2018年高考物理提高训练专题卷：静电场专题

静电场
一、选择题
1．如图所示，曲线PQ 为一重力不计的带电粒子在匀强电场中运动的轨迹，粒子的出发点为P 点，粒子在P 、Q 两点的速度方向沿图中箭头方向，已知粒子在Q 点的速度方向竖直向下，且粒子在Q 点所具有的电势能最大。

下列说法正确的是 （ ）
A. 匀强电场的方向一定水平向右
B. Q 点的电势一定比P 点的电势小
C. 该粒子所受的电场力方向斜向右下方
D. 该粒子在Q 点的速度最小
【答案】 D
2．“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置如图所示，忽略漏电产生的影响，下列判断正确的是 （ ）
A. 静电计指针偏转角度的大小显示了平行板电容器所带电量的多少
B. 若用一个电压表替代静电计，实验效果相同
C. 若在平行板间插入介电常数更大的电介质，板间的电场强度会减小
D. 若平板正对面积减小时，静电计指针偏角减小
【答案】 C
3．如图所示，虚线A 、B 、C 为某电场中的三条等势线，其电势分别为3 V 、5 V 、7 V ，实线为带电粒子在电场中
运动时的轨迹，P 、Q 为轨迹与等势线A 、C 的交点，带电粒子只受电场力的作用，则下列说法不正确．．．的是 （ ）
A. 粒子可能带正电
B. 粒子在P 点的动能大于在Q 点动能
C. 粒子在P 点电势能小于粒子在Q 点电势能
D. 粒子在P 点的加速度小于在Q 点的加速度
【答案】 A
4．如图，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷。

已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量) （ ） A. B. C. D.
【答案】 B
5．一对正、负电子可形成一种寿命比较短的称为“电子偶素”的新粒子。

电子偶素中的正电子与负电子都以速率v 绕它们连线的中点做圆周运动。

假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素，电子的质量m 、速率v 和正、负电子间的距离r 的乘积也满足量子化条件，即2n n h mv r n π
=，式中n 称为量子数，可取整数值1、2、3、，h 为普朗
克常量。

已知静电力常量为k，电子质量为m、电荷量为e，当它们之间的距离为r时，电子偶素的电势能
2
p
ke
E
r
=-，
则关于电子偶素处在基态时的能量，下列说法中正确的是（）
A.
224
2
n k e m
h
B.
222
2
n k e m
h
C.
224
2
n k e m
h
- D.
222
2
n k e m
h
-
【答案】C
6．在某一静电场中建立x轴，其电势随坐标x变化的图线如图所示。

若将一带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O处由静止释放，电场中P、Q两点位于x轴上，其横坐标分别为lcm、4cm。

则下列说法正确的是（）
A. 粒子经过P点与Q点时，动能相等
B. 粒子经过P、Q两点时，加速度大小之比1：1
C. 粒子经过P、Q两点时，电场力功率之比1：1
D. 粒子恰能运动到离原点12cm处
【答案】A
7．如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定两个等量负点电荷A和B，O点为AB连线的中点，C、D为AB连线上关于O点对称的两个点，且CO＝OD＝L.一带正电的可视为点电荷的小球以初速度v0从C点运动到D点．设O点的电势φ0＝0，取C点为坐标原点，向右为x轴的正方向，下列关于小球的电势能E p、小球的动能E k、电势φ、电场强度E随小球运动的位移x变化的图象，可能正确的是（）
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】B
8．如图所示，在真空中电荷量相等的离子P1、P2分别以相同初速度从O点沿垂直于电场强度的方向射入匀强电场，粒子只在电场力的作用下发生偏转，P1打在极板B上的C点，P2打在极板B上的D点．G点在O点的正下方，已知GC＝CD，则离子P1、P2的质量之比为（）
A. 1∶1
B. 1∶2
C. 1∶3
D. 1∶4
【答案】D
9．（多选）如图甲所示，一个带电油滴从O点以速度v向右上方射入匀强电场中，v的方向与电场方向成α角．若测得油滴到达运动轨迹的最高点P时，它的速度大小仍为v，则下列说法正确的是（）
A．P点一定在O点的右上方
B．OP与初速度v所成的角度可能为
2
α
C．油滴到达最高点时，电场力对小球做功的瞬时功率为0
D．油滴到达最高点的过程，电场力对小球一定做正功
【答案】BD
10．（多选）光滑水平面上有一边长为L的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m、带电荷量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度v0进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（）
A．0 B．mv02/2＋qEL
C ．（mv 02＋qEL ）/2
D ．mv 02＋qEL
【答案】 ABC
11．（多选）如图所示，一带电小球自固定斜面顶端A 点以某速度水平抛出，落在斜面上B 点。

