2009高考物理專題沖刺七
（題范圍： 電場）
說明：本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共150分；答題時間120分鐘.
第Ⅰ卷（選擇題，共40分）
一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分.在每題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分，選不全的得3分，有選錯或不答的得0分）
1．某電場的分布如圖所示，帶箭頭的實線為電場線，虛線為等勢面.A、B、C三點的電場強
度分別為EA、EB、EC，電勢分別為
、
、
，關于這
三點的電場強度和電勢的關系，以下判斷正確的是（ ）
A．EA<EB，= B．EA>EB，>
C．EA>EB，<
D．EA=EC，=
2．如圖所示，在直線MN上有一個點電荷，A、B是直線MN上的兩點，兩點的間距為L，
場強大小分別為E和2E.則 （ ）
A．該點電荷一定在A點的右側
B．該點電荷一定在A點的左側
C．A點場強方向一定沿直線向左
D．A點的電勢一定低于B點的電勢
3．如圖所示，A、B為兩個固定的等量的同種正電荷，在它們連線的中點處有一個可以自由
運動的正電荷C，現給電荷C一個垂直于連線的初速度v0，若不計電荷C所受的重力，
則關于電荷C運動過程中的速度和加速度情況，下列說法正確的是 （ ）
A．加速度始終增大
B．加速度先增大后減小
C．速度始終增大，最后趨于無窮大
D．速度始終增大，最后趨于某有限值
4．電工穿的高壓作業服是用銅絲編織的，下列說法正確的是 （ ）
A．銅絲編織的衣服不易拉破
B．電工被銅絲衣服所包裹，使體內電勢為零
C．電工被銅絲衣服所包裹，使體內場強為零
D．銅絲電阻小，能對人體起到保護作用
5．如圖所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b，分別與電源的正、負極相連，兩板的中
央沿豎直方向各有一個小孔，今有一個帶正電的液滴，自小孔的正上方的P點由靜止自
由落下，先后穿過兩個小孔后的速度為v1.若使a板不動，若保持電鍵K斷開或閉合，b
板向上或向下平移一小段距離，相同的液滴仍然從P點由靜止自由落下，先后穿過兩個
小孔后的速度為v2，在不計空氣阻力的情況下，下列說法正確的是 （ ）
A．若電鍵K保持閉合，向下移動b板，則v2>v1
B．若電鍵K閉合一段時間后再斷開，向下移動b板，則v2>v1
C．若電鍵K保持閉合，無論向上或向下移動b板，則v2=v1
D．若電鍵K閉合一段時間后再斷開，無論向上或向下移動
b板，則v2<v1
6．如圖所示，在O點放置正點電荷Q，a、b兩點的連線過O點，且Oa=ab，以下說法正確
的是（ ）
A．將質子從a點由靜止釋放，質子向b做勻加速運動
B．將質子從a點由靜止釋放，質子運動到b的速率為v，
則將
粒子從a點由靜止釋放后運動到b點的速率為
C．若電子以Oa為半徑繞O做勻速圓周運動的線速度為v，則電子以Ob為半徑繞O做勻速圓周運動的線速度為2v
D．若電子以Oa為半徑繞O做勻速圓周運動的線速度為v，則電子以Ob為半徑繞O做勻速圓周運動的線速度為
7．如圖所示，AB、CD為一圓的兩條直徑，且相互垂直，O點為圓心.空間存在一未知靜電
場，場強方向與圓周所在平面平行.現有一電子，在電場力作用下（重力不計），先從A點
運動到C點，動能減少了W；又從C點運動到B點，動能增加了W，那么關于此空間存
在的靜電場可能是 （ ）
A．方向垂直于AB并由O指向C的勻強電場
B．方向垂直于AB并由C指向O的勻強電場
C．位于O點的正點電荷形成的電場
D．位于D點的正點電荷形成的電場
8．如圖所示，平行金屬板內有一勻強電場，一個電量為
、質量為
的帶電粒子（不計重
力）以
