高三物理一輪復(fù)習(xí)—歷年高考電場(chǎng)相關(guān)試題分析

1、 K12教學(xué)同步資源/人教高三物理課標(biāo)/資源版主/趙海波圖1高三物理第一輪復(fù)習(xí)歷年高考電場(chǎng)相關(guān)試題分析1（2003年新課程理科綜合）如圖1所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶電量的大小比b的小已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應(yīng)是：AF1 ； BF2；CF3；DF4?！窘馕觥?a對(duì)c為斥力，方向沿ac連線背離a；b對(duì)c為引力，方向沿bc連線指向b由此可知，二力的合力可能為F1或F2又已知b的電量比a的大，由此又排除掉F1，只有F2是可能的圖2【答案】 B2（2001年上海理綜）法拉第首先提出用電場(chǎng)線形象

2、生動(dòng)地描繪電場(chǎng)圖2為點(diǎn)電荷a、b所形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布圖，以下幾種說法正確的是：Aa、b為異種電荷，a帶電量大于b帶電量；Ba、b為異種電荷，a帶電量小于b帶電量；Ca、b為同種電荷，a帶電量大于b帶電量；Da、b為同種電荷，a帶電量小于b帶電量?！窘馕觥?由圖中電場(chǎng)線分布情況知，兩電荷為異種電荷b附近電場(chǎng)線比a附近電場(chǎng)線密故b帶電量大于a帶電量圖3【答案】 B3（2001年全國(guó)高考）如圖3所示，q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距離為l1，q2與q3之間的距離為l2，且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)（1）如q2為正電荷，則q1為_電荷，q3為_電荷（2）q1、q2

3、、q3三者電量大小之比是_【解析】 由題可知，要使三個(gè)自由點(diǎn)電荷都能處于平衡狀態(tài)，則可判斷q2的電性與q1、q3的電性應(yīng)相反，且q1、q3的電性應(yīng)相同本題（1）中q2為正電荷，則q1和q3必為負(fù)電荷據(jù)可得：解得，則q1q2q31【答案】 （1）負(fù)；負(fù)圖4（2）q1q2q314（1998年上海高考）圖4中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是：A帶電粒子所帶電荷的符號(hào)；B帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向；C帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大；D帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電

4、勢(shì)能何處較大。【解析】 在不知電場(chǎng)線方向的前提下，無法判斷帶電粒子所帶電荷的符號(hào)故A不對(duì)【答案】 BCD5（2000年春季高考）如圖5所示，P、Q是兩個(gè)電量相等的正的點(diǎn)電荷，它們連線的中點(diǎn)是O，A、B是中垂線上的兩點(diǎn)，用EA、EB、UA、UB分別表示A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)，則：AEA一定大于EB，UA一定大于UB；BEA不一定大于EB，UA一定大于UB；CEA一定大于EB，UA不一定大于UB；DEA不一定大于EB，UA不一定大于UB?！窘馕觥?PQ在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為0，沿OAB線到無窮遠(yuǎn)處PQ的合場(chǎng)強(qiáng)也為0，可見沿OAB線遠(yuǎn)離O點(diǎn)時(shí)，合場(chǎng)強(qiáng)先增大再減小，故EA不一定大于EB，而電勢(shì)離電荷越遠(yuǎn)越低，

5、必有UAUB，故B正確【答案】 B圖66（2001年全國(guó)高考）如圖6所示，虛線a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為Ua、Ub和Uc，UaUbUc一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示由圖可知：A粒子從K到L的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功；B粒子從L到M的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功；C粒子從K到L的過程中，電勢(shì)能增加；D粒子從L到M的過程中，動(dòng)能減少?！窘馕觥?當(dāng)帶電粒子從K到L的過程中，粒子受到庫(kù)侖斥力作用，克服電場(chǎng)力做功，其動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加，故AC正確，同時(shí)可知，BD錯(cuò)誤【答案】 AC7（2000年全國(guó)高考）對(duì)于水平放置的平行板電容器，下列說法正確的是：A將兩板的間距加

