1、20212021 年高考高三下学期开学考试物理试题汇编年高考高三下学期开学考试物理试题汇编 专题 16 电场(一) 1 1、(2021(2021山东省实验中学西校区高三下学期山东省实验中学西校区高三下学期 2 2 月测试月测试) )科学家研究发现，磁敏电阻的阻值随所处空间磁场 的增强而增大，随所处空间磁场的减弱而减小。如图所示电路中 R为一个磁敏电阻，置于真空中的平行板 电容器水平放置，滑动变阻器 R0的滑片位于中点位置，此时处在电容器中的油滴 P恰好静止不动。现在要 使油滴 P 向上加速运动，下列操作正确的是( ) A. 仅将条形磁铁向左移动靠近磁敏电阻 B. 仅将滑动变阻器的滑片向上移动
2、C. 仅增大平行板电容器两个极板的距离 D. 仅减小平行板电容器两个极板的正对面积 【答案】BD 【解析】 A处在电容器中的油滴 P 恰好静止不动时，有 mgEq 要使油滴 P向上加速运动，只有增大电场强度 E；将条形磁铁向左移动靠近磁敏电阻时，磁敏电阻的阻值增 大，滑动变阻器 R0上分得的电压减小，但由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，电容器两端的电压 不变，所以电场强度不变，油滴 P 不动，A错误； B当滑动变阻器的滑片向上移动时，电容器两端的电压增大，由 E U d 知电场强度增大，油滴 P 向上加 速运动，B正确； C当增大平行板电容器两个极板的距离时，电容器不能放电，电容器所带电
3、荷量不变，由 Q=CU 4 S C kd = U E d 可知电场强度 4 kQ E S 即场强不变，油滴 P不动，C 错误； D当减小平行板电容器两个极板的正对面积时，电容器电容 C减小，则带电量应该减小，但是电容器不能 放电，电容器所带电荷量不变，由选项 C中的结论 4 kQ E S 可知所以电场强度增大，油滴 P向上加速运动，D正确。 故选 BD。 2 2、(2021(2021山东省聊城一中高三下学期开学模拟山东省聊城一中高三下学期开学模拟) ) 如图，一电子以某一初速度进入电荷量为 Q 的某点电荷 电场中，a、b为粒子运动轨迹上的两点，a、b 两点间的直线距离为 d，已知 a点场强方向
4、所在直线与 ab连 线间夹角 =30 ，b点场强方向所在直线与 ab连线间夹角 =60 。电子的电荷量为 e，点电荷周围某点的电 势 Q k r ，其中 r为该点到点电荷的距离。电子仅受电场力作用，下列说法正确的是( ) A b点电势高于 a点电势 B. 电子在 a点的电势能小于在 b 点的电势能 C. 电子从 a到 b过程中，电场力做的功为 2(33) 3 keQ d D. 电子先后经过 a、b两点时的加速度大小之比为 1：3 【答案】ACD 【解析】 A电子仅受电场力作用做曲线运动，可知受的是吸引的库仑力，则场源电荷为正电荷，如图所示 因 ab rr，结合 Q k r 可知， ba ，故
5、A 正确； B根据电势能 P Eq可知，电子的电量q e ，则电势能有 PbPa EE，故 B错误； C电子从 a到 b 过程中电场力做的功由功能关系有 2(33) () 3 abab ab ekQekQkeQ Wqq rrd 故 C 正确； D电子的加速度大小由牛顿第二定律为 2 eQ k r a m 则 a、b两点时的加速度大小之比为 2 2 1 3 ab ba ar ar 故 D 正确； 故选 ACD。 3 3、(2021(2021浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期返校联考浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期返校联考) )如图所示，带正电的小球 A和带负电的小 球 B 可看成质点和
6、点电荷，被轻绳 1和 2系住后通过电荷间的相互作用恰好能静止为如图所示的状态，1绳 与竖直方向成30，2绳水平。则( ) A. B 对 A的库仑力可能与绳 2的拉力相等 B. A 与 B 间的库仑力可能小于绳 2的张力 C. A与 B 的总重力与绳 2的拉力之比为3:1 D. 绳 1与绳 2 的拉力之比为4: 3 【答案】C 【解析】 B选取 B为研究对象，受力分析如图 l所示，受 3 个力：重力 B G，A 对 B 的库仑力 AB F，2 绳拉力 2 F； 根据平衡条件，这 3个力合力为 0，则 AB F与 2 F的合力应与 B G大小相等，方向相反。由图 1 可知，根据直 角三角形知识，