從A點水平射入電場，且剛好以速度
從B點射出.則 （ ）
①若該粒子以速度
從B點射入，則它剛好以速度
從A點射出
②若將的反粒子
以從B點射入，它將剛好以速度從A點射出
③若將的反粒子以從B點射入，它將剛好以速度從A點射出
④若該粒子以從B點射入電場，它將從A點射出
A．只有①③正確 B．只有②④正確
C．只有①②正確 D．只有③④正確
9．如圖所示，a、b兩個帶電小球，質量分別為
、
，用絕緣細線懸掛，兩球靜止時，它
們距水平地面的高度均為h（h足夠大），繩與豎直方向的夾角分別為和
（
），若
剪斷細線Oc，空氣阻力不計，兩球電量不變，重力加速度取g，則 （ ）
A．a球先落地，b球后落地
B．落地時，a、b水平速度相等，且向右
C．整個運動過程中，a、b系統的電勢能增加
D．落地時，a、b兩球的動能和為
10．如圖所示，有三個質量相等、分別帶正電、負電和不帶電的粒子從兩水平放置的金屬板左側中央以相同的水平初速度先后射入電場中，最后分別打在正極板的C、B、A處，則 （ ）
A．三種粒子在電場中運動時間相同
B．三種粒子在電場中的加速度為
C．三種粒子到達正極板時動能
D．落在C處的粒子帶正電，落在B處的粒子不帶電，落在A處的粒子帶負電
第Ⅱ卷（非選擇題，共110分）
二、本題共2小題，共20分，把答案填在題中相應的橫線上或按題目要求作答.
11．（8分）（1）在用電流場模擬靜電場描繪電場等勢線的實驗中，給出下列器材，應選用的是__________（用字母表示）
A．6V的交流電源
B．6V的直流電源
C．100V的直流電源
D．量程為0.5V，零刻度在中央的電壓表
E．量程為300μA，零刻度在中央的電流表
（2）該實驗裝置如圖所示，如果以a、b兩個電極的連線為x軸，以a、b連線的中垂線為y軸，并將一個探針固定于y軸上的某一點，合上開關S，而將另一探針由O點左側沿x軸正方向移到O點右側的過程中，靈敏電流表G的指針與零刻度夾角的變化情況是_________.
A．逐漸增大 B．逐漸減小
C．先變大后變小 D．先變小后變大
12．（12分）某研究性學習小組設計了以下方法來測量物體的帶電量.如圖所示的小球是一個外表面鍍有金屬膜的空心塑料球，用絕緣絲線懸掛于O點，O點固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度
的量角器，M、N是兩塊相同的、正對著平行放置的金屬板（加上電壓后其內部電場可看作勻強電場）.另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電壓表、直流電流表、開關、滑動變阻器及導線若干.該小組的實驗步驟如下，請你幫助該小組完成：
（1）用天平測出小球的質量，按上圖所示進行器材的安裝，并用刻度尺測出M、N板
之間的距離
，使小球帶上一定的電量.
（2）連接電路（請在圖中的虛線框中畫出實驗所用的電路圖，
電源、開關已經畫出）.
（3）閉合開關，調節滑動變阻器滑片的位置，讀出多組相應
的電壓表的示數和絲線的偏轉角度
.
（4）以電壓
為縱坐標，以__________為橫坐標作出過原點的直線，求出直線的斜率
.
（5）小球的帶電量=__________________.（用、、等物理量表示）
三、本題共6小題，共90分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位.
13．（14分）有一個點電荷Q的電場中，Ox坐標軸與它的一條電場線重合，坐標軸上A、B兩點的坐標分別為
（1）B點的電場強度的大小和方向；
（2）試判斷點電荷Q的電性，并確定點電荷Q的位置坐標.
14．（14分）如圖所示（a），一條長為
設電量為q，小環受到三個力的作用，拉力T、重力mg和庫侖力F，受力分析如圖b，由受力平衡知識得，
=mgtan30°，
.
