2009年高考物理试题分类汇编电场doc--高中物理 .doc

http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网2009 年高考物理试题分类汇编年高考物理试题分类汇编 电场电场（2009 年高考北京卷，16）16某静电场的电场线分布如图所示，图中 P、Q 两点的电场强度的大小分别为 EP和 EQ，电势分别为 UP和 UQ，则AEPEQ，UPUQBEPEQ，UPUQCEPEQ，UPUQDEPEQ，UPUQ【解析】从图可以看出 P 点的电场线的密集程度大于 Q 点的密集程度，故 P 点的场强大于 Q 点的场强，因电场线的方向由 P 指向 Q，而沿电场线的方向电势逐渐降低，P 点的电势高于 Q 点的电势，故 A 项正确。【答案】A（2009 年高考北京卷，20）20图示为一个内、外半径分别为 R1和 R2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为。取环面中心 O 为原点，以垂直于环面的轴线为 x 轴。设轴上任意点 P 到 O 点的的距离为 x，P 点电场强度的大小为 E。下面给出 E 的四个表达式（式中 k 为静电力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强 E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，E 的合理表达式应为A122222122()RREkxxRxR B222212112()EkxxRxR C122222122()RREkxxRxR D222212112()EkxxRxR【解析】当 R1=0 时，对于 A 项而言 E=0，此时带电圆环演变为带电圆面，中心轴线上一点的电场强度 E0，故 A 项错误；当 x=0 时，此时要求的场强为 O 点的场强，由对称性可知EO=0，对于 C 项而言，x=0 时 E 为一定值，故 C 项错误。当 x时 E0，而 D 项中 E4故 D 项错误；所以正确选项只能为 B。【答案】B全国卷全国卷 118.如图所示。一电场的电场线分布关于 y 轴（沿竖直方向）对称，O、M、N 是y 轴上的三个点，且 OM=MN，P 点在 y 轴的右侧，MPON，则A.M 点的电势比 P 点的电势高B.将负电荷由 O 点移动到 P 点，电场力做正功C.M、N 两点间的电势差大于 O、M 两点间的电势差http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网D.在 O 点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿 y 轴做直线运动答案 AD【解析】本题考查电场、电势、等势线、以及带电粒子在电场中的运动.由图和几何关系可知 M和 P 两点不处在同一等势线上而且有PM,A 对.将负电荷由 O 点移到 P 要克服电场力做功,及电场力做负功,B 错.根据EdU,O 到 M 的平均电场强度大于 M 到 N 的平均电场强度,所以有MNOMUU,C错.从O点释放正电子后,电场力做正功,该粒子将沿y轴做加速直线运动.广东卷广东卷12关于同一电场的电场线，下列表述正确的是高考资源网A电场线是客观存在的高考资源网B电场线越密，电场强度越小高考资源网C沿着电场线方向，电势越来越低高考资源网D电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小高考资源网答案.C【解析】电场是客观存在的,而电场线是假想的,A 错.电场线越密的地方电场越大 B 错.沿着电场线的方向电势逐渐降低 C 对.负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功电势能增加 D错16如图 6，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M 和 N 是轨迹上的两点，其中 M 点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是高考资源网A粒子在 M 点的速率最大高考资源网B粒子所受电场力沿电场方向高考资源网C粒子在电场中的加速度不变高考资源网D粒子在电场中的电势能始终在增加高考资源网高考资源网答案.C【解析】根据做曲线运动物体的受力特点合力指向轨迹的凹一侧,再结合电场力的特点可知粒子带负电,即受到的电场力方向与电场线方向相反,B 错.从 N 到 M 电场力做负功,减速.电势能在增加.当达到 M 点后电场力做正功加速电势能在减小则在 M 点的速度最小 A 错,D 错.在整个过程中只受电场力根据牛顿第二定律加速度不变.安徽卷安徽卷18.在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的 abcd，顶点 a、c 处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于 b 点，自由释放，粒子将沿着对角线 bd 往复运动。粒子从 b 点运动到 d 点的过程中http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网A.先作匀加速运动，后作匀减速运动B.先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C.电势能与机械能之和先增大，后减小D.