现加上竖直向下
的匀强电场，仍将小球自A 点以相同速度水平抛出，落在斜面上C 点。

不计空气阻力，下列说法正确的是 （ ）
A. 小球带正电
B. 小球所受电场力可能大于重力
C. 小球两次落在斜面上所用的时间不相等
D. 小球两次落在斜面上的速度大小相等
【答案】 CD
12．（多选）如图所示的直角坐标系中，第一象限内分布着均匀辐射的电场，坐标原点与四分之一圆弧的荧光屏间电压为U ；第三象限内分布着竖直向下的匀强电场，场强大小为E .大量电荷量为–q （q >0）、质量为m 的粒子，某时刻起从第三象限不同位置连续以相同的初速度v 0沿x 轴正方向射入匀强电场.若粒子只能从坐标原点进入第一象限，其它粒子均被坐标轴上的物质吸收并导走而不影响原来的电场分布.不计粒子的重力及它们间的相互作用.下列说法正确的是 （ ）
A. 能进入第一象限的粒子，在匀强电场中的初始位置分布在一条直线上
B. 到达坐标原点的粒子速度越大，入射速度方向与y 轴的夹角θ越大
C. 能打到荧光屏的粒子，进入O 点的动能必须大于qU
D. 若U <202mv q
，荧光屏各处均有粒子到达而被完全点亮 【答案】 BCD
二、非选择题
13．两个正点电荷Q 1=+Q 和Q 2=+4Q 分别固定在光滑绝缘水平面上的A 、B 两点，A 、B 两点相距L ，且A 、B 两点正好位于水平光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图所示．
（1）在A 、B 连线上，由A 点到B 点，电势如何变化？
（2）将一正检验电荷置于A 、B 连线上靠近A 处由静止释放，求它在A 、B 连线上运动的过程中能达到最大速度的位置离A 点的距离；
（3）若把另一正检验电荷放于绝缘管内靠近A 点处由静止释放，试确定它在管内运动过程中速度为最大值时的位置P ，即求出图中PA 和AB 连线的夹角θ．
【答案】 （1）电势先减再增；（2）13
L （3）θ=14．一带电粒子以竖直向上的初速度v 自A 点进入场强为E 、方向水平向右的匀强电场，粒子受到的电场力大小等于重力，当粒子到达B 点时，速度大小仍等于v ，但方向变为水平，重力加速度大小为g ，求：
（1）从A 到B 所经历的时间；
（2）A 、B 之间的电势差。

【答案】 (1) v t g
=；(2) 2AB Ev U g = 15．如图所示，在坐标系xOy 的第一象限内斜线OC 的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，第四象限内存在磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向里的匀强磁场，第三象限内存在沿y 轴负方向的匀强电场，在x 轴负半轴上有一接收屏GD ，GD ＝2OD ＝d ，现有一带电粒子(不计重力)从y 轴上的A 点，以初速度v 0水平向右垂直射入匀强磁场，恰好垂直OC 射出，并从x 轴上的P 点(未画出)进入第四象限内的匀强磁场，粒子经磁场偏转后又垂直y 轴进入匀强电场并被接收屏接收，已知OC 与x 轴的夹角为37°，OA ＝
45d ，求： (1)粒子的电性及比荷q/m ；
(2)第四象限内匀强磁场的磁感应强度B ′的大小；
(3)第三象限内匀强电场的电场强度E 的大小范围。

【答案】 (1)负 054v Bd (2) 1625B (3) 06445Bv ≤E ≤0645
Bv 16．如图所示，光滑绝缘水平面上方MN 范围内存在水平向右的匀强电场，场强大小为E ，MN 间距为L 其余部分没有电场，电场的左边界M 内有一个质量为m ，带电量为+q 的带电小球A ，电场中某位置处静止放有另一个不带电的小球B ，其质量也为m ，现由静止释放小球A ，A 加速后与B 发生碰撞，求：
(1)若A 、B 碰后粘为一体，B 球开始放在何处时产生的内能最多，内能最大值是多少；
(2)要使A 、B 只发生一次碰撞，且碰撞无机械能损失，B 球开始位置离M 边界距离x 的范围；
(3)要使A 、B 发生两次碰撞，且碰撞无机械能损失，碰后A 、B 交换速度，B 球开始位置离M 边界距离x 的范围。

【答案】 （1）12m Q qEL =（2）x≥2L （3）8L ≤x<2
L。