你認為他的解答是否正確？如果不正確，請給出你的解答？
 |
15．（14分）如圖所示，空間存在著強度E=2.5×102N/C方向豎直向上的勻強電場，在電場內一長為L=
（1）小球的電性；
（2）細線能承受的最大拉力；
（3）當小球繼續運動后與O點水平方向距離為L時，小球距O點的高度.
 |
16．（16分）如圖所示，一個帶電量為
的油滴，從O點以速度射入勻強電場中，的方向與電場方向成角.已知油滴的質量為，測得油滴到達運動軌跡的最高點時，它的速度大小又為.求：
（1）最高點的位置可能在O點上方的哪一側？
（2）最高點處（設為N）與O點的電勢差
.
（3）電場強度
.
17．（16分）如圖所示，在水平向左的勻強電場中，一帶電小球用絕緣輕繩（不伸縮）懸于O點，平衡時小球位于A點，此時繩于豎直方向的夾角θ=53°，繩長為L，B、C、D到O點的距離為L，BD水平，OC豎直.
（1）將小球移到B點，給小球一豎直向下的初速度vB，小球到達懸點正下方時繩中拉力恰等于小球重力，求vB．
（2）當小球移到D點后，讓小球由靜止自由釋放，求：小球經懸點O正下方時的速率.（計算結果可保留根號，取sin53°=0.8）
18．（16分）如圖所示為一真空示波管，電子從燈絲K發出（初速度不計），經燈絲與A板間的加速電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉電場中（偏轉電場可視為勻強電場），電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直，電子經過電場后打在熒光屏上的P點。已知加速電壓為U1，M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L1，板右端到熒光屏的距離為L2，電子的質量為m，電荷量為e。求：
（1）電子穿過A板時的速度大小；
（2）電子從偏轉電場射出時的側移量；
（3）P點到O點的距離。
1．答案：B 根據電場線疏密判斷E的大小，密的地方場強大，有EA>EB；根據沿電場線方向電勢降低，有
>
.
2．答案：A 由點電荷的電場分布特點可知，距離點電荷越近，場強越大，因此該點電荷必然處于A點右側.但點電荷帶電性質不確定，因此場強的方向不確定.
3．答案：BD 由電場的疊加，AB中垂線中由C向上場強為先增后減，故電荷C所受電場力向上且先增后減，所以C的加速度先增后減，但速度始終增大，可知BD正確.
4．答案：C 靜電屏蔽作用，人體相當于一個等勢體.
5．答案：BC 注意兩種情況的區別，電鍵K始終閉合，則電容器兩板間的電壓保持不變，閉合后再斷開則電量保持不變，然后再根據平行板電容器電容、電勢差和電量的關系及勻強電場中場強和距離的關系即可.
6．答案：B 由于庫侖力變化，因此質子向b不是做加速運動，A錯誤；由于a、b之間的電勢差恒定，根據動能定理得，
可得
，則知
粒子從a點由靜止釋放后運動到b點的速率為
，B正確；當電子以Oa為半徑繞O做勻速圓周運動時，根據
，可得
，則知電子以Ob為半徑繞O做勻速圓周運動時的線速度為
，C、D錯誤.
7．答案：AD 減小的動能轉化為電子的電勢能，由A到C減小的動能與由C到B增加的動能相等，所以場強方向由O指向C，A和B的電勢相等，形成電場的正電荷應位于D點.
8．答案：A 根據帶電粒子在電場中水平方向上勻速和豎直方向上勻加速即可推出A正確.
9．答案：D 剪斷細線Oc后，a、b作為一個系統在水平方向只受內力（庫侖力、繩子拉伸后的拉力）作用，外力無沖量故其水平方向上動量恒為零.在豎直方向上，二者同時在重力作用下做初速度為零的勻加速運動，同時落地機械能守恒，故落地時，ab兩球的動能和為
.在運動過程中，電場力做正功，因此其系統電勢能減小.
10．答案：BD 粒子在水平方向上做勻速直線運動，因初速度相同，故水平位移
大的時間長，因
，故
，A錯.粒子在豎直方向上做勻加速直線運動，有
，因為位移
相同，所以運動時間長的粒子加速度小，即
，故B正確.粒子到達正極板的動能為
，而
，所以有
，C錯誤.由可以判斷A帶負電，B不帶電，C帶正電，D正確.