7、AB F一定大于 2 F，所以 B 错误； A由牛顿第三定律，B对 A 的库仑力一定大于绳 2 的拉力，所以 A错误； C再选取 A与 B 整体为研究对象，受力分析如图 2 所示，受 3 个力；整体重力G总，1 绳拉力 1 F，2绳拉 力 2 F；根据平衡条件，这 3个力合力为 0，则 1 F与 2 F的合力应与G总大小相等，方向相反。由图 2 可知 2 tan30 F G 总 得 2 = 3 G F 总 所以 C正确； D绳 1 与绳 2的拉力之比为 2 1 sin30 F F 绳 1与绳 2的拉力之比应为 2：1，所以 D错误； 故选 C。 4 4、(2021(2021江苏省名校联盟高三下
8、学期开学考试江苏省名校联盟高三下学期开学考试) )如图所示，质量相等的两个带电液滴 1 和 2从水平方向的 匀强电场中 O 点自由释放后，分别抵达 B、C两点，若 AB = BC，则它们带电荷量之比 12 :qq等于( ) A. 12 B. 21 C. 1 2 D. 21 【答案】D 【解析】 ABCD两个带电液滴在复合场中分别受到大小不变的电场力和重力(即各自的合力不变)，又是由静止自由 释放，可知两个液滴均做初速度为零的匀加速直线运动(在水平和竖直两个方向上均是初速度为零匀加速直 线运动)，设带电液滴的水平位移 OA = L，两带电液滴水平位移相等，竖直位移为 y，对液滴有 2 1 2 q
9、E Lt m 2 1 2 ygt 解得 mgL q yE 则 112 21 2 22 1 mgL qy EyACAB mgL qyABAB y E 故 ABC错误，D 正确。 故选 D。 5 5、 (2021(2021 江苏省名校联盟高三下学期开学考试 江苏省名校联盟高三下学期开学考试) )如图所示， A、 B 两板间电压为 600 V， A板带正电并接地， A、B两板间距离为 12 cm，C 点离 A板 4 cm，下列说法正确的是( ) 2000 V/m,200 V C E 5000 V/m,200 V C E 电子在 C点具有的电势能为 200eV 电子在 C 点具有的电势能为 200 e
10、V A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 A 板接地，则其电势为零，又因为 A、B两板间的电压为 600 V，则 B板电势为 600 V ，由此知 C 点电势为 负值，则 A、B两板间场强 600 V/cm50V/cm5000V/m 12 U E d 50V/cm4cm200V CC Ed 则错误，正确； 电子在 C 点具有的电势能为 200 eV，则错误，正确； 故选 C。 6 6、(2021(2021江苏省名校联盟高三下学期开学考试江苏省名校联盟高三下学期开学考试) )如图所示，虚线 a、b、c代表电场中的三条电场线，实线 为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，
11、P、 R、 Q是这条轨迹上的三点， 由此可知( ) A. 带电粒子在 R 点时的速度大于在 Q点时的速度 B. 带电粒子在 P点时的电势能比在 Q点时的电势能大 C. 带电粒子在 R点时的动能与电势能之和比在 Q 点时的小，比在 P点时的大 D. 带电粒子在 R 点时的加速度小于在 Q 点时的加速度 【答案】A 【解析】 AB电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右；若粒子从 P 经过 R 运动到 Q，电 场力做负功，电荷的电势能增大，动能减小，知道 R 点的动能大，即速度大，而 P 点电势能较小，故 A正 确，B错误； C根据能量守恒定律，带电质点在运动过程中各点处的动能与