电势能先减小，后增大答案：D解析：由于负电荷受到的电场力是变力，加速度是变化的。所以 A 错；由等量正电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线O点的电势最高，所以从b到a，电势是先增大后减小，故 B错；由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，故电势能与机械能的和守恒，C 错；由b到O电场力做正功，电势能减小，由O到d电场力做负功，电势能增加，D 对。23（16 分）如图所师，匀强电场方向沿x轴的正方向，场强为E。在(,0)A d点有一个静止的中性微粒，由于内部作用，某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒，其中电荷量为q的微粒 1 沿y轴负方向运动，经过一段时间到达(0,)d点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求（1）分裂时两个微粒各自的速度；（2）当微粒 1 到达（0,)d点时，电场力对微粒 1 做功的瞬间功率；（3）当微粒 1 到达（0,)d点时，两微粒间的距离。答案：（1）mqEdv21，mqEdv22方向沿 y 正方向（2）mqEd-qEP2（3）2d2解析：（1）微粒 1 在 y 方向不受力，做匀速直线运动；在x方向由于受恒定的电场力，做匀加速直线运动。所以微粒 1 做的是类平抛运动。设微粒 1 分裂时的速度为v1，微粒 2 的速度为v2则有：在y方向上有-tvd1在 x 方向上有mqEa-221atd mqEd-v21abccdOhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网根号外的负号表示沿y轴的负方向。中性微粒分裂成两微粒时，遵守动量守恒定律，有021 mvmvmqEdvv212方向沿 y 正方向。（2）设微粒 1 到达（0，-d）点时的速度为v，则电场力做功的瞬时功率为BxBqEvqEvPcos其中由运动学公式mqEd-ad-vBx22所以mqEd-qEP2（3）两微粒的运动具有对称性，如图所示，当微粒 1 到达（0，-d）点时发生的位移dS21则当当微粒 1 到达（0，-d）点时，两微粒间的距离为dS2BC221福建卷福建卷21.（19 分）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m如图甲，在水平地面上固定一倾角为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为 E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为 k 的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为 m、带电量为 q（q0）的滑块从距离弹簧上端为 s0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为 g。（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间 t1（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为 vm，求滑块从静止释放到速度大小为 vm过程中弹簧的弹力所做的功 W；（3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系 v-t 图象。图中横坐标轴上的 t1、t2及 t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的 v1为滑块在 t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量。（本小题不要求写出计算过程）答案（1）sin201mgqEmst;（2）)sin()sin(2102kqEmgsqEmgmvWm;（0,-d）（d,0）xEyvxvyhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网(3)【解析】本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，则有qE+mgsin=ma21021ats 联立可得sin201mgqEmst（2）滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为0 x，则有0sinkxqEmg从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得021)()sin(20mmmvWxxqEmg联立可得)sin()sin(2102kqEmgsqEmgmvWms（3）如图 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m宁夏卷25(18 分)如图所示，在第一象限有一均强电场，场强大小为 E，方向与 y 轴平行；在 x 轴下方有一均强磁场，磁场方向与纸面垂直。一质量为 m、电荷量为-q(q0)的粒子以平行于 x 轴的速度从 y 轴上的 P 点处射入电场，在 x 轴上的 Q 点处进入磁场，并从坐标原点 O 离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与 y 轴交于 M 点。已知 OP=l,lOQ32。