2016年高考物理真题分类汇编选修3-1静电场

2016年高考物理试题分类汇编：静电场[2016上海24].如图，质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态。施加一水平向右的匀强电场后，A向右摆动，摆动的最大角度为60°，则A受到的电场力大小为。在改变电场强度的大小和方向后，小球A的平衡位置在α=60°处，然后再将A的质量改变为2m，其新的平衡位置在α=30°处，A受到的电场力大小为。【答案】33mg；mg[2016理综I-14]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[答案]D[解析]由4πrSCkd可知，当云母介质抽出时，r变小，电容器的电容C变小；因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据QCU可知，当C减小时，Q减小。再由UEd，由于U与d都不变，故电场强度E不变，答案为D[考点]电容器的基本计算[2016理综I-20]如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知（）A.Q点的电势比P点高B.油滴在Q点的动能比它在P点的大C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小[答案]AB[解析]由于匀强电场中的电场力和重力都是恒力，所以合外力为恒力，加速度恒定不变，所以D选项错。由于油滴轨迹相对于过P的竖直线对称且合外力总是指向轨迹弯曲内侧，所以油滴所受合外力沿竖直方向，电场力竖直向上。当油滴得从P点运动到Q时，电场力做正功，电势能减小，C选项错误；油滴带负电，电势能减小，电势增加，所以Q点电势高于P点电势，A选项正确；在油滴从P点运动到Q的过程中，合外力做正功，动能增加，所以Q点动能大于P点，B选项正确；所以选AB。带电粒子在复合场中运动、曲线运动中物体受力特点、带电粒子电场力做功与电势能的关系、电势能变化与电势变化的关系。[2016全国II-15].如图，P为固定的点电荷，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A.aaabac，vavcvbB.aaabac，vbvcvaC.abacaa，vbvcvaD.abacaa，vavcvb【答案】D【解析】试题分析：在点电荷的电场中，场强大小，由图可知，可得，而带电粒子运动的加速度，则；而由动能定理：可知电场力做负功，动能减小，由图，则vavcvb，故选D.考点：点电荷的电场、带电粒子在电场中的运动[2016上海11].国际单位制中，不是电场强度的单位是（A）N/C（B）V/m（C）J/C（D）T.m/s【答案】C【解析】由公式FEq可知，电场强度单位为N/C，选项A是电场强度单位；由公式UEd可知，V/m也是电场强度单位，选项B也是电场强度单位；由qEqvB可得EvB，故T.m/s也是2QEkracbrrracbEEEqEamacbaaakqUEabcbUU电场电场强度单位，选项D也是电场强度单位；由公式WUq可知，J/C是电势差单位，故选项C正确。[2016海南6].如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电。一电荷量为q（q0）的粒子在电容器中靠近下极板处。以初动能0kE竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为A．k04EqdB．k02EqdC．k022EqdD．k02Eqd【答案】B[2016海南10]．如图，一带正电的点电荷固定于Ｏ点，两虚线圆均以Ｏ为圆心，两实线分别为带电粒子Ｍ和Ｎ先后在电场中运动的轨迹，ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法说法正确的是Ａ．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功【答案】ABC[2016全国III-15]、关于静电场的等势面，下列说法正确的是A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功【答案】B【解析】试题分析：等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，故A错误；电场线与等势面垂直，B正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C错误；将负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力方向是从低电势指向高电势，所以电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，D错误；考点：考查了电势，等势面，电场力做功[2016江苏3]一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是（）（A）A点的电场强度比B点的大[来源:学#科#网]（B）小球表面的电势比容器内表面的低（C）B点的电场强度方向与该处内表面垂直（D）将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功不同【答案】C[2016浙江14].以下说法正确的是A．在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低B．外力对物体所做的功越多，对应的功率越大C．电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比D．在超重和失重现象中，地球对物体的实际作用力发生了变化【答案】A考点：电势；功率；电容器；超重和失重[2016浙江15].如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，A．此时A带正电，B带负电B．