2010届《名师宝典》高考导航系列试题
高三上学期物理单元测试（7）
[原人教版]命题范围电场
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共100分考试用时90分钟
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一
个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．
1．传感器是采集信息的重要元件, 如图所示, 是一种测定压力的电容式传感器, 当待测压力F作用于可动膜片电极上时, 可使膜片产生形变, 引起电容变化, 将电容器、灵敏电流计
和电源串接成闭合电路, 那么（）A．当F向上压膜片电极时, 电容将减小
B．当F向上压膜片电极时, 电容将增大
C．若电流计有示数, 则压力F发生变化
D．若电流计有示数, 则压力F不发生变化
2．如图, A、B、C、D是匀强电场中一个正方形的四个顶
点, A、B、C三点的电势分别为U A=15 V,U B=3 V,
U C=－3 V．由此可得D点的电势U D为（）
A．0 B．3 V
C．6 V D．9 V
3．如图所示, 两块大平行金属板A、B之间的距离为d, 在两板间加上电压U, 并将B板接地
作为电势零点, 现将正电荷q逆着电场线方向由A板移到B板, 若用x表示移动过程中该
正电荷到A板的距离, 则其电势能E随x变化的图线为图中的（）
4．如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，
振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在的电路
中的其它量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，
其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（）
A．距离变化 B．正对面积变化
C．介质变化 D．电压变化
5．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离，用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和场强，可以判定（）＞φb＞φ c B．E a＞E b＞E c
A．φ
C．φa–φb=φb–φ c D．E a = E b = E c
6．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点
以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的
运动轨迹如图中虚线所示。则（）
A．a一定带正电，b一定带负电
B．a的速度将减小，b的速度将增加
C．a的加速度将减小，b的加速度将增加
D．两个粒子的电势能一个增加一个减小
7．如图（a）所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图（b）所示的电压．T ＝0时，Q板比P板电势高5V，此时在两板的正中央M点有一个电子，速度为零，电
A
B
子
在电场力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化．假设电子始终未与两板相碰． 在0＜t ＜8×1010-s 的时间内，这个电子处于M 点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减 小的时间是
（ ）
A ．0＜t ＜2×1010-s
B ．2×1010-s ＜t ＜4×1010-s
C ．4×1010-s ＜t ＜6×1010-s
D ．6×1010-＜t ＜8×1010-s
8．如图所示，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A 、B ，它们一起在水平向右的匀强电场 中向右做匀加速运动，且保持相对静止。设小球A 、的带电量大小为Q A ，小球B 的带电 量大小为Q B ，，下列判断正确的是
（ ）
Ａ．小球A 带正电，小球B 带负电，且Q A > Q B ， Ｂ．小球A 带正电，小球B 带负电，且Q A < Q B Ｃ．小球A 带负电，小球B 带正电，且Q A > Q B ， Ｄ．小球A 带负电，小球B 带正电，且Q A < Q B
9．静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa 的a 点运动至电势为φb 的b 点．若带电
粒子在a 、b 两点的速率分别为v a 、v b ，不计重力，则带电粒子的比荷q /m ，为 （ ） A ．
2
2
a b
b a
??--v v B ．
22
b a
b a
??--v v C ．
22
2()
a b
b a ??--v v D ．
22
2()
b a
b a ??--v v
10．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，MP ⊥ON ，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
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
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
二、本题共2小题，共12分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．
11．(6分)下列三个图表示的是某实验小组利用恒定电流场模拟静电场，描绘其等势线的三种实验设计，（乙图中N为环形电极，M为柱形电极，丙图中M、N分别为两个平行的条形电极）。请分别指出它们各自描绘的是哪种电场的等势线？
答：
甲：___________________________________________________________；
乙：____________________________________________________________；
丙：____________________________________________________________．
12．（6分）在利用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中, 在下列所给出的器材中, 应
该选用的是___________ (用器材前的字母表示)．
A．6V的交流电源
B．6V的直流电源
C．100V的直流电源
D．量程0～0．5V, 零刻度在刻度盘中间的电压表
E．量程0～300 A的零刻度在刻度盘中间的电流表．
实验中, 若以两电极连线中点为基准点, 一个探针与其
接触, 另一探针在a点时, 电流计指针向右偏, 则该探针移到b点时, 电流表指针将__________．
三、本题共4小题，满分48分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只
