1、1静电场(时间：50 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分，第 15 小题只有一个选项符合题意，第 68 小题有多个选项符合题意；全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分)1(2016浙江高考 )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
2、解析：选 C 带电体 C 靠近导体 A、 B 时， A、 B 发生静电感应现象，使 A 端带负电， B端带正电，但 A、 B 是一个等势体，选项 A、B 错误；移去带电体 C 后， A、 B 两端电荷中和，其下部的金属箔都闭合，选项 C 正确；若先将 A、 B 分开，再移去带电体 C， A、 B 上的电荷不能中和，其下部的金属箔仍张开，选项 D 错误。2.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中 A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中( )A做直线运动，电势能先变小后变大B做直线运动，电势能先变大后
3、变小C做曲线运动，电势能先变小后变大D做曲线运动，电势能先变大后变小解析：选 C 由题图等势面可知两固定的等量异号点电荷的电场分布如图所示。带负电的粒子在等量异号点电荷所产生电场中的偏转运动轨迹如图所示，则粒子在电场中做曲线运动。电场力对带负电的粒子先做正功后做负功，电势能先变小后变大，故 C 正确。3.Q1、 Q2为两个带电质点，带正电的检验电荷 q 沿中垂线向上移动时， q 在各点所受 Q1、 Q2作用力的合力大小和方向如图中细线所示(力的方向都是向左侧)，由此可以判断( )A Q2可能带负电荷2B Q1、 Q2可能为等量异种电荷C Q2电荷量一定大于 Q1的电荷量D中垂线上的各点电势相等
4、解析：选 C 由图可知带正电的检验电荷受到两个电荷的库仑力的合力方向为左上方或左下方，所以 Q2一定带正电荷， Q1可能带正电荷也可能带负电荷，且 Q2Q1，选项A、B、D 错，C 正确。4.如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间 a 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过 a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45，再由 a 点从静止释放一同样的微粒，该微粒将( )A保持静止状态B向左上方做匀加速运动C向正下方做匀加速运动D向左下方做匀加速运动解析：选 D 两板水平放置时，放置于两板间 a 点的带电微粒保持静止，带电微粒受到的电场力与重力平衡。当将两板逆时针旋转 45
5、时，电场力大小不变，方向逆时针偏转 45，受力如图，则其合力方向沿二力角平分线方向，微粒将向左下方做匀加速运动。选项 D 正确。5.如图所示，足够长的两平行金属板正对竖直放置，它们通过导线与电源 E、定值电阻 R、开关 S 相连。闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。下列说法中正确的是( )A液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线B电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大C电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越长D定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长解析：选 B 电容器充满电荷后，极板间的电压等于电源的电动势，极板间形成匀强电场，液滴受水平方
6、向的电场力和竖直方向的重力作用，合力为恒力，而初速度为零，所以液滴做初速度为零的匀加速直线运动，A 项错；电源电动势越大，则液滴受到的电场力也越大，合力越大，加速度也越大，B 项对；电源电动势越大，加速度越大，同时位移越小，运动的时间越短，C 错；定值电阻不会影响两极板上电压的大小，对液滴的运动没有影响，D 项错。6用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图，现将一正电泡沫板靠近 A 极板，然后用手触碰 A 板并迅速离开，再移开泡沫板，此时指针张开。设两极板正对面积为 S，极板间的距离为 d，静电计指针偏角为 。实验中，极板所带电荷量不变，3则( )A移开泡沫板后 A 板带负电B移
7、开泡沫板后 A 板带正电C保持 S 不变，增大 d，则 变小D保持 d 不变，减小 S，由 变大解析：选 AD 正电泡沫板靠近 A 极板后，根据静电感应原理可知 A 极板靠近泡沫板处带负电荷，用手触碰 A 极板后，大地电子流向 A 极板带上更多的负电，移走正电泡沫板后，A 极板上负电荷较多，所以带负电，A 正确，B 错误；两极板所带电荷量恒定不变，保持 S不变，增大 d，根据 C 可知 C 减小，根据 C 可知 U 增大，即 变大，C 错误；保 rS4 kd QU持 d 不变，减小 S，根据 C 可知 C 减小，根据 C 可知 U 增大，即 变大，D 正确。 rS4 kd QU7如图所示的 U