不计重力。求（1）M 点与坐标原点 O 间的距离；http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网（2）粒子从 P 点运动到 M 点所用的时间。qEam012yta001xvt其中002 3,xl yl。又有10tanatv联立式，得30因为MOQ、点在圆周上，=90MOQ，所以 MQ 为直径。从图中的几何关系可知。2 3Rl 6MOl（2）设粒子在磁场中运动的速度为v,从 Q 到 M 点运动的时间为2t,则有0 cosvv2Rtv带电粒子自 P 点出发到 M 点所用的时间为t为12+ttt联立式，并代入数据得http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网32+12mltqE11全国卷全国卷 219.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M、N 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【解析】本题考查带电粒子在电场中的运动.图中的虚线为等势线,所以 M 点从 O 点到 b 点的过程中电场力对粒子做功等于零,D正确.根据MN粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上M受到的电场力向下,电荷的正负不清楚但为异种电荷.A 错.o 到a 的电势差等于o 到 c的两点的电势差,而且电荷和质量大小相等,而且电场力都做的是正功根据动能定理得a与c两点的速度大小相同,但方向不同,B 对.山东卷20 如图所示，在 x 轴上关于原点 O 对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q 和-Q，x 轴上的 P 点位于的右侧。下列判断正确的是（）A 在 x 轴上还有一点与 P 点电场强度相同B在 x 轴上还有两点与 P 点电场强度相同C若将一试探电荷+q 从 P 点移至 O 点，电势能增大D若将一试探电荷+q 从 P 点移至 O 点，电势能减小答案：AC考点：电场线、电场强度、电势能解析：根据等量正负点电荷的电场分布可知，在 x轴上还有一点与 P 点电场强度相同，即和 P 点关于 O 点对称，A 正确。若将一试探电荷+q从 P 点移至 O 点，电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大。一般规定无穷远电势为零，过 0 点的中垂线电势也为零，所以试探电荷+q 在 P 点时电势能为负值，移至 O点时电势能为零，所以电势能增大，C 正确。提示：熟悉掌握等量正负点电荷的电场分布。知道PBPAABEEW，即电场力做正功，电势能转化为其他形式的能，电势能减少；电场力做负功，其他形式的能转化为电势能，电势能增加，即EW。四川卷四川卷20.如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方 O 点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网度 v1从 M 点沿斜面上滑，到达 N 点时速度为零，然后下滑回到 M 点，此时速度为V2（v2v1）。若小物体电荷量保持不变，OMON，则A.小物体上升的最大高度为22124vvgB.从 N 到 M 的过程中，小物体的电势能逐渐减小C.从 M 到 N 的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D.从 N 到 M 的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小20AD25.(20 分)如图所示，轻弹簧一端连于固定点 O，可在竖直平面内自由转动，另一端连接一带电小球 P,其质量 m=210-2kg,电荷量 q=0.2 C.将弹簧拉至水平后，以初速度 v0=20 m/s 竖直向下射出小球 P,小球 P 到达 O 点的正下方 O1点时速度恰好水平，其大小 v=15 m/s.若 O、O1相距 R=1.5m,小球 P 在 O1点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量 M=1.610-1kg 的静止绝缘小球 N相碰。碰后瞬间，小球 P 脱离弹簧，小球 N 脱离细绳，同时在空间加上竖直向上的匀强电场 E 和垂直于纸面的磁感应强度 B=1T 的弱强磁场。此后，小球 P 在竖直平面内做半径 r=0.5m 的圆周运动。小球 P、N 均可视为质点，小球 P 的电荷量保持不变，不计空气阻力，取 g=10 m/s2。那么，（1）弹簧从水平摆至竖直位置的过程中，其弹力做功为多少？（2）请通过计算并比较相关物理量，判断小球 P、N 碰撞后能否在某一时刻具有相同的速度。(3)若题中各量为变量，在保证小球 P、N 碰撞后某一时刻具有相同速度的前提下，请推导出r 的表达式(要求用 B、q、m、表示，其中为小球 N 的运动速度与水平方向的夹角)。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网25.（20 分）解：（1）设弹簧的弹力做功为 W，有：2201122mgRWmvmv代入数据，得：W2.05J说明：式各 2 分。（2）由题给条件知，N 碰后作平抛运动，P 所受电场力和重力平衡，P 带正电荷。