6、大，電容將增大；B將兩極板平行錯(cuò)開，使正對(duì)面積減小，電容將變??；C在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的陶瓷板，電容將增大；D在下板的內(nèi)表面上放置一面積和極板相等、厚度小于極板間距的鋁板，電容將增大?！窘馕觥?由C，可判斷【答案】 BCD圖78（2002年上海高考）如圖7所示，在粗糙水平面上固定一點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無初速釋放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止，則從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中：A小物塊所受電場(chǎng)力逐漸減小；B小物塊具有的電勢(shì)能逐漸減?。籆M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)；D小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功。【解析】 小物塊遠(yuǎn)離電荷Q，則

7、它所受電場(chǎng)力減小小物塊在電場(chǎng)力的作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，由動(dòng)能定理知，電場(chǎng)力做的功與摩擦力做的功的代數(shù)和為零，即電場(chǎng)力做的功（電勢(shì)能的變化量）等于克服摩擦力做的功，所以，A、B、D選項(xiàng)正確由于不知道電荷的性質(zhì)，無法判斷M、N點(diǎn)電勢(shì)的高低，C選項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】 ABD9（2002年上海高考）在與x軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電量為1.0108 C、質(zhì)量為2.5103 kg的物體在光滑水平面上沿著x軸做直線運(yùn)動(dòng)，其位移與時(shí)間的關(guān)系是x0.16t0.02 t2，式中x以米為單位，t以秒為單位從開始運(yùn)動(dòng)到5 s末物體所經(jīng)過的路程為_m，克服電場(chǎng)力所做的功為_J【解析】 由x0.16t

8、0.02t2知，物體的初速度v00.16 m/s，加速度a0.04 m/s2則物體到速度減小到零所經(jīng)歷的時(shí)間為t1s4 s4 s內(nèi)的位移為x10.1640.0242 m0.32 m第5 s物體從速度為零反方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移大小x2at220.0412 m0.02 m物體的路程為 sx1+x20.34 m在5 s內(nèi)物體克服電場(chǎng)力所做的功為圖8WEqxmax2.51030.04（0.1650.0252） J3.0105 J10（2001年上海高考）一束質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖8所示如果兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為d、板長(zhǎng)為L(zhǎng)設(shè)粒子束不會(huì)擊中極

9、板，則粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到飛出極板時(shí)電勢(shì)能的變化量為_（粒子的重力忽略不計(jì)）【解析】 粒子在v0的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，垂直于極板方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度aUq/dm，離開電場(chǎng)時(shí)vt，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，粒子動(dòng)能增加，粒子電勢(shì)能的變化量Ep等于其動(dòng)能增加量Ek，則有EpEk，Ekmv2mmvt2，故粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到飛出極板時(shí)電勢(shì)能的變化量為11（2002年全國(guó)高考）有三根長(zhǎng)度皆為l1.00 m的不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線，其中兩根的一端固定在天花板上的O點(diǎn)，另一端分別拴有質(zhì)量皆為m1.00102 kg的帶電小球A和B，它們的電量分別為q和+q，q1.00107 CA、B之間用第三根線連接起來空

10、間中存在大小為E1.00106 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向沿水平向右，平衡時(shí)A、B球的位置如圖9所示 現(xiàn)將O、B之間的線燒斷，由于有空氣阻力，A、B球最后會(huì)達(dá)到新的平衡位置求最后兩球的機(jī)械能與電勢(shì)能的總和與燒斷前相比改變了多少（不計(jì)兩帶電圖9小球間相互作用的靜電力）圖9-1 圖9-2 【解析】 圖9-1中虛線表示A、B球原來的平衡位置，實(shí)線表示燒斷后重新達(dá)到平衡的位置，其中、分別表示細(xì)線OA、AB與豎直方向的夾角A球受力如圖2所示：重力mg，豎直向下；電場(chǎng)力qE，水平向左；細(xì)線OA對(duì)A的拉力T1，方向如圖；細(xì)線AB對(duì)A的拉力T2，方向如圖由平衡條件T1sin+T2sinqET1cosmg+T2

