019-2020年高考物理試題分項版匯編系列 專題09 靜電場含解析 2019 2020 年高 物理試題 分項版 匯編 系列 專題 09 靜電場 解析
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