专题07 电场（第06期）-2017届高三物理百所名校好题速递分项解析汇编 20页

导语：本期汇编精选全国各地百所名校2017届高三上学期期末考试试题或者全国市级联考试题，这些试题本身原创度就高，再加上优中选优，保证了题题精彩。‎ 专题7 电场 一、选择题 ‎1．【2017·广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】在电场中，下列说法正确的是 A．某点的电场强度大，该点的电势一定高 B．某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大 C．某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零 D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零 ‎【答案】D ‎【名师点睛】电势能与电势的关系是．正电荷在电势高处电势能一定大．电势与电场强度没有直接关系．‎ ‎2．【2017·重庆市高三上学期（一诊）期末测试】如图所示，空间有两个等量的正点电荷，a、b两点在其连线的中垂线上，则下列说法一定正确的是 A．场强B． 场强C． 电势D． 电势 ‎【答案】C ‎【解析】A、B、两个等量同种电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小，由于ab间电场线的分布情况不能确定，所以ab两点的场强大小不能确定；故A、B均错误．C、D、根据电场的叠加原理可知，Oab上电场方向向上，根据顺着电场线方向电势降低，可知，a点电势一定高于b点电势，故C正确、D错误．故选C．‎ 考点：考查电场的叠加；电场强度、电场线、电势.‎ ‎【名师点睛】本题关键是要明确两个等量同种电荷连线的中垂线上的场强分布情况和电势分布情况，知道沿着场强方向，电势越来越低．‎ ‎3．【2017·天津市和平区高三上学期期末质量调查】如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一稳压电源相连，若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中该粒子 A．所受重力与电场力平衡 B．电势能逐渐增加 ‎ C．机械能逐渐减小 D．做匀变速直线运动 ‎【答案】D 考点：带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】此题是带电粒子在复合场中的运动问题，考查根据运动情况来确定受力情况，并由电场力做功来确定电势能如何，以及动能的变化。‎ ‎4．【2017·山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】一个正点电荷Q静止在正方形的一个顶点上，另一个带电质点q射入该区域时，仅受电场力的作用，恰好能依次经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则有（　　）‎ A．质点由a到c电势能先减小后增大 ‎ B．质点在a、b、c三处的加速度大小之比是1：2：1‎ C．a、b、c三点电势高低及电场强度大小的关系是φa=φc＞φb，Ea=Ec=2Eb D．若改变带电质点q在a处的速度大小和方向，则质点q可能做类平抛运动 ‎【答案】C 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】本题属于电场中轨迹问题，考查分析推理能力．根据轨迹的弯曲方向，判断出电荷受到的电场力指向轨迹内侧．进而判断出电荷是负电荷。‎ ‎5．【2017·长春外国语学校高三上学期期末考试】a、b两个带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为＋3q和－q，两球间用绝缘细线连接，a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时可能位置是( )‎ ‎【答案】D ‎【解析】a球带正电，受到的电场力水平向左，b带负电，受到的电场力水平向右．以整体为研究对象，整体所受的电场力大小为2qE，方向水平向左，分析受力如图，则上面绳子应向左偏转．设上面绳子与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得，以b球为研究对象，受力如图．‎ 设ab间的绳子与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得，得到，所以根据几何知识可知，b球在悬点的正下方，故D正确．‎ 考点：考查了共点力平衡条件的应用 ‎6．【2017·株洲市高三教学质量统一检测】套有三个带电小球的圆环放在水平面桌面上（不计一切摩擦），小球的电荷量保持不变，整个装置平衡后，三个小球的一种可能位置如图所示。