1、静电场【满分：110 分 时间：90 分钟】一、选择题（本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。在每小题给出的四个选项中， 18 题只有一项符合题目要求； 912 题有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。）11878 年英国科学家克鲁克斯发明了接近真空的“克鲁克斯管” ，即阴极射线管，为 X 射线的发现提供了基本实验条件。如图 1 所示是一个阴极射线管的结构示意图，要使射线管发出射线，须在 P、Q 两电极间加上几万伏的直流高压,使用时以下说法正确的是：A阴极射线是负离子，高压电源正极应接在 P 点B阴极射线是负离子，高压电源正极应接在
2、 Q 点C阴极射线是正离子，高压电源正极应接在 P 点D阴极射线是正离子，高压电源正极应接在 Q 点【答案】 A2空间有一匀强电场，一质量为 m 的带电微粒由静止释放后，其运动方向一竖直向下的方向间的夹角为60，加速度大小等于重力加速度 g，不计空气阻力。以下说法中正确的是（ ）A微粒所受电场力大小有可能等于 1.5mgB运动过程中微粒的机械能增大C运动过程中微粒的机械能守恒D运动过程中微粒的电势能不变【答案】 B【解析】【详解】以带电微粒为研究的对象，由题意，其受力如图：【点睛】该题中，由于运动方向与竖直向下的方向间的夹角为 60，加速度大小等于重力加速度 g，所以微粒所受电场力大小是一定值
3、 综上所述本题答案为:C5如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某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，若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出的正确判断是( )A带电粒子所带电荷的正、负B带电粒子在 a、 b 两点的受力方向C带电粒子在 a、 b 两点的加速度何处较大D带电粒子在 a、 b 两点的速度何处较大【答案】 BCD【解析】6如图所示，边长为 L 的正方形 ABCD 处在竖直平面内。一带电粒子质量为 m，电荷量为+ q，重力不计，以水平速度 v0从 A 点射入正方形区域。为了使带电粒子能从 C 点射出正方形区域，可以在正
4、方形 ABCD 区域内加一个竖直方向的匀强电场，也可以在 D 点放入一个点电荷，则下列说法正确的是（ ）A匀强电场的方向竖直向上，且电场强度20mvEqLB放入 D 点的点电荷应带负电，且电荷量 （ 为静电力常量）20QkC粒子分别在匀强电场和点电荷的电场中运动时，经过 C 点时速度大小之比为 2:1D粒子分别在匀强电场和点电荷的电场中运动时，从 A 点运动到 C 点所需时间之比为 2:【答案】 BD考点：带电粒子在匀强电场中的运动【名师点睛】此题是带电粒子在电场中的运动问题；解题的关键是知道粒子在两种不同的电场中的运动性质；熟练掌握解决平抛运动及匀速圆周运动的基本方法 7如图所示，平行板电容
5、器 A、B 间有一带电油滴 P 正好静止在极板正中间，现将 B 极板匀速向下移动，其他条件不变。则在 B 极板移动的过程中A油滴将向下做匀加速运动B电流计中电流由 a 流向 bC油滴运动的加速度逐渐变小D极板带的电荷量增大【答案】 B【点睛】解决本题的关键抓住电容器始终与电源相连，电势差不变，结合电容的变化判断电量的变化由公式 分析场强的变化。 9示波管的内部结构如图甲所示,如果在偏转电极 XX、YY之间都没有加电压,电子束将打在光屏中心,如在偏转电板 XX之间和 YY之间加上如丙所示的几种电压,荧光屏上可能会出现图乙中(a)、(b)所示的两种波形,则下列说法正的是( )A若 XX、YY分别加
6、图丙中电压(3)和(1),荧光屏上可以出现乙中(a)所示波形B若 XX、YY分别加丙中电压(4)和和(2),荧光異上可以出现图乙中(a)所示波形C若 XX、YY分别加图丙中电压(2)和(1) 荧光屏可以出现图乙中(b)所示波形D若 XX、YY分别加图丙中电压(3)和(2),荧光屏上可以出现图乙(b)所示波形【答案】 AD10如图所示，带电平行金属板 A、 B，板间的电势差大小为 U， A 板带正电， B 板中央有一小孔一带正电的微粒，带电荷量为 q，质量为 m，自孔的正上方距板高 h 处自由落下，若微粒恰能落至 A、 B 板的正中央 C 点，则A微粒下落过程中重力做功为 ，电场力做功为B微粒落
