高二物理电场试题答案及解析

高二物理电场试题答案及解析

1. 下列哪些现象利用了静电( )

A．常用的复印机复印文稿等

B．常用的家用照相机成像在底片上

C．针式打印机打印文字图象

D．数码照相机照相

【答案】A

【解析】根据课本内容可知复印机是利用电场力控制点电荷的运动，属于静电的应用，所以选项A正确；照相机成像是利用光的原理工作的，针式打印机打印文字和图象是利用振针和墨带打印的，数码照相是将光信号转换为数字信号，所以选项B、C、D都是错误的

试题点评：本题考查了生活现象中对静电现象的应用，熟悉选项中的工作原理是关键

2. 地毯中夹入少量的金属纤维是为了( )

A．避免人走动时产生静电

B．将人走动时产生的静电及时导走

C．增大地毯的强度和韧性

D．对地毯起装饰作用

【答案】B

【解析】人在地毯上行走时，由于鞋底会与地毯摩擦从而会产生电荷，电荷如果不能及时导走，就会因越聚越多而容易引起火灾，所以为了防止由于摩擦起电而发生火灾，我们就需要在地毯中夹杂着一些不锈钢丝，因为不锈钢是导体，它可以把产生的电荷及时传到大地上．

思路分析：根据摩擦起电以及不锈钢是导体，它可以把产生的电荷及时传到大地上分析

试题点评：掌握住基本的知识，对于生活中的一些现象要能够用所学的知识来解释．

3. 如图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个金属板,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,导致话筒所在电路中其他量发生变化,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

【答案】A

【解析】人在说话时，振动膜前后振动,则振动膜前面镀有薄薄的金属层间的距离发生变化，根据公式从而导致了电容器的电容发生变化，A正确

思路分析：人说话时，会产生振动，导致振动膜发生振动，从而导致振动膜前面镀有薄薄的金属层间的距离发生变化，

试题点评：本题考查了电容器的应用，也综合考查了学生分析问题的能力

4. 三个质量相同,分别带有正电、负电、不带电的粒子A、B、C,从水平放置的平行带电金属板左侧P点以相同速度v0垂直电场线方向射入匀强电场,分别落在带正电极板上不同的三点,如图所示,下面判断正确的是( )

A．三个粒子在电场中运动的加速度大小关系为:ab>ac>aa

B．三个粒子在电场中运动的时间相等

C．三个粒子到达下极板时的动能关系为:EkA>EkB>EkC

D．三个粒子所受到电场力大小关系为:Fa=Fb>Fc

【答案】A

【解析】粒子进入电场后，受竖直向下的重力和电场力作用，粒子在水平方向上做初速度为的匀速运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，粒子在电场中的运动时间为,从而可知,所以B错误，因为三个粒子在竖直方向上的偏转量相同，根据结合可得，所以A正确，通过可知粒子A带正电，合力为，B不带电，合力为mg，C带负电，合力为，所以电场力对A做负功，对B不做功，对C做正功，过程中三个粒子的重力做功是相同的，故可得三个粒子到达下极板时的动能关系为，C错误，因为b不带电，所以电场对b没有力的作用，故b受到的电场力不可能大于C的，D错误

思路分析：因为水平初速度相同，并且在水平方向上做匀速直线运动，所以可根据图中粒子的水平位移，根据公式分析出运动时间，然后根据在竖直方向上的位移相同，根据以及时间关系分析出加速度关系，结合受力分析判断哪个粒子带正电，负电，不带电，从而判断出电场力对各粒子做功情况，进而判断出在正极板时的动能

试题点评：本题的突破口就是通过水平初速度相同，并且在水平方向上做匀速直线运动，所以可根据图中粒子的水平位移，根据公式分析出运动时间，

5. 几种不同的离子都由静止开始经同一电场加速后，垂直电场方向射入同一偏转电场，已知它们在电场中的运动轨迹完全相同，则可以肯定，这几种离子的（ ）

A．电性相同 B．电荷量相同

C．比荷相同 D．射出偏转电场时速度相同

【答案】A

【解析】粒子经加速电场加速后 （1）粒子射入偏转电场后在竖直方向上的加速度为（2）粒子在偏转电场里的运动时间为 （3）粒子在离开偏转电场时发生的竖直方向上发生的偏转为（4）结合（1）（2）（3）（4）可得，即粒子在屏上的偏转量与粒子的m和q无关，只与加速电场的电压和偏转电场的电压，长度，宽度有关，它们的轨迹相同，只能判断它们的带电性质是相同的，所以A正确，

思路分析：先根据算出粒子经加速电场后的速度，然后粒子进入偏转电场后在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，所以根据，，解出偏转量表达式，结合表达式分析 试题点评：本题的可以当成一个结论来使用，即静止的带电粒子经同一电场加速后，再垂直射入偏转电场，射出粒子的偏转角度和侧位移与粒子的q、m无关

6. 如图所示,平行金属板的上下极板分别带等量异种电荷,板长为L,一束速度相同的电子束由正中央P点垂直电场线方向进入电场,飞出电场时速度(vt)方向如图,现作速度(vt)的反向延长线交初速度(v0)方向延长线PM于O点,试分析计算O点的位置.