三个小球构成一个锐角三角形，三角形的边长大小关系是 AB>AC>BC，可以判断图中 A．三个小球电荷量的代数和可能为0‎ B．三个小球一定带同种电荷 C．三个小球所受环的弹力大小为FA>FC>FB D．三个小球带电荷量的大小为QA>QC>QB ‎【答案】B ‎【解析】对A分析，弹力过圆心，根据平衡条件，要么B与C对A引力，要么对A斥力，才能处于平衡状态，因此A不可能受到一个斥力一个引力，所以BC带同电，分析B根据平衡条件可得AC同电，可得三个同电，所以三个小球电荷量的代数和不可能为零，A错误B正确；A受到两斥力，设圆心O，AB大于AC，同时角OAB小于角OAC，可得受B力更大，又离B远可得B电量大于C，同理A电量大于B电量，，故D错误；根据相似三角形法可得，故可得，C错误；‎ 考点：考查了库仑定律，共点力平衡条件 ‎【名师点睛】三个带电小球处于平衡状态，根据平衡状态找出研究对象所受的合力必须为零进行判断．三个力平衡．任意两个力的合力与第三个力等值反向．‎ ‎7．【2017·株洲市高三教学质量统一检测】如图，在真空中倾斜平行放置着两块带有等量异号电荷的金属板A、B，一个电荷量q=1.41×10-4C，质量m=1g的带电小球自A板上的孔P点以水平速度v0=0.1m/s飞入两板之间的电场，经0.02s后未与B板相碰又回到P点，g取10m/s2，则 A．板间电场强度大小为100V/m B．板间电场强度大小为141V/m C．板与水平方向的夹角θ=30‎ D．板与水平方向的夹角θ=45°‎ ‎【答案】AD ‎【解析】因为小球从A板射到B板，沿水平方向运动，则可知，小球受力如图所示：‎ 考点：考查了带电粒子在重力场和电场中的运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键能够正确地进行受力分析，根据合力的方向得出电场力的大小和方向．以及能够灵活运用牛顿运动定律及运动学公式解题．‎ ‎8．【2017·山西省重点中学协作体高三上学期期末联考】一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示．已知静电计指针张角随着电容器两极间的电势差的增大而增大．现保持电容器的电量不变，且电容器N板位置不动．下列说法中正确的是（　　）‎ A．将M板向左平移，则静电计指针张角减小 B．将M板向右平移，则静电计指针张角增大 C．将M板竖直向下平移，则静电计指针张角减小 D．将M板竖直向上平移，则静电计指针张角增大 ‎【答案】D 考点：电容器的动态分析 ‎【名师点睛】本题是电容的动态分析问题，根据电容的决定式和电容的定义式结合进行分析，分析时还要抓住不变量，电容器充电后与电源断开时其电量不变。‎ ‎9．【2017·广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小、电容和极板所带的电荷量分别用d、U、E、C和Q表示。下列说法正确的是 A．保持U不变，将d变为原来的两倍， 则E变为原来的一半 B．保持E不变，将d变为原来的一半， 则U变为原来的两倍 C．保持C不变，将Q变为原来的两倍， 则U变为原来的两倍 D．保持d、C不变，将Q变为原来的一半， 则E变为原来的一半 ‎【答案】ACD 考点：考查了电容的动态变化 ‎【名师点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据判断电容器的电容变化情况，然后结合，等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定，如果电容器充电后与电源断开，则电容器两极板上的电荷量恒定不变 ‎10．【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】如图（a）所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷。t=0时，甲静止，乙以初速度6m/s向甲运动。此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v－t图象分别如图（b）中甲、乙两曲线所示。则由图线可知 A．两电荷的电性一定相反 B．t1时刻两电荷的电势能最大 C．0～t2时间内，两电荷的静电力先增大后减小 D．0～t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小 ‎【答案】BC ‎【解析】由图可知，两个小球间产生的排斥力，因为刚开始乙做减速运动，甲做初速度为0的加速运动，则两个电荷的电性一定相同，选项A错误；在t1时刻，两个小球共速，两个小球的间的距离最小，故在间距减小的过程中，小球始终克服电场力做功，以后小球的距离逐渐增大，电场力就做正功了，故间距最小时的电势能最大，选项B正确；t2时刻，乙球静止，在0～t2时间内，两电荷的间距先减小后增大，故它们间的静电力先增大后减小，选项C正确；0～t3时间内，甲的速度一直增大，故它的动能一直增大，而乙的速度先减小后增大，故它的动能也是先减小后增大，选项D错误。