设 P、N 碰后的速度大小分别为 v1和 V，并令水平向右为正方向，有:1mvmvMV 而：1Bqrvm若 P、N 碰后速度同向时，计算可得 V0）的小物块在与金属板 A 相距 l 处静止。若某一时刻在金属板 A、B 间加一电压，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为q，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因素F23F13http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网为，若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则（1）小物块与金属板 A 碰撞前瞬间的速度大小是多少？（2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？答案（1）gl（2）时间为14g，停在2l处或距离 B 板为2l【解析】本题考查电场中的动力学问题（1）加电压后，B 极板电势高于 A 板，小物块在电场力作用与摩擦力共同作用下向 A 板做匀加速直线运动。电场强度为dUEBA小物块所受的电场力与摩擦力方向相反，则合外力为mgqEF合故小物块运动的加速度为gmdmgdqUmFa211合设小物块与 A 板相碰时的速度为 v1，由lav1212解得glv1（2）小物块与 A 板相碰后以 v1大小相等的速度反弹，因为电荷量及电性改变，电场力大小与方向发生变化，摩擦力的方向发生改变，小物块所受的合外力大小 为2qEmgF合加速度大小为21m4Fag合http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网设小物块碰后到停止的时间为 t，注意到末速度为零，有120va t 解得12vta14g设小物块碰后停止时距离为x，注意到末速度为零，有xav-02212则2222vxla或距离 B 板为ld210如图，两等量异号的点电荷相距为2a。M 与两点电荷共线，N 位于两点电荷连线的中垂线上，两点电荷连线中点到 M 和 N 的距离都为 L，且la。略去/2na Ln 项的贡献，则两点电荷的合电场在 M 和 N点的强度A大小之比为 2，方向相反B大小之比为 1，方向相反C大小均与a成正比，方向相反D大小均与 L 的平方成反比，方向相互垂直10AC16如图，ABCD 是边长为a的正方形。质量为m、电荷量为e的电子以大小为0v的初速度沿纸面垂直于 BC 变射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从 BC 边上的任意点入射，都只能从A 点射出磁场。不计重力，求：（1）次匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小；（2）此匀强磁场区域的最小面积。16.（1）设匀强磁场的磁感应强度的大小为 B。令圆弧AEC是自 C 点垂直于 BC 入射的电子在磁场中的运行轨道。电子所受到的磁场的作用力0fev B应指向圆弧的圆心，因而磁场的方向应垂直于纸面向外。圆弧AEC的圆心在 CB 边或其延长线上。依题意，圆心在 A、C 连线的中垂线上，故 B 点即为圆心，圆半径为a按照牛顿定律有202vfmhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网联立式得0mvBea（2）由（1）中决定的磁感应强度的方向和大小，可知自C点垂直于BC入射电子在A点沿DA方向射出，且自 BC 边上其它点垂直于入射的电子的运动轨道只能在 BAEC 区域中。因而，圆弧AEC是所求的最小磁场区域的一个边界。为了决定该磁场区域的另一边界，我们来考察射中A 点的电子的速度方向与 BA 的延长线交角为（不妨设02）的情形。该电子的运动轨迹qpA如右图所示。图中，圆AP的圆心为 O，pq 垂直于 BC 边，由式知，圆弧AP的半径仍为a，在 D 为原点、DC 为 x 轴，AD 为y轴的坐标系中，P 点的坐标(,)x y为sin(cos)cosxayazaa 这意味着，在范围02内，p 点形成以 D 为圆心、a为半径的四分之一圆周AFC，它是电子做直线运动和圆周运动的分界线，构成所求磁场区域的另一边界。因此，所求的最小匀强磁场区域时分别以B和D为圆心、a为半径的两个四分之一圆周AEC和AFC所围成的，其面积为2221122()422Saaa评分参考：本题 10 分。第（1）问 4 分，至式各 1 分；得出正确的磁场方向的，再给 1分。第（2）问 6 分，得出“圆弧AEC是所求磁场区域的一个边界”的，给 2 分；得出所求磁场区域的另一个边界的，再给 2 分；式 2 分。江苏卷江苏卷1两个分别带有电荷量Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为2r，则两球间库仑力的大小为A112FB34FC43FD12FC【解析】本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题。接触前两个点电荷之间的库仑力http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网大小为23rQQkF，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的21，库仑力为22rQQkF，所以两球间库仑力的大小为43F，C 项正确。如两球原来带正电，则接触各自带电均为+2Q。