7、入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为C若微粒从距 B 板高 2h 处自由下落，则恰好能达到 A 板D微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小【答案】 BC11如图所示，有一水平椭圆轨道，M、N 为该椭圆轨道的两个焦点，虚线 AB、CD 分别为椭圆的长轴和短轴，相交于 O 点，且 AM=MO=OC=2cm，则下列说法正确的是（ ）A若将+Q 的点电荷放置在 O 点，则 A、B 两处电势、场强均相同B若将+Q、-Q 等量异种电荷分别放置在 M、N 点，则带负电的试探电荷在 O 处的电势能小于 B 处的电势能 C若从 C 处静止释放的电子仅在电场力作用下能在 CD 上做 往复运动，则放置在 M
8、、N 的点电荷电量越大，电子往复运动的周期越大D若有一平行于轨道平面的匀强电场且 A、B、C 三点的电势分别为 10V、2V、8V，则匀强电场场强大小为【答案】 BD【解析】【详解】A、点电荷处于 O 点，则 A、 B 两处电势相等，而 A、 B 两点的电场强度大小相同，方向不同；故 A 错误.B、将+ Q、- Q 等量异种电荷分别放置在 M、 N 点，根据等 量异种电荷中垂线电势为零，可知， O 处的电势高于 B 处，依据 EP=q ，则有负电荷在 O 处的电势能小于 B 处的电势能，故 B 正确.故选 BD.【点睛】考查点电荷的电场线的分布，等量异种电荷的等势面的分布，掌握库仑定律的内容，
9、理解由电势确定电场线，注意求电势能时，关注电荷的电性，同时注意 U=Ed，式中 d 是等势面的间距. 易得： 解得： ，2gdv在 O 点的速度 v0应有： 解得： 52gd设小球运动轨迹与 x 轴交点为 R，小球从 P 到 R 做类平抛运动，设 PMS 交 x 轴为 N， RS 与 PS 垂直，点睛：本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，关键理清粒子在整个过程中的运动规律，另外本题对数学几何能力要求较高，需加强这方面的训练。14一平行板电容器长 l10 cm，宽 a8 cm，板间距 d4 cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均
10、为 21010 C/kg，速度均为 4106 m/s，距板右端 l/2 处有一屏，如图 5 甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场试求：(1)离子打在屏上的区域面积； (2)在一个周期内，离子打到屏上的时间【答案】 （1） （2）0.0128s【解析】（2）在前 T，离子打到屏上的时间：又由对称性知，在一个周期内，打 到屏上的总时间：考点：带电粒子在匀强电场中的运动。 （2）设粒子从 P 点坐标为（-L、y 0）由静止匀加速直线运动，粒子进入第一象限做类平抛运动，经 Q 点后做匀速
11、直线运动，设 Q 点坐标为（x、y） ；粒子进入第一象限的速度：做类平抛运动经 Q 点时，水平：竖直：考点：考查了带电粒子在电场中的运动【名师点睛】带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直 线或曲线） ，然后选用恰当的规律解 题解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化 的观点，选用动能定理和功能关系求解16如图所示，在 xOy 坐标系中，两平行金属板 AB、OD 如图甲放置，OD 与 x 轴重合，板的左端与原点 O重合，板长 L2 m，板间距离 d1 m，紧靠极板右侧有一荧光屏两金属板间电压 UAO随时间的变化规律如图乙所示，变化周期为 T210 3 s，U 010 3V，t0 时刻一带正电的粒子从左上角 A 点，以平行于 AB边 v010 3m/s 的速度射入板间，粒子带电荷量为 q10 5 C，质量 m10 7 kg.不计粒子所受重力求： （1）粒子在板间运动的时间；（2）粒子打到荧光屏上的纵坐标；（3）粒子打到荧光屏上的动能【答案】 （1）210 3 s（2）085 m（3）50510 2 J【解析】（3）粒子出射时的动能，由动能定理得：代入数据解得 Ek mv25.0510 2J