此时A电势低，B电势高C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合【答案】C【解析】试题分析：由于静电感应可知，A左端带负电，B右端带正电，AB的电势相等，选项AB错误；若移去C，则两端的感应电荷消失，则贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷仍然存在，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误；故选C．考点：静电感应[2016浙江19].如图所示，把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触，棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开，平衡时距离为0.12m。已测得每个小球质量是-48.010kg，带电小球可视为点电荷，重力加速度210m/sg，静电力常量9229.010Nm/CkA．两球所带电荷量相等B．A球所受的静电力为1.0×10-2NC．B球所带的电荷量为84610CD．A、B两球连续中点处的电场强度为0【答案】ACD考点：物体的平衡；库仑定律；电场强度[2016天津]4、如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，pE表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则A、增大，E增大B、增大，pE不变C、减小，pE增大D、减小，E不变【答案】D考点：电容器；电场强度；电势及电势能[2016上海28].(7分)“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。（1）（单选题）该实验描绘的是（A）两个等量同种电荷周围的等势线（B）两个等量异种电荷周围的等势线（C）两个不等量同种电荷周围的等势线（D）两个不等量异种电荷周围的等势线【答案】B【解析】该实验中，用A、B两个接线柱分别接在电源的正负极上，一个带正电另外一个带负点，模拟等量异种电荷产生的电场，所以选项B正确。（2）（单选题）实验操作时，需在平整的木板上依次铺放（A）导电纸、复写纸、白纸（B）白纸、导电纸、复写纸（C）导电纸、白纸、复写纸（D）白纸、复写纸、导电纸【答案】D【解析】在实验中，最上边一层是导电纸，这样才可以使A、B接线柱电流通过导电纸；接下来依次是复写纸和白纸，实验过程中在导电纸上找到电势相同的点，需要用探针在导电纸上作标记，标记通过复写纸就印到最下层的白纸上。（3）若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点（f、d连线与A、B连线垂直）时，示数小于零。为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针（选填：“向左”或“向右”）移动。【答案】向右【解析】据题意，只有当指针示数为零时才说明两点的电势相等，现在保持红色探针与d点接触，为了保证电压表示数为零，需要使黑色探针与红色探针电势相等，则要把黑色探针向右移动。[2016四川9].（15分）中国科学家2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依此向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106m/s，进入漂移管E时速度为1×107m/s，电源频率为1×107Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2.质子的荷质比取1×108C/kg。求：（1）漂移管B的长度；（2）相邻漂移管间的加速电压。【答案】（1）0.4m（2）4610V（2）设质子进入漂移管E的速度为Ev，相邻漂移管间的加速电压为U，电场对质子所做的功为W，质子从漂移管B运动到E电场做功W＇，质子的电荷量为q、质量为m，则WqU④3WW⑤221122EBWmvmv⑥联立④⑤⑥式并代入数据得4610VU⑦考点：动能定理[2016上海32].（14分）如图（a），长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量Q=71.810C；一质量m=0.02kg，带电量为q的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线II所示，其中曲线II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范围可近似看作直线。求：（静电力常量92910Nm/Ck）（1）小球B所带电量q;（2）非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E；（3）在合电场中，x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U。（4）已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时，最远可以运动到x=0.4m。若小球在x=0.16m处受到方向向右，大小为0.04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的做小距离s是多少？【答案】（1）6110C（2）4310N/C（3）800v（4）0.065m【解析】（1）由图可知，当x=0.3m时，120.018qQFkx==N因此261110FxqkQ-==?C（2）设在x=0.3m处点电荷与小球间作用力为F2，F合=F2+qE因此2460.0120.018N/C310N/C110FFEq----===-?´合电场在x=0.3m处沿细秆方向的电场强度大小为3´410N/C，方向水平向左。由图可知小球从0.4mx到0.8mx处电场力做功3W=－0.004×0.4=31.610J由动能定理1W+2W+3W+Fs外=0解得s=123=0.065m外[2016北京23]如图所示，电子由静止开始经加速