11、cosB球受力如圖9-3所示：重力mg，豎直向下；電場(chǎng)力qE，水平向右；細(xì)線AB對(duì)B的拉力T2，方向如圖由平衡條件T2sinqET2cosmg聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得045由此可知，A、B球重新達(dá)到平衡的位置如圖9-4所示圖9-4與原來位置相比，A球的重力勢(shì)能減少了EAmgl（1sin60）B球的重力勢(shì)能減少了EBmgl（1sin60+cos45）A球的電勢(shì)能增加了WAqElcos60B球的電勢(shì)能減少了WBqEl（sin45sin30）兩種勢(shì)能總和減少了WWBWA+EA+EB代入數(shù)據(jù)解得W6.8102 J12（1999年全國(guó)高考）在光滑水平面上有一質(zhì)量m1.0103 kg，電量q1.0101

12、0 C的帶正電小球，靜止在O點(diǎn)以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy現(xiàn)突然加一沿x軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)大小E2.0106 Vm的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球開始運(yùn)動(dòng)經(jīng)過1.0 s，所加電場(chǎng)突然變?yōu)檠貀軸正方向，場(chǎng)強(qiáng)大小仍為E2.0106 Vm的勻強(qiáng)電場(chǎng)再經(jīng)過1.0 s，所加電場(chǎng)又突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球在此電場(chǎng)作用下經(jīng)1.0 s速度變?yōu)榱闱蟠穗妶?chǎng)的方向及速度變?yōu)榱銜r(shí)小球的位置【解析】 由牛頓定律得知，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中小球加速度的大小為a代入數(shù)值得am/s20.20 m/s2當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)沿x正方向時(shí)，經(jīng)過1 s小球的速度大小為vxat0.201.0 m/s0.20 m/s速度的方向沿x軸正方向小球沿x軸方向移

13、動(dòng)的距離x1at20.201.02 m0.10 m在第2 s內(nèi)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向，故小球在x方向做速度為vx的勻速運(yùn)動(dòng)，在y方向做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)沿x方向移動(dòng)的距離x2vxt0.20 m沿y方向移動(dòng)的距離yat20.201.02 m0.10 m故在第2 s末小球到達(dá)的位置坐標(biāo)x2x1x20.30 my2y0.10 m在第2 s末小球在x方向的分速度仍為vx，在y方向的分速度vyat0.201.0 m/s0.20 m/s由上可知，此時(shí)運(yùn)動(dòng)方向與x軸成45角要使小球速度能變?yōu)榱?，則在第3 s內(nèi)所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向必須與此方向相反，即指向第三象限，與x軸成225角在第3 s內(nèi)，設(shè)在電場(chǎng)作用下小

14、球加速度的x分量和y分量分別為ax、ay，則ax0.20 m/s2ay0.20 m/s2在第3 s末小球到達(dá)的位置坐標(biāo)為x3x2vxtaxt20.40 my3y2vytayt20.20 m【答案】 與x軸成225角 坐標(biāo)位置（0.40 m， 0.20 m）13（2002年廣東、廣西、河南高考）如圖10（a）所示，A、B為水平放置的平行金屬板，板間距離為d（d遠(yuǎn)小于板的長(zhǎng)和寬）在兩板之間有一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)P已知若在A、B間加電壓U0，則質(zhì)點(diǎn)P可以靜止平衡現(xiàn)在A、B間加上如圖910（b）所示的隨時(shí)間t變化的電壓u在t0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于A、B間的中點(diǎn)處且初速為零已知質(zhì)點(diǎn)P能在A、B之間以最大的幅度上下運(yùn)動(dòng)