8、x 图像表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上距离的关系。若三对金属板的负极板接地，图中 x 均表示到正极板的距离，则下述结论中正确的是( )A三对金属板正极电势的关系 1 2 3B三对金属板间场强大小有 E1 E2 E3C若沿电场方向每隔相等的电势差值作一等势面，则三个电场等势面分布的关系是 1最密，3 最疏D若沿电场方向每隔相等距离作一等势面，则三个电场中相邻等势面差值最大的是1，最小的是 3解析：选 BCD 通过 Ux 图像分析可得，三对金属板的板间电势差相同，又因为金属板的负极板都接地，所以三个正极板的电势相等，A 错误。又因为板间距离不同，由 E可得 E1 E2 E3，B 正确
9、。每隔相等的电势差值作一等势面，由 d 可得，场强越大，UABd UABE等势面间距越小，分析得等势面分布的关系是 1 最密，3 最疏，C 正确。沿电场方向每隔相等距离作一等势面，由 UAB Ed 可得，场强越大，电势差越大，分析得相邻等势面差值最大的是 1，最小的是 3，D 正确。8三个电子在同一地点同时沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图，4则由此可判断( )A b 和 c 同时飞离电场B在 b 飞离电场的瞬间， a 恰好击中下极板C进入电场时， a 速度最大， c 速度最小D c 的动能增量最小， a 和 b 的动能增量一样大解析：选 BD b、 c 在竖直方向上做匀加速运动且位移关系为：
10、yc yb，根据 y at212可知 tc tb，故 A 错误；三个电子的质量和电荷量都相同，则知加速度相同， a、 b 两电子在竖直方向上的位移相等，根据 y at2，可知运动时间相等，故 B 正确；在垂直于电场12方向即水平方向，三个电子做匀速直线运动，则有： x vt，由题图可知 xc xb，由上可知tc tb，则 vc vb，根据 ta tb，因为 xb xa，则可得： vb va，所以有： vc vb va，故C 错误；根据动能定理知，电场力对 a、 b 两电子做功一样多，所以动能增加量相等，电场力对 c 电子做功最少，动能增加量最小，故 D 正确。二、计算题(本题共 3 小题，共
11、52 分)9(15 分)如图，一质量为 m、电荷量为 q(q0)的粒子在匀强电场中运动， A、 B 为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在 A 点的速度大小为 v0，方向与电场方向的夹角为 60；它运动到 B 点时速度方向与电场方向的夹角为 30。不计重力。求 A、 B 两点间的电势差。解析：设带电粒子在 B 点的速度大小为 vB。粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vB sin 30 v0sin 60由此得vB v03设 A、 B 两点间的电势差为 UAB，由动能定理有qUAB m(vB2 v02)12联立式得UAB mv02q答案：mv02q510(17 分)如图所示，在 x0 的空间中，存
12、在沿 x 轴正方向的匀强电场 E；在 x0的空间内，存在沿 x 轴负方向的匀强电场，场强大小也等于 E，一电子( e， m)在 x d 处的 P 点以沿 y 轴正方向的初速度 v0开始运动，不计电子重力。求：(1)电子在 x 轴方向的分运动的周期；(2)电子运动的轨迹与 y 轴的各个交点中，任意两个相邻交点之间的距离 l。解析：(1)设电子从射入到第一次与 y 轴相交所用时间为 t，则有 d t2，解得12 Eemt 。2mdEe所以，电子在 x 方向分运动的周期为 T4 t4 。2mdEe(2)在竖直方向上有 y v0t v0 ，电子运动的轨迹与 y 轴的各个交点中，任意两个2mdEe相邻交
13、点之间的距离 l2 y2 v0 。2mdEe答案：(1)4 (2)2 v02mdEe 2mdEd11(20 分)如图所示，一对半径均为 R1的金属板 M、 N 圆心正对平行放置，两板距离为 d， N 板中心镀有一层半径为 R2的圆形锌金属薄膜，d R2 R1，两板之间电压为 UMN，两板之间真空且可视为匀强电场。 N 板受到某种单色光照射后锌金属薄膜表面会发射出最大速率为 v，方向各异的电子，已知电子的电荷量为 e，质量为 m，每秒稳定发射 n 个电子。电子在板间运动过程中无碰撞且不计电子的重力和电子间相互作用，电子到达 M 板全部被吸收。 M 板右侧串联的电流表可以测量到通过 M 板的电流
14、I。试求：(1)当 UMN取什么值时， I 始终为零；(2)当 UMN取什么值时， I 存在一个最大值，并求这个最大值。解析：(1)当垂直 N 板发射速度为 v 的电子不能到达 M 板时，电流为零。令此时两板间电压为 UMN根据动能定理： eUMN mv212可得： UMN 。mv22e6(2)当从锌膜边缘平行 N 板射出的电子作类平抛运动刚好能到达 M 板边缘时，则所有电子均能到达 M 板，电流最大为 I ne令此时两板间电压为 UMN根据运动学公式可得：水平方向： R1 R2 vt竖直方向： d at212由牛顿第二定律得： aUMN edm联立以上可得： UMN 。2md2v2e R1 R2 2答案：(1) (2) nemv22e 2md2v2e R1 R2 2