‎ 考点：电荷间的相互作用，电势能，动能的大小。‎ ‎11．【2017·四川省成都市高三第一次诊断性检测】如图所示，竖直固定的光滑绝缘细杆上O点套有一个电荷量为-q (q>0)的小环，在杆的左侧固定一个电荷量为Q(Q>0)的点电荷，杆上a、b两点与Q正好构成等边三角形，c是ab的中点。使小环从O点无初速释放，小环通过a点的速率为v。若已知ab=Oa=l，静电力常量为k，重力加速度为g。则 A．在a点，小环所受弹力大小为 B．在c点，小环的动能最大 C．在c点，小环的电势能最大 D．在b点，小环的速率为 ‎【答案】D 考点： 库仑定律、能量转化与守恒定律 ‎12．【2017·河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】如图所示是真空中某一点电荷Q在周闱产生的电场,a、b分别是该电场中的两点,其中a点的电场强度大小为E,方向与a、b连线成120°角；b点的电场强度大小为，方向与a、b连线成150°角,一带负电的检验电荷q在场中由a运动到b，则 A．点电荷Q是负电荷 B．a、b两点的电场强度大小 C．在a、b两点受到的电场力大小之比 D．在a、b两点具有的电势能的大小关系为＞‎ ‎【答案】B 故选：B。‎ 考点：电场强度、库仑定律、电势能 ‎13．【2017·四川省成都市高三第一次诊断性检测】如图所示，A、B、C、D、E、F为真空中正六边形的六个顶点，O为正六边形中心，在A、B、C三点分别固定电荷量为q、-q、q(q>0)的三个点电荷，取无穷远处电势为零。则下列说法正确的是 A．O点场强为零 B．O点电势为零 C．D点和F点场强相同 D．D点和F点电势相同 ‎【答案】AD ‎【解析】A、由题意可知，等量正负电荷，位于正六边形的六个顶，根据点电荷电场强度 ，A、C两处正点电荷产生的电场在O点的电场强度大小相等，相互成1200夹角，合场强水平向左，大小等于，B处的负电荷产生的电场在O点的电场强度大小等于，方向水平向右， 结合电场的叠加原理，三个电荷产生的电场在O点的电场强度大小等于零，A正确；从O点水平向左到无穷远，电场向左，电势逐渐降低，B错误；根据对称性D点和F点的电场强度大小相等，方向不同，C错误；根据对称性D点和F点的电势相等，D正确。故选AD。 ‎ 考点：电场强度；电势 ‎14．【2017·天津市和平区高三上学期期末质量调查】‎ 图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子MN质量相等，所带电荷的绝对值也相等；现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点，已知o点电势高于c 点．若不计重力，则（　　）‎ A．M带负电荷，N带正电荷 ‎ B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 ‎ C．N在从o点运动至a点的过程中克服电场力做功 ‎ D．M在从o点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 ‎【答案】BD ‎【名师点睛】本题要根据粒子的轨迹判定电场力方向，根据电场线与等势线垂直的特点，分析能否判定电性．由动能定理分析电场力做功是常用的方法。‎ ‎15．【2017·黑龙江省大庆中学高三上学期期末考试】如图所示，在真空中固定两个等量异号点电荷+Q和-Q，图中O点为两点电荷的连线中点，P点为连线上靠近-Q的一点，MN为过O点的一条线段，且M点与N点关于O点对称，下列说法正确的是：‎ A．同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同 B．M、N两点的电势相同 C．将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电荷的电势能先增大后减小 D．只将-Q移到P点，其它点在空间的位置不变，则O点的电势升高 ‎【答案】A ‎【名师点睛】本题关键是结合等量异号电荷的电场线分布图和等势面分布图进行分析，明确电场力做功等于电势能的减小量，不难。‎ ‎16．【2017·天津市五区县高三上学期期末考试】如图所示是定性研究影响平行板电容器电容大小因素的装置，平行板电容器的A板固定在铁架台上并与静电计的金属球相连，B板和静电计金属外壳都接地。将极板B稍向上移动，则 A．指针张角变小，两极板间的电压变小，极板上的电荷量变大 B．