2015年高考物理试题分类汇编：静电场

2015年高考物理试题分类汇编：静电场(2015新课标I-15). 如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ，一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则A. 直线a位于某一等势面内，φM>φQB. 直线c位于某一等势面内，φM>φNC. 若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D. 若电子由P点运动到Q点，电场力做负功【答案】B【考点】电场强度；电场线；电势能、电势；电势差；匀强电场中电势差与电场强度的关系。

【解析】在匀强电场中，因为电子带负电，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，电场力对电子做负功，由W= qU,q=-e, 则得φM-φN=φM-φP>0,说明MQ为高电势，NP为低电势。

所以直线c位于某一等势线内，选项A错B对。

匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，φM=φQ>φP、电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项C错。

电子由P点运动到Q点，电场力做正功，电势能减少，选项D错。

【2015新课标II-14】14. 如图，两平行的带电金属板水平放置。

若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，45，再由a点从静止释放一同微粒恰好保持静止状态。

现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转°样的微粒，改微粒将A．保持静止状态 B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动【答案】D【解析】试题分析：现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转时，两板间的电场强度不变，电场力也不变，所以现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转后，带电微粒受两大小相等的力的作用，合力方向向左下方，故微粒将向左下方做匀加速运动，故D正确，A、B、C错误。

考点：电容器；电场力；力的平衡【2015新课标II-24】24.（12分）如图，一质量为m、电荷量为q（q>0）的例子在匀强电场中运动，A、B 为其运动轨迹上的两点。

江苏省2015年普通高等学校统一招生考试物理试题哈尔滨师范大学附属中学 张波 150080第I 卷（选题题部分，共计31分）一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意．[2015·江苏卷，1]一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V 交变电流改变为110V ．已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为 A ．200 B ．400 C ．1600 D ．3200 【答案】B[解析] 理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比，有2800110220n ，所以2n =400，B 正确。

【考点分类】第十章 交变电流，传感器考点2．变压器、电能的输送 【试题难度】低档题.[2015·江苏卷，2]静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载．《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于．．．静电现象的是 A ．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B ．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C ．小线圈接近通电电线过程中，小线圈中产生电流D ．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉 【答案】C[解析] 静电现象是静止的电荷之间通过电场发生相互作用而产生的现象。

带电体吸引轻小物体是静电现象，A 不选。

带电小球与发生了静电感应的不带电金属球上的感应电荷总体相互吸引，是静电现象，B 不选。

小线圈接近通电电线过程中，小线圈中产生电流是电磁感应现象，C 选。

与地毯摩擦使人体带电和手与金属把手的静电放电都是静电现象，D 不选。

【考点分类】第六章 静电场考点1．电场力的性质 【试题难度】低档题.[2015·江苏卷，3]过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b ”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕．“51 peg b ”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的201．该中心恒星与太阳的质量比约为 A ．101 B ．1C ．5D ．10【答案】B[解析] 对绕中心天体做匀速圆周运动的星体有：2224T r m r Mm G π=，整理有2324GT r M π=即143652012323≈⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=行星地球地球行星太阳恒星T T r r M M，B 正确。

高考专题（八）静电场1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。

若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A．1.6×102 kg B．1.6×103 kgC．1.6×105 kg D．1.6×106 kg2．（2019·新课标全国Ⅱ卷）静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行3．（2019·新课标全国Ⅲ卷）如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。

则A．a点和b点的电势相等B．a点和b点的电场强度大小相等C．a点和b点的电场强度方向相同D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加4．（2019·北京卷）如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外，则A．a点场强的大小比b点大 B．b点场强的大小比c点小C．a点电势比b点高 D．b点电势比c点低5．（2019·天津卷）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程A．动能增加212mv B．机械能增加22mvC．重力势能增加232mv D．电势能增加22mv6．（2019·江苏卷）一匀强电场的方向竖直向上，t=0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图象是7．（2019·江苏卷）如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为+q的点电荷固定在A点．先将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为-W．再将Q1从C点沿CB移到B点并固定．最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点．下列说法正确的有A．Q1移入之前，C点的电势为WqB．Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0C．Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2WD．Q2在移到C点后的电势能为-4W8．（2019·浙江选考）等量异种电荷的电场线如图所示，下列表述正确的是A．a点的电势低于b点的电势B．a点的场强大于b点的场强，方向相同C．将一负电荷从a点移到b点电场力做负功D．负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能9．（2019·浙江选考）电荷量为4×10－6 C的小球绝缘固定在A点，质量为0.2 kg、电荷量为－5×10－6C 的小球用绝缘细线悬挂，静止于B 点。