11．答案：（1）BE（4分） 要用直流電源形成穩恒電流場，以模擬靜電場，應選6V的直流電源，所以選B；要用探針尋找等勢點，電流表靈敏度高，指針能左右偏轉，所以選E.
（2）D （4分） 探針由O點左側沿x軸正方向移到O點右側的過程中，兩探針間的電勢差先減小后變大，所以靈敏電流表的指針與零刻度的夾角先變小后變大.
12．答案：（1）如圖（a）.（4分）（2）
（4分）（3）
（4分）
提示：帶電小球的受力如圖b，
根據平衡條件有
，
又有
，聯立解得，
，所以應以為橫坐標.
13．解析：（1）由圖可得B點電場強度的大小
N/C．（2分）
因B點的試探電荷帶負電，而受力指向x軸的正方向，故B點場強的方向沿x軸的負方向. （2分）
（2）因A點的正電荷受力和B點的負電荷受力均指向x軸的正方向，
故點電荷Q位于A、B兩點之間，帶負電. （2分）
設點電荷Q的坐標為x，則
，
（4分）
由圖可得
N/C，解得x=
14．解析：他的解答是錯誤的. （5分）
小環是穿在絲線上，作用于小環上的兩個拉力大小相等，方向不同.小環受四個力，如圖所示.
豎直方向 Tsin60°=mg
① （3分）
水平方向 Tcos60°+T=
② （3分）
由①②聯立得 
（3分）
15．解析：（1）由小球運動到最高點可知，小球帶正電（2分）
（2）設小球運動到最高點時速度為v，對該過程由動能定理有，
①（2分）
在最高點對小球由牛頓第二定律得，
②（2分）
由①②式解得，T=15N（1分）
（3）小球在細線斷裂后，在豎直方向的加速度設為a，則
③（2分）
設小球在水平方向運動L的過程中，歷時t，則
④（1分）
設豎直方向上的位移為s，則
⑤（1分）
由①③④⑤解得，s=
∴小球距O點高度為s+L=
16．解析：（1）因油滴到達最高點時速度大小為
，方向水平，對O→N過程用動能定理有
，（2分）
所以電場力一定做正功，油滴帶負電，則最高位置一定在O點的左上方. （3分）
（2）由（1）的分析可知
，在豎直方向上油滴做初速為
的豎直上拋運動，則有
，（3分）
即
.（2分）
（3）油滴由O→N的運動時間
，（2分）
則在水平方向上由動量定理得，
（2分）
即
.（2分）
17．解析：（1）小球由B點運動到C點過程，由動能定理有，
，（2分）
在C點，設繩中張力為FC，則有
（2分）
因FC=mg，故vC=0（2分）
又由小球能平衡于A點得，
（2分）
（2分）
（2）小球由D點靜止釋放后將沿與豎直方向夾θ=53°的方向作勻加速直線運動，直至運動到O點正下方的P點，OP距離h=Lcot53°=
（2分）
在此過程中，繩中張力始終為零，故此過程的加速度a和位移s分別為：
，
.（2分）
∴小球到達懸點正下方時的速率為
.（2分）
18．解析：（1）設電子經電壓U1加速后的速度為v0，根據動能定理得：
e U1=
………（2分） 解得：
………（2分）
（2）電子以速度v0進入偏轉電場后，垂直于電場方向作勻速直線運動，沿電場方向作初速度為零的勻加速直線運動。設偏轉電場的電場強度為E，電子在偏轉電場運動的時間為t1，電子的加速度為a，離開偏轉電場時相對于原運動方向的側移量為y1，根據牛頓第二定律和運動學公式得：
F=eE， E=
， F=ma， a =
……（3分）
t1=
， y1=
，解得： y1=
……（3分）
（3）設電子離開偏轉電場時沿電場方向的速度為vy，根據運動學公式得：vy=at1=
（2分）
電子離開偏轉電場后作勻速直線運動，設電子離開偏轉電場后打在熒光屏上所用的時間為t2，電子打到熒光屏上的側移量為y2，如圖所示
t2=
， y2= vyt2 解得：y2=
……………………（2分）
P到O點的距離為 y=y1+y2=
……………………（2分）
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