指针张角不变，两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小 C．指针张角变大，两极板间的电压变大，极板上的电荷量几乎不变 D．指针张角变小，两极板间的电压变小，极板上的电荷量几乎不变 ‎【答案】C ‎【解析】极板与静电计相连，所带电荷电量几乎不变，B板与A板带等量异种电荷，电量也几乎不变，故电容器的电量Q几乎不变．将极板B稍向上移动一点，根据可知S减小，C变小，Q不变，根据Q=CU可知U变大，静电计指针偏角变大，故选项C正确；故选C．‎ 考点：电容器 ‎【名师点睛】本题首先判断出只有一个选项正确，是单选题，其次抓住电容器的电量几乎不变是关键．涉及到电容器动态变化分析的问题，常常根据电容的决定式和电容的定义式Q=CU综合分析，是常用思路.‎ ‎17．【2017·株洲市高三教学质量统一检测】如图所示，R 是一个定值电阻，A、B 为水平正对放置的两块平行金属板，两板间带电微粒 P 处于静止状态，则下列说法正确的是 A．若增大A、B两金属板的间距，则有向右的电流通过电阻R B．若增大A、B两金属板的间距，P将向上运动 C．若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片，P将向上运动 D．若紧贴B 板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片，P 将向上运动 ‎【答案】C ‎【名师点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据判断电容器的电容变化情况，然后结合，等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定，如果电容器充电后与电源断开，则电容器两极板上的电荷量恒定不变 ‎18．【2017·哈尔滨市第六中学上学期期末考试】如图所示，1、2、3‎ 为匀强电场中的三个竖直等势面且U12=U23。一带电粒子从a点进入，其轨迹与等势面交点依次为a、b、c，若不计重力影响，则 ‎3 ‎ A．粒子运动过程中，电场力做正功，电势能减小 B．若带电粒子带负电，则受到的电场力方向竖直向下 C．若带电粒子带正电，则电场强度方向一定水平向左 D．1、2、3三个等势面的电势的关系是φ2＝φ1＋φ3‎ ‎【答案】A ‎【名师点睛】本题是轨迹问题，首先根据轨迹的弯曲方向判断带电粒子所受的电场力方向，画电场线是常用方法。‎ ‎19．【2017·天津市五区县高三上学期期末考试】空间有一与纸面平行的匀强电场，纸面内的A、B、C三点位于以O点为圆心，半径10cm的圆周上，并且，，如图所示。现把一个电荷量q=1×10－５C的正电荷从A移到B，电场力做功－1×10－４J；从B移到C，电场力做功为3×10－４J，则该匀强电场的场强方向和大小是 A．场强大小为200V/m B．场强大小为200 V/m C．场强方向垂直OA向右D．场强方向垂直OC向下 ‎【答案】AC ‎【解析】；；则，若设UC=0，则UA=20V，UB ‎=30V，若延长AO则与BC的连线交与BC的三等分点D点，D点的电势应为20V,则AD为电势为20V的等势面，故场强方向垂直OA向右，大小为，故选AC．‎ 考点：电场力的功与电势差的关系 ‎【名师点睛】此题考查了电场力做功与电势差的关系，解题时注意三个物理量的符号；设法找到等势面，场强的方向与等势面垂直.‎ 二、非选择题 ‎1．【2017·天津市和平区高三上学期期末质量调查】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，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ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θ将减，E将不变，Ep将不变（填增大、减小或不变）．‎ ‎【答案】减小；不变；不变 考点：电容器；电势及电势能；电场强度 ‎【名师点睛】本题考查电容器的动态分析问题，解题的关键在于正确掌握电容的决定式和定义式；同时注意要掌握相关结论的应用，如本题中可以直接应用结论：当充电后断开电源时，如果只改变两板间距离，则两板间的电场强度不变。‎ ‎2．【2017·天津市五区县高三上学期期末考试】（10分）如图所示，一静止的电子经过电压为U的电场加速后，立即射入竖直的偏转匀强电场中，射入方向与电场线垂直，射入点为A，最终电子从电场的B点经过。已知偏转电场的电场强度大小为E，方向如图所示，电子的电荷量为e，重力不计。求：‎ ‎（1）电子进入偏转电场时的速度v0；‎ ‎（2）若将加速电场的电压提高为原来的2倍，电子仍从B点经过，则偏转电场的电场强度E变为原来的多少倍。