专题7 电场1.（15江苏卷）静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载《春秋纬考异邮》中有玳瑁吸衣若只说，但下列不属于静电现象的是A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉答案：C解析：C是电磁感应现象，其余是静电现象.2.（15江苏卷）一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球A．做直线运动 B．做曲线运动 C．速率先减小后增大，D．速率先增大后减小答案：BC解析：小球受重力和电场力，合力方向左下，初速度与合力不在同一直线，所以小球做曲线运动.初阶段，合力与速度夹角为钝角，速率减小，后来，合力与速度夹角为锐角，速率增大，所以速率先减小后增大.3，（15江苏卷）两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示，c时两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则A．a点的电场强度比b点的大B．a点的电势比b点的高C．c点的电场强度比d点的大D．c点的电势比d点的低答案：ACD解析：逐项判断A.根据电场线的疏密判断，a点电场强度比b大，A正确；B.根据沿电场线电势降低，a 点的电势比b 低，B 错误；C.根据电场的叠加原理，c 、d 点的电场都是正电荷与两个相同的负电荷形成的电场的叠加，c 点两个相同的负电荷形成的电场互相抵消、d 点两个相同的负电荷形成的电场方向与正电荷形成的电场方向相反，而c 、d 点与正电荷距离相等，所以c 点电场强度比d 大，C 正确；D.根据的原理，c 、d 点与正电荷Ed U =距离相等，但正电荷到c 间电场强度比到d 间电场强度大，所以电势降落大，所以c 点的电势比d 低，D 正确.4.（15江苏卷）（16分）一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q 、质量不同的离子飘入电压为的加速电场，其初速度几乎为零，这些离子经过加速后通过狭缝O 沿着与0U 磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场，最后打在底片上，已知放置底片区域已知放置底片的区域MN =L ，且OM =L .某次测量发现MN 中左侧区域MQ 损坏，检测不到离23子，但右侧区域QN 仍能正常检测到离子. 在适当调节加速电压后，原本打在MQ 的离子13即可在QN 检测到.（1）求原本打在MN 中点P 的离子质量m ；（2）为使原本打在P 的离子能打在QN 区域，求加速电压U 的调节范围；（3）为了在QN 区域将原本打在MQ 区域的所有离子检测完整，求需要调节U 的最少次数.（取；)20. 301lg =lg30. 477,lg50. 699==解析：（1）离子在电场中加速2021mv qU =在磁场中做匀速圆周运动，解得 ①r v m qvB 2=qmU B r 021=代入，解得 ②L r 430=022329U L qB m =（2）由（1）得，，离子打在Q 点，解得;离子打在N =U 220916L r U L r 65=811000U U =点，解得，则电压的范围L r =9160U U =9168110000U U U ≤≤（3）由（1）可知，∝r U第一次调节电压到，使原本打到点的离子打到点，，此时，设原本1U Q N 0165U U L L =半径为的打在的离子打在上，则，解得1r 1Q Q 01165U U r L =L L r 362565(21==第二次调节电压到，使原本打到点的离子打到点，，此时，设原2U 1Q N 022)65(U U L L=本半径为的打在的离子打在上，则，解得2r 2Q Q 02265U U r L =L L r 216125)65(32==同理，第次调节电压，有,检测完整，有，解得n L r n n 1)65(+=L r n 21≤，最少次数为3次.8.21)56lg(2lg ≈-≥n 第三次调节电压到，使原本打到点的离子打到点，，此时，设原3U 2Q N 033)65(U U L L=本半径为的打在的离子打在上，则，解得3r 3Q Q 03365U U r L =,调节电压的次数最少为3次.L L L r 211296625)65(43<==5.（15海南卷）如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l ，在正极板附近有一质量为M 、电荷量为q （q ＞0）的粒子，在负极板附近有另一质量为m 、电荷量为-q 的粒子，在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动.已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l 52的平面.若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M ：m 为（ ）A. 3:2 B. 2：1 C. 5:2 D. 3:1答案：A解析：设电场强度为E ，两粒子的运动时间相同，对M 有，Eq a M =，22152Eq l t M =；对m 有'Eq a m =，23152Eq l t m =，联立解得32M m =，A 正确；6.（15海南卷）如图，两电荷量分别为Q （Q ＞0）和-Q 的点电荷对称地放置在x 轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方.取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是A.b点的电势为零，电场强度也为零B.正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C.将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D.