15、而又不與兩板相碰，求圖（b）中u改變的各時(shí)刻t1、t2、t3和tn的表達(dá)式（質(zhì)點(diǎn)開始從中點(diǎn)上升到最高點(diǎn)，及以后每次從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)或從最低點(diǎn)到最圖10高點(diǎn)的過程中，電壓只改變一次）【解析】 設(shè)質(zhì)點(diǎn)P的質(zhì)量為m，電量大小為q，根據(jù)題意，當(dāng)A、B間的電壓為U0時(shí)，有qmg，當(dāng)兩板間的電壓為2U0時(shí)，P的加速度向上，其大小為a，則qmgma，解得 ag當(dāng)兩板間的電壓為零時(shí)，P自由下落，加速度為g，方向向下在t0時(shí)，兩板間的電壓為2U0，P自A、B間的中點(diǎn)向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為g設(shè)經(jīng)過時(shí)間1，P的速度變?yōu)関1，此時(shí)使電壓變?yōu)榱?，讓P在重力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)過時(shí)間1，P正好到達(dá)A板

16、且速度為零，故有v1g1，0v1g1，dg12+v11g12，由以上各式，得11，1，因?yàn)閠11，得 t1，在重力作用下，P由A板處向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間2，速度變?yōu)関2，方向向下，這時(shí)加上電壓使P做勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間2，P到達(dá)B板且速度為零，故有v2g2，0v2g2dg22+v22g22，由以上各式，得22，2，因?yàn)?t2t1+1+2，得 t2（在電場(chǎng)力與重力的合力作用下，P由B板處向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間3，速度變?yōu)関3，此時(shí)使電壓變?yōu)榱?，讓P在重力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)經(jīng)過時(shí)間3，P正好到達(dá)A板且速度為零，故有v3g3，0v3g3，dg32+v33g32由上得 33，3，因?yàn)?t3t

17、2+2+3，得 t3根據(jù)上面分析，因重力作用，P由A板向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間2，再加上電壓，經(jīng)過時(shí)間2，P到達(dá)B且速度為零，因?yàn)?t4t3+3+2，得 t4同樣分析可得tn（n2）【答案】 tn（n2）【鞏固練習(xí)】一、選擇題（每小題中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求）圖111如圖11所示，是某電場(chǎng)中的一條直電場(chǎng)線一電子從a點(diǎn)由靜止釋放，它將沿直線向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，下列有關(guān)該電場(chǎng)情況的判斷正確的是：A該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)；B場(chǎng)強(qiáng)Ea一定小于Eb；C電子具有的電勢(shì)能a一定小于b；D電勢(shì)a一定低于b。圖12【解析】 根據(jù)題目條件不能判斷電場(chǎng)是否是勻強(qiáng)電場(chǎng)，也不能比較a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小故A、B選項(xiàng)錯(cuò)電子在電場(chǎng)

18、力作用下由靜止開始從a運(yùn)動(dòng)到b，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小故ab，電勢(shì)ab，C錯(cuò)，D對(duì)【答案】 D2關(guān)于電勢(shì)差的說法，正確的是：A在圖12中，abbc，則UabUbc；B在圖12中，abbc，則UabUbc；C在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，與電場(chǎng)垂直的方向上任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不一定為零；Dab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場(chǎng)力做的功?！窘馕觥?由UEd知，由于沿a、c方向電場(chǎng)減弱，則UabUbc，故A、B選項(xiàng)均錯(cuò)與電場(chǎng)垂直的方向上任意兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)差一定為零，C錯(cuò)根據(jù)Uab知D選項(xiàng)正確3（2003年上海高考）一負(fù)電荷僅受電場(chǎng)力的作用，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在此過程中該電荷做初速度為零