12、电势能之和保持不变。故 C 错误； D由电场线疏密确定出，R点场强大，电场力大，加速度大，故 D 错误。 故选 A。 7 7、 (2021(2021 江苏省苏州市高三下学期期初调研 江苏省苏州市高三下学期期初调研) )疫情期间， 我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播， 体现了“人 人为我、我为人人”的优良传统和守望相助的家国情怀。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带 有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于( ) A. 尖端放电 B. 静电屏蔽 C. 静电感应和静电吸附 D. 静电感应和静电屏蔽 【答案】C 【解析】 熔喷布的主要原料是聚丙烯，是一种超细静电纤维布，是
13、一种纤维过滤器，含有病毒的飞沫靠近熔喷布后， 就会被吸收在喷绒布的表面，无法透过，因此可以吸附以气溶胶形式存在的病毒。 故选 C。 8 8、(2021(2021湖北省名校联盟高三下学期开学考试湖北省名校联盟高三下学期开学考试) )某静电场的电场线与 x 轴平行，电势 随 x坐标变换的关 系图象如图所示。若将一带电的粒子(重力不计)从坐标原点 O 由静止释放，在仅受电场力的作用下，该粒子 在 x轴上沿着轴线的正方向运动，已知电场中 A、B两点的 x坐标分别为 10mm、30mn，则 A. 该带电粒子一定带负电荷 B. 该电场为匀强电场，电场强度大小为 1000V/m C. 该粒子沿 x轴从 A点
14、到 B 点的过程中，电势能一直增大 D. 在 x 轴上从 A 点到 B 点电场的方向先沿 x轴正方向后负方向 【答案】B 【解析】 A粒子受力方向和电场方向相同，故粒子带正电荷，选项 A错误； B在图象中，图线斜率表示场强大小，斜率不变说明电场为匀强电场，电场强度大小为 3 20 V/m=1000V/m 20 10 U E dx 选项 B正确； C粒子沿 x轴从 A点到 B点的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减少，选项 C 错误； D由图像知电势降低，根据沿着电场线电势降低，所以在 x 轴上从 A点到 B点电场强度都沿 x 轴正方向， 选项 D错误； 故选择 B 9 9、(2021(202
15、1湖北省宜昌市高三下学期开学考试湖北省宜昌市高三下学期开学考试) )如图所示，真空中有三个电荷量相等的点电荷 a、b和 c，分 别固定在水平面内正三角形的顶点上，其中 a、b带正电，c带负电，O为三角形中心，A、B、C为三条边 的中点。则( ) A. B、C 两点场强相同 B. a、b、c 所受库仑力大小之比为 113 C. 将某一正试探电荷从 B点移动到 C点，电势能减小 D. 在 O点自由释放电子(不计重力)，会沿 OA 方向一直运动下去 【答案】B 【解析】 A电场强度是矢量，场强的合成满足平行四边形定则。通过对 BC 两点的矢量合成可得，BC 点的场强大小 相同，但方向不同，故 A错误
16、； B由库仑定律 2 2 ab q FFk l 2 2 2cos303 ca q FFk l 则 a、b、c 所受库仑力大小之比为 11 3，选项 B正确； CBC 两点关于 AO连线对称，根据对称性知两点的电势相等，将某一正试探电荷从 B点移动到 C点，电 势能不变，选项 C 错误； D O 点到 a、 b、 c 三点的距离相等， 故三个电荷在 O点的场强大小相同， 根据等量同种点电荷的特点可知， ab 两个点电荷在 O点的合场强方向向下， 点电荷 c在 A 点的场强方向也向下， 所以 O点的场强大小不为 0， 合场强的方向向下；故电子受到向上的电场力，会沿 OA直线向上运动，当通过 A点之