写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13．（10分）如图所示，相距为0．2m的平行金属板A、B上加电压U=40V，在两板正中沿水平方向射入一带负电小球，经0．2s小球到达B板，若要小球始终沿水平方向运动而不发生偏转，A、B两板间的距离应调节为多少？（g取10m/s2）
14．(12分)如图所示，相距为d的两完全相同的平行金属板A、B，质量均为M，带有等量异号电荷，其中A板放在绝缘的水平桌面上，B板正中央开有小孔P，A、B两板边缘处各有一粗细不计的绝缘细杆支撑，假定细杆对两板间的电场不产生任何影响．一质量为m、带电荷量为q的小球自距B板高h处由静止释放，通过小孔P后到达两板正中央位置0时，速度变为零．不计空气阻力和细杆质量，重力加速度为g，求：（1）A、B两板间的电势差；
（2）当小球在A、B两板间速度为零时，A板对水平桌面压力的大小．
Y v 0
L
15．（12分）如图，空间中存在两条射线OM 、ON ，以及沿射线OM 方向的匀强电场，已知
∠NOM ＝θ，某带电粒子从射线OM 上的某点P 垂直于OM 入射，仅在电场作用下经过射线ON 上的Q 点，若Q 点离O 点最远且OQ ＝L ，求： （1）粒子入射点P 离O 点的距离S
（2）带电粒子经过电压U 加速后从P 点入射，则改变电压U 时，欲使粒子仍然能经过
Q 点，试画出电压U 与匀强电场的场强E 之间的关系。（只定性画出图线，无需说明理由）
16．（14分）如图所示，真空中水平放置的两个相同极板Y 和Y'长为L ，相距d ，足够大的
竖直屏与两板右侧相距b ．在两板间加上可调偏转电压U ，一束质量为m 、带电量为+q 的粒子（不计重力）从两板左侧中点A 以初速度v 0沿水平方向射入电场且能穿出． （1）证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O 点； U
E O
O M N
Q
参考答案
1．答案: BC
解析: 本题利用传感器模型在新的情境中考查平行板电容器电容的计算公式及电容的定义公式, 由C =
kd
S
πε4得B ．由C =
U
Q 可知, 由于F 作用使C 变化, 而U 不变, 所以Q
变化, 电路中有电流形成, C 正确． 2．答案: D
解析: 本题考查匀强电场等势面的特点, 先在AC 上找出B 的等势点(将AC 三等份), 结合几何知识和电势差的求法, 找出D 的等势点为qv ． 3．答案: C
解析: 考查电势能及电势差的定义． 设电荷所处位置为p , 则有E p =qU p = qU PA =－qE (d －x )．根据方程可画出C 图线． 学生易将接地以及电荷逆着电场线方向移动这两个条件忽略, 而错将U PB 当成正值而选出A 项． 4．答案:A
解析:电容式话筒中振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器，相当于一个平行板电容器。当人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使两极板间的距离发生变化，从而导致电容器的电容发生变化．所以选A ． 5．答案: A
解析:只有一条电场线，不能确定具体的电场，无法比较电场强弱及两点间的电势差 6．答案: C
解析:两粒子均仅在电场力作用下运动，电场力做正功，电势能减少，速度增加。根据电场线疏密表示场强的弱、强可知，a 受的电场力将减小，加速度也将减小， b 受的电场力增大，加速度将增加。 7．答案：D 解析：0-2×10
10
-s 时间内电子应向Q 板运动，2×10
10-s-4×10
10
-s ，电子向右减速；4
×10
10
--6×10
10
-s ，电子向左加速，6×10
10
--8×10
10
-s ，电子向左减速，答案应选D ．
8．答案：D
解析：由于AB 之间的作用力为F=2
r
k Q Q B A ，而AB 作匀加速直线运动，两者的间距不
变，所以A 带负电，B 带正电，由于系统向右运动，所以Q A < Q B 。 9．答案：C
解析：由电势差公式以及动能定理：W =qU ab =q (φa －φb )= 12m (v b 2－v a 2
)，可得比荷为q m =
v b 2－v a 2
2(φa －φb ) 。
10．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P M ??>,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Ed U =,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MN OM U U >,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． 11．答案: 甲：模拟等量异种电荷周围的静电场
乙：模拟点电荷周围附近的静电场 丙：模拟平行板电容器间的匀强静电场
12．答案: B, E; 向左偏
13．解析：小球在电场中做匀变速曲线运动
在竖直方向由牛顿第二定律得
ma d Uq mg =-/ 2/2/2
at d =
解得2
/5s m a = m=40q
要使小球沿水平方向运动，应有 mg=E ′q E ′=U/d
d ′=qU/mg=0．1m
O
v 0 Q v 0
v y θ θ U
E
O Y v 0
O
θ
x
14．解析：（1）研究带电小球，释放到达O 点过程，动能定理02)2(=-+U q
d h mg
q
d h mg U )
2(+=
（2）研究金属板，受力平衡，02=--d
U q
Mg N
d
d h mg Mg N )
2(2++
=
15．解析：如图所示，依题意，粒子在Q 点的速度方向沿着射线ON ，粒子从P 点开始做类
平抛运动，设加速度为a ，则：
沿着OM 方向做匀加速直线运动：PS ＝12
at 2
在Q 点平行于OM 方向的分速度： v y ＝at
SQ 方向做匀速运动：QS ＝v 0t 且v 0＝v y tan θ 解得：PS ＝L
2
cos θ
显然P 点为OS 的中点，故P 离O 点的距离S ＝PS ＝L
2cos
（2）如图所示
16．解析：（1）设粒子在运动过程中的加速度大小为a ，离开偏转电场时偏转距离为y ，沿
电场方向的速度为v y ，偏转角为θ，其反向延长线通过O 点，O 点与板右端的水平距离为x ，则有
联立可得 2
L x =
即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心． （2）E q a m =
③ U E d
=
④
由①②③④式解得22
2qU L
y dm v =
当2
d y =
时，2
2
02
m d v U qL
=
则两板间所加电压的范围 22
22
2
2
m d v m d v U qL
qL
-
≤≤
（3）当2
d y =
时，粒子在屏上侧向偏移的距离最大（设为y 0），则
0(
)tan 2
L y b θ=+ 而tan d L
θ=
解得 0(2)
2d L b y L
+=
则粒子可能到达屏上区域的长度为(2)
d L b L
+