19、的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度EA、EB及該電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能A、B之間的關(guān)系為：AEAEB ； BEAEB；CAB；DAB?！窘馕觥?由于該負(fù)電荷只在電場(chǎng)力作用下做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可知該電場(chǎng)一定為勻強(qiáng)電場(chǎng)，EAEB運(yùn)動(dòng)過程電場(chǎng)力對(duì)該電荷做正功，電荷的電勢(shì)能減小，AB圖13【答案】 AD4在一個(gè)點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中，一群負(fù)離子恰好能沿以點(diǎn)電荷為圓心的圓弧從a運(yùn)動(dòng)到b，如圖13所示，則這些負(fù)離子只具有相同的：A動(dòng)能和電量；B動(dòng)量和電量；C質(zhì)量和速度；D質(zhì)量和電量?！窘馕觥?由知，這些負(fù)離子的動(dòng)能和電量相同圖14【答案】 A5如圖914所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，平行板電容器的極板A與

20、一靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地，若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到的靜電計(jì)指針變化作出平行板電容器電容變小的結(jié)論的依據(jù)是：A兩極板間的電壓不變，極板上的電量變大；B兩極板間的電壓不變，極板上的電量變??；C極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變大；D極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變小?！窘馕觥?靜電計(jì)的作用是通過指針的偏轉(zhuǎn)角度來顯示電容器兩極板間的電勢(shì)差大小，注意到極板B移動(dòng)過程中，電容器的帶電荷量不變，利用公式UQ/C及C，便可找出正確答案根據(jù)平行板電容器的電容與正對(duì)面積成正比知，B板向上移，電容C變小，再利用公式UQ/C，由于Q不變，C變小，所以U變大，C項(xiàng)正確二、填空題6均勻帶電導(dǎo)體球

21、體產(chǎn)生的電場(chǎng)，其公式為E（R大于球體的半徑，Q是球體的帶電量）已知空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)為3106 V/m，那么一個(gè)半徑為1 cm的金屬小球最大帶電量不會(huì)超過_C【解析】 設(shè)金屬球表面附近場(chǎng)強(qiáng)最大值為3106V/m，則有：3106則Q0.33107 C【答案】 0.331077如圖15所示，帶電粒子P所帶的電荷量是Q的3倍，它們以相等的速度v0從同一點(diǎn)出發(fā)，沿著跟電場(chǎng)強(qiáng)度垂直的方向射入電場(chǎng)，分別打在M、N點(diǎn)，若OMMN，則P與Q的質(zhì)量之比為_（不計(jì)重力）圖15【解析】 由OMMN和t知，tQ2tp由yat2得由Eqma得【答案】 34圖168如圖16所示，在光滑絕緣平面上有帶同種電荷的A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷

22、相距無窮遠(yuǎn)A的質(zhì)量為m，且靜止；B的質(zhì)量為4m，且以速度v正對(duì)著A運(yùn)動(dòng)，在以后的運(yùn)動(dòng)過程（A、B沒有相碰）中A、B系統(tǒng)的最大電勢(shì)能為_（取兩球相距無窮遠(yuǎn)時(shí)的電勢(shì)能為零）【解析】 當(dāng)A，B相距最近時(shí)，系統(tǒng)的電勢(shì)能最大，由動(dòng)量守恒定律得4mv5mvvv由能量守恒定律知，最大的電勢(shì)能等于系統(tǒng)減少的動(dòng)能，則Epm4mv25mv2mv2三、計(jì)算題圖179如圖17所示，用三根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛著兩個(gè)質(zhì)量均為m，帶電量分別為+q和q的小球，若加一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使細(xì)線被拉緊且處于平衡狀態(tài)，則所加電場(chǎng)E的大小應(yīng)滿足什么條件？【解析】 以+q球?yàn)檠芯繉?duì)象，水平細(xì)線剛好拉直時(shí)，它受力如下圖所示，由平衡條件得E0q+FTcos60FTsin60mg由解得E0【答案】 E圖1810在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有a、b、c三點(diǎn)，各點(diǎn)的電勢(shì)分別為a8