【答案】O点在PM的中点处

【解析】粒子在水平方向上做初速度为的匀速运动，在竖直方向上做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，粒子在电场中的运动时间为,

设飞出电场时粒子发生的位移与水平方向夹角为，则

设飞出电场时的速度方向与初速度方向的夹角为，则

，所以

设O点距离电场边缘的距离为，故解得,所以O点在PM的中点处

思路分析：设飞出电场时粒子发生的位移与水平方向夹角为，飞出电场时的速度方向与初速度方向的夹角为，粒子在水平方向上做初速度为的匀速运动，在竖直方向上做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，只要能求出和的关系即可根据几何知识求出O点的位置，

试题点评：从中央垂直电场方向射入的带电粒子在射出电场时的速度的方向延长线交电场中央线上的一点，该点与射入点间的距离为带电粒子在水平中央线上的位移的一半，这是一个结论，在以后的计算过程中可用来简单运算

7. 如图所示,静电分选的原理示意图,将磷酸盐和石英的混合颗粒由传送带送至两个竖直带电平行金属板上方中部,经电场区域下落,电场强度为5.0×105 V/m,磷酸盐颗粒带正电,石英颗粒带负电,这些颗粒带电率(颗粒所带电荷量与颗粒质量之比)均为1.0×10-5 C/kg,如果要求两种颗粒经电场区域后至少分离10 cm,粒子在电场中通过的竖直距离至少应多少?(g取10 m/s2)

【答案】0.1 m

【解析】这些颗粒在进入电场区后，在竖直方向上做自由落体运动，设粒子在电场中通过的竖直距离为L，则 （1）

粒子在水平方向上受电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为，

因为要求两种颗粒经电场区域后至少分离10 cm,，

所以每种颗粒在水平方向上的偏转距离，所以 （2）

结合（1）（2）两式可得，代入数据可得

即，所以粒子在竖直方向上通过的距离至少为0.1m

思路分析：些颗粒在进入电场区后，在竖直方向上做自由落体运动，即，在水平方向上做做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为，所以，因为要求两种颗粒经电场区域后至少分离10 cm,，所以每种颗粒在水平方向上的偏转距离，

试题点评：本题考查了带电粒子在电场中的偏转问题，关键是分清楚粒子在竖直方向和水平方向上的运动，以及所要求的条件

8. 如图所示,在xOy坐标系中将一负检验电荷Q由y轴上a点移至x轴上b点时,需克服电场力做功W;若从a点移至x轴上c点时,也需克服电场力做功W.那么此空间存在的静电场可能是（ ）

A．存在电场强度方向沿y轴正向的匀强电场

B．存在电场强度方向沿x轴正向的匀强电场

C．处于第Ⅰ象限某一位置的正点电荷形成的电场

D．处于第Ⅱ象限某一位置的负点电荷形成的电场

【答案】C

【解析】将负电荷从a移动到b电场力做负功，所以a点的电势高于b点的电势，将负电荷从b点移动到c点，电场力做负功，所以b点的电势高于c点的电势，故若存在电场强度方向沿y轴正向的匀强电场则a点的电势是最小的，不可能，A错误，若存在电场强度方向沿x轴正向的匀强电场，则ab两点的电势相等，故也不可能，B错误，若处于第Ⅰ象限某一位置的正点电荷形成的电场，当正点电荷距离a点较近时，有可能形成a点电势最高，c点电势最低的情况，C正确，若处于第Ⅱ象限某一位置的负点电荷形成的电场，无论负电荷在第二象限的什么位置，都不可能，所以D错误，

思路分析：先根据题中的信息判断出abc三点的电势大小情况，然后根据选项中的电场依次判断可能性

试题点评：本题的关键是明白沿电场线方向电势是降落的，

9. 在静电场中一电荷受到非静电力的作用下由电场线上A点移到B点，以下说法中正确的是( )

A．非静电力和电场力对电荷做功之和等于电荷电势能增加量和动能增加量之和

B．非静电力做功之和等于电荷电势能增加量和动能增加量之和

C．电荷克服电场力做功等于电荷电势能的增加量

D．非静电力和电场力对电场力做功之和等于电荷动能增加量之和

【答案】BCD

【解析】电荷从A点运动到B点的过程中，根据动能定理可得，即非静电力和电场力对电荷做功之和等于动能增加量，A错误D正确，，又因为电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增加，所以，所以，B正确，电荷克服电场力做功等于电荷电势能的增加量，C正确，

思路分析：根据，分析解题

试题点评：本题考查了功能关系，关键是明白即电荷克服电场力做功等于电荷电势能的增加量，

10. 如图所示，点电荷的静电场中电场线用实线表示，但其方向未标明，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹.a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受到电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（ ）

A．带电粒子所带电荷的性质

B．带电粒子在a、b两点的受力何处较大

C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大

D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大

【答案】BCD

【解析】在不知道电场线方向时，无法判断带电粒子的电性，A错误，有运动轨迹可知带电粒子在运动过程中受到静电力作用，在ab两点处由电场线的疏密程度可以判断带电粒子在a处受到的电场力较大，B正确，假设粒子从a点运动到b点，由于只受电场力作用，而且力的方向与速度方向的夹角为钝角，故电场力对粒子做负功，动能减小，电势能增大，假设粒子从b点运动到a点同样也可以得出b处的速度小，电势能大的结果，故CD正确

思路分析：根据电场线疏密程度可判断电场力大小，根据电场力与速度方向的夹角可判断电场力做功情况，

试题点评：带电粒子在电场力作用下做曲线运动时，受到的电场力指向曲线凹处，

11. 如图所示，带电粒子以竖直向上的初速v0自A处进入场强为E、方向水平向右的匀强电场，当粒子到达图中B处时速度变成水平向右，大小为2v0.那么，A、B间的电势差是多大？

【答案】

【解析】解：当粒子到达图中B处时速度变成水平向右时，竖直方向上的速度从减小到0，所以过程中重力做负功，在竖直方向上从A点到B点的过程中，

重力做功为 （1）

在水平方向上，粒子只受电场力作用，速度从0增加到，所以电场力做正功，从A点运动到B点的过程中电场力做功为 （2）