2019-2020年高考物理試題分項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)，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(xiàng)錯誤。 B項(xiàng)，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(xiàng)錯誤。 C項(xiàng)，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(xiàng)錯誤。 D項(xiàng)，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(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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. 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