‎ ‎【答案】（1）（2）2倍 ‎【解析】（1）电子在电场中的加速，由动能定理得：…………………………………①‎ 所以，……………………………②‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子垂直进入电场，在电场力作用下做类平抛运动，能根据平抛运动知识列出水平和竖直方向的位移表达式即可，所以掌握平抛规律是关键。‎ ‎3．【2017·河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】(10分)如图所示，水平绝缘圆盘可绕竖直轴OO'转动，水平虚线AB、CD互相垂直，一质量 为m、电荷量为+q的可视为质点的小物块置于距转轴r处，空间有方向由A指向B的匀强电场，当圆盘以角速度匀速转动时，小物块相对圆盘始终静止，小物块转动到位置I (虚线 AB上)时受到的荦擦力恰好为零。求： ‎ ‎（1）匀强电扬的电场强度大小；‎ ‎（2）小物块转动到位置Ⅱ (虚线CD上)时受到的摩擦力大小；‎ ‎（3）小物块由位置I转动到位置Ⅲ（虚线AB上）克服摩擦力做的功.‎ ‎【答案】（1）（2）m2r （3）-2 m2r2‎ 考点：牛顿第二定律、向心力、动能定理 ‎ ‎4．【2017·长春外国语学校高三上学期期末考试】如图所示，在水平向左的匀强电场中有一与水平面成60°角的光滑绝缘直杆AC，其下端(C端)距地面高度h=0.8 m．有一质量为0.5 kg的带电小环套在杆上，正以某一速度v0沿杆匀速下滑，小环离开杆后正好落在C端的正下方地面上P点处，ACP所在平面与电场E平行，g取10 m/s2，求：‎ ‎（1）小环带何种电荷及它受到的电场力的大小；‎ ‎（2）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；‎ ‎（3）小环在直杆上匀速运动速度v0的大小．‎ ‎【答案】.（1）负电（2）20m/s2，方向与杆垂直斜向右下方（3）m/s ‎【解析】（1）由小环在直杆上的受力情况知：小环带负电 由平衡条件可知：，得：‎ ‎（2）离开直杆后，只受mg、作用，合力F方向与杆垂直斜向右下方：则 ‎，方向与杆垂直斜向右下方 ‎（3）建立以初速度方向为x轴正方向，以加速度方向为y轴正方向的直角坐标系，则小环离开直杆后做类平抛运动，则：，可得：‎ 考点：考查了带电粒子在复合场中的运动 ‎5．【2017·广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】如图，空间有一竖直向下沿x轴方向的静电场，电场的场强大小按分布（x是轴上某点到O点的距离）。x轴上，有一长为L的绝缘细线连接均带负电的两个小球A、B，两球质量均为m，B球带电荷量大小为q，A球距O点的距离为L。两球现处于静止状态，不计两球之间的静电力作用。‎ ‎（1）求A球的带电荷量大小qA；‎ ‎（2）剪断细线后，求B球下落速度达到最大时，B球距O点距离为x0‎ ‎（3）剪断细线后，求B球下落最大高度h ‎【答案】（1）qA=6q（2）x0=4L（3）‎ ‎【解析】（1）对A、B由整体法得：2mg－qA－q=0，解得：qA=6q ‎（2）当B球下落速度达到最大时，由平衡条件得mg=qE=qx0，解得：x0=4L ‎（3）运动过程中，电场力大小线性变化，所以由动能定理得：‎ mgh－=0‎ 解得：‎ 考点：考查了共点力平衡条件，动能定理 ‎【名师点睛】该题中，两个小球受到的力是变力，要根据它们受力变化的规律，正确分析得出它们运动的规律，然后才能做出正确的结论．题目的难度比较大．‎ ‎6．【2017·山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】如图所示，竖直平行正对放置的带电金属板A、B，B板中心的小孔正好位于平面直角坐标系xoy的O点；y轴沿竖直方向；在x>0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为；比荷为1.0×105C/kg的带正电的粒子P从A板中心O/处静止释放，其运动轨迹恰好经过M(，1)点；粒子P的重力不计，试求：‎ ‎（1）金属板AB之间的电势差UAB；‎ ‎（2）若在粒子P经过O点的同时，在y轴右侧匀强电场中某点由静止释放另一带电微粒Q，使PQ恰能运动中相碰；假设Q的质量是P的2倍、带电情况与P相同；Q的重力及PQ之间的相互作用力均忽略不计；求粒子Q所有释放点的集合；‎ ‎【答案】（1）1000V（2）其中x>0‎ ‎【解析】（1）设粒子P的质量为m、带电量为q，从O点进入匀强电场时的速度大小为v0；由题意可知，粒子P在y轴右侧匀强电场中做类平抛运动；设从O点运动到M(，1)点历时为t0，由类平抛运动可得：，，解得：‎ 在金属板AB之间，由动能定理：，解得：UAB=1000V x=v0t 解得：，其中x>0‎ 即粒子Q释放点N(x，y)坐标满足的方程为：其中x>0‎ 考点：带电粒子在电场中的运动