17、后，ab 电荷对电子 的合力向下，当 ab电荷对电子的作用力大于 c 电荷对电子的作用力时，电子开始减速，减速为零后又反向 加速，故电子沿着 OA方向先加速然后减速为零，接着沿 AO方向加速又减速为零，如此往复运动，故 D 错 误。 故选 B。 1010、(2021(2021湖北省孝感高级中学高三下学期开学考试湖北省孝感高级中学高三下学期开学考试) )如图所示，质量均为 m 的带同种电荷的小球 A、B， B 球用长为 L 的细绳悬于 O 点，A 球固定在 O 点正下方，当小球 B 平衡时，绳子所受的拉力为 T1，A 球所受 库仑力为 F1； 现把 A 球所带电量减少， 在其他条件不变的情况下仍
18、使系统平衡， 此时绳子所受的拉力为 T2， A 球所受库仑力为 F2，则下列关于 T1与 T2、F1与 F2大小之间的关系，正确的是( ) A. 12 TT B. 12 FF C. 12 FF D. 12 TT 【答案】D 【解析】 以小球 B 为研究对象，分析受力情况，如图所示 A 球所带电量减少，AB 间的库仑力减小，所以 F1F2，BC错误 设 A 与 O点间距离为 d，A、B间的距离为 x，由三角形相似得 mgT dL ，所以 T1=T2，A 错误，D正确 1111、(2021(2021湖北省宜昌一中龙泉中学高三下学期开学考试湖北省宜昌一中龙泉中学高三下学期开学考试) )如图所示，距小
19、滑轮 O 正下方 l处的 B 点用绝 缘底座固定一带电荷量为+q 的小球 1，绝缘轻质弹性绳一端悬挂在定滑轮 O 正上方 2 l 处的 D点，另一端与 质量为 m 的带电小球 2连接，发现小球 2恰好在 A位置平衡，已知 OA 长为 l，与竖直方向的夹角为 60 由 于弹性绳的绝缘效果不是很好，小球 2缓慢漏电，一段时间后，当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为 30 时，小球 2 恰好在 AB 连线上的 C位置已知静电力常量为 k，重力加速度为 g，则下列说法正确的是( ) A. 小球 2 带负电 B. 小球 2 在 C位置时所带电荷量为 2 4 mgl kq C. 小球 2 在 A位置时所带电
20、荷量为 2 mgl kq D. 弹性绳原长为 2 l 【答案】CD 【解析】 根据题意可知小球 2 受到小球 1 的排斥力，所以 2带正电，A错误；设弹性绳的劲度系数为 k，原长为 0 l， 在 A 位置时，对小球 2受力分析可知，受到竖直向下的重力，1对 2 的库仑力 F，绳子的拉力 T，根据几何 知识可知，三个力正好形成一个等边矢量三角形，故 2 A qq Fkmg l ， 0 () 2 l Tkllmg ，解得 2 A mgl q kq ； 在 B 位置时， 小球 2 受力分析可知， 受到竖直向下的重力， 1对 2的库仑力F， 绳子的拉力T， 根 据 几 何 知 识 可 知 ， 三 个
21、力 正 好 形 成 一 个 直 角 矢 量 三 角 形 ， 故 2 1 1 2 () 2 A qq Fkmg l ， 0 33 () 22 l Tkllmg ，解得 2 A mgl q kq ，联立解得 0 2 l l ，故 B错误 CD正确 1212、(2021(2021湖北省宜昌一中龙泉中学高三下学期开学考试湖北省宜昌一中龙泉中学高三下学期开学考试) )一个带负电的粒子从 x=0处由静止释放，仅 受电场力作用， 沿 x轴正方向运动， 加速度 a随位置变化的关系如图所示，x2x1=x3x2可以得出( ) A. 从 x1到 x3过程中，电势先升高后降低 B. 在 x1和 x3处，电场强度相同
22、C. 粒子经 x1和 x3处，速度等大反向 D. 粒子在 x2处，电势能最大 【答案】A 【解析】 AB由图可知， 2 0 x加速度方向沿 x 轴正方向， 23 xx加速度方向沿 x轴负方向，由于粒子带负电，则 2 0 x电场强度方向沿 x 轴负方向， 23 xx电场强度沿 x 轴正方向，根据沿电场线方向电势降低可知，从 x1到 x3过程中，电势先升高后降低，在 x1和 x3处，电场强度方向相反，故 A正确，B错误； Cat图像与坐标轴所围面积表示速度变化量， 由图像可知， 13 xx速度变化为 0， 则粒子经 x1和 x3处， 速度相同，故 C错误； D 2 0 x电场强度方向沿 x轴负方向， 23 xx电场强度沿 x 轴正方向，则在 x2处电势最高，负电荷的电 势能最小，故 D错误。 故选 A。