将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点，后者电势能的变化较大答案：BC解析：因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为水平指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的电势为零，故b点的电势为零，但是电场强度不为零，A错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向水平向右，在中点O处电势为零，O点左侧电势为正，右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B正确；O点的电势低于a点的电势，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，C正确；O点和b点的电势相等，所以先后从O、b点移到a点，电场力做功相等，电势能变化相同，D错误；7.（15四川卷）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零.则小球aA．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B．从N到P的过程中，速率先增大后减小C．从N到Q的过程中，电势能一直增加D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量答案：BC解析：a球从N点静止释放后，受重力mg、b球的库仑斥力F C和槽的弹力N作用，a球在从N到Q的过程中，mg与F C的夹角θ逐渐减小，不妨先假设F C的大小不变，随着θ的减小mg与F C的合力F将逐渐增大，况且，由库仑定律和图中几何关系可知，随着θ的减小F C 逐渐增大，因此F 一直增加，故选项A 错误；在a 球在从N 到Q 的过程中，a 、b 两小球距离逐渐变小，电场力一直做负功，电势能一直增加，故选项C 正确；显然在从P 到Q 的过程中，根据能的转化与守恒可知，其电势能增加量等于其机械能的减少量，b 球在Q 点时的重力势能大于其在P 点时的重力势能，因此该过程中动能一定在减少，且其减少量一定等于其电势能与重力势能增加量之和，故选项D 错误；既然在从P 到Q 的过程中，b 球的动能在减少，因此其速率也在减小，而开始在N 点时速率为0，开始向下运动段中，其速率必先增大，故选项B 正确.8.（15安徽卷）由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q 1和q 2，其间距离为r 时，它们之间相互作用力的大小为，式中k 为静电力常量.若用国221r q q kF =际单位制的基本单位表示，k 的单位应为A ．kg·A 2·m 2B ．kg·A -2·m 3·s -4C ．kg·m 2·C -2D ．N·m 2·A -2答案：B解析：根据单位制，k 的单位为N·m 2·C -2，而1N= 1kg·m·s -2，1C=1 A·s ，代入得k 的单位为kg·A -2·m 3·s -4，故答案为B ．9.（15 安徽卷）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中02σεσ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0为常量.如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S ，其间为真空，带电量为Q .不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为A ．和B ．和S εQ 0S εQ 0202Q S εSεQ 02C ．和 D ．和02QS ε202Q S εS εQ 0202Q S ε答案：D解析：由题意，单块极板产生的电场强度为，根据电场的叠加原理，极板间的002QE S ε=电场强度大小，选项B 、C 错误；由于一块极板在另一块极板处产生的电场002Q E E Sε==强度处处相同，借用微元和累加的思想，所以另一块极板所受电场力为，2002Q F QE S ε==故选项A 错误．答案为D ．10.（15海南卷）在xOy 平面内，有沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E （图中未画出），由A 点斜射出一质量为m ，带电量为+q 的粒子，B 和C 是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中l 0为常数.粒子所受重力忽略不计，求：（1）粒子从A 到C 过程中电场力对它做的功；（2）粒子从A 到C 过程所经历的时间；（3）粒子经过C 点时的速率.解析：（1）电场力做功与路径无关，A 、C 间沿电场线方向的距离，所以电场力03y l ∆=做功；03W qE y qEl =∆=（2）由对称性知，轨迹最高点在y 轴上，设为P 点，带电粒子在水平方向做匀速直线运动，又A 、P 、B 、C 的水平间距相等，均为l 0，所以三段轨迹经历时间也相等，设为t 0，由P 到C 竖直方向做初速为零的匀加速直线运动，有，，由P 到:1:3PB BC y y ∆∆=0PB y l ∆=B ，有，解得A 到C 过程所经历的时间20012qE lt m =g 0t =；03AC t t ==（3）由P 到C ，水平速度，所以，竖直方向，0022x v t l =g00x l v t ==00242yv t l =所以，即粒子经过C 点时的速率0044y x l v v t ==C x v ===11.（15广东卷）（多选题）如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M 和N 分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，MN 保持静止，不计重力，则A．M的带电量比N大 B．M带负电荷，N带正电荷C．静止时M受到的合力比N大D．移动过程中匀强电场对M做负功答案：BD解析：释放后，MN保持静止，它们均受到水平匀强电场的电场力qE和相互之间的库仑力F作用，因此有qE＝F，两者方向相反，其合力为0，故选项C错误；由牛顿第三定律可知，MN间相互作用的库仑力F，一定大小相等、方向相反，所以它们受到的水平匀强电场的电场力qE也一定大小相等、方向相反，所以两带电小球必带异种电荷，电量相等，故选项A 错误；两小球带异种电荷，相互间的库仑力为引力，由图中位置关系可知，小球M受到的水平匀强电场的电场力方向向左，与电场方向相反，所以带负电，小球N受到的水平匀强电场的电场力方向向右，与电场方向相同，所以带正电，故选项B正确；由图示可知，小球M移动方向与水平匀强电场的电场力方向成钝角，所以匀强电场对M做负功，故选项D正确.。