1、2015 北京各区县高三物理模拟题分类汇编 9电场10V8V6VACB（15 海淀零模）18图中虚线所示为某一静电场的等势面。一点电荷仅在静电力作用下先后经过 A、B、C 三点，在经过 A、C 点时，其动能分别为 5eV 和 25eV。当这一点电荷经过到 B 点时，其动能应为A10eV B15eV C40eV D55eV（15 海淀零模）20如图所示，一均匀带正电绝缘细圆环水平固定，环心为 O 点。带正电的小球从 O 点正上方的 A 点由静止释放，穿过圆环中心 O，并通过关于 O 与 A 点对称的 A点。取 O 点为重力势能零点。关于小球从 A 点运动到 A点的过程中，小球的加速度 a、重力势
2、能 EpG、机械能 E、电势能 EpE 随位置变化的情况，下列说法中正确的是A从 A 到 O 的过程中 a 一定先增大后减小，从 O 到 A的过程中 a 一定先减小后增大B从 A 到 O 的过程中 EpG 小于零，从 O 到 A的过程中 EpG 大于零C从 A 到 O 的过程中 E 随位移增大均匀减小，从 O 到 A的过程中 E随位移增大均匀增大D从 A 到 O 的过程中 Ep 电 随位移增大非均匀增大，从 O 到 A的过程中Ep 电 随位移增大非均匀减小（15 海淀一模）22 （16 分）如图所示，在真空中足够大的绝缘水平面上，有一个质量m0.20kg，带电荷量 q2.010 -6 C 的小
3、物块处于静止状态。从 t=0 时刻开始，在水平面上方空间加一个范围足够大、水平向右 E=3.0105N/C 的匀强电场，使小物块由静止开始做匀加速直线运动。当小物块运动 1.0s 时撤去该电场。已知小物块与水平面间的动摩擦因数 0.10 ，取重力加速度 g10 m/s 2。求： （1）小物块运动 1.0s 时速度 v 的大小；（2）小物块运动 2.0s 过程中位移 x 的大小；（3）小物块运动过程中电场力对小物块所做的功 W。（15 海淀一模）23 （18 分）甲图是我国自主研制的200mm 离子电推进系统，已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证，有望在 2015 年全面应用于我国航天器
4、。离子电推进系统的核心部件为离子推进器，它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整，具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势。离子推进器的工作原理如图乙所示，推进剂氙原子 P 喷注入腔室 C 后，被电子枪 G 射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子。氙离子从腔室 C 中飘移过栅电极 A 的速度大小可忽略不计，在栅电极 A、 B之间的电场中加速，并从栅电极 B 喷出。在加速图 3AOA乙PG接电源UC A B甲2015 北京各区县高三物理模拟题分类汇编 9电场氙离子的过程中飞船获得推力。已知栅电极 A、B 之间的电压为 U，氙离子的质量为 m、电荷量为 q。（1）将该离
5、子推进器固定在地面上进行试验。求氙离子经 A、 B 之间的电场加速后，通过栅电极 B 时的速度 v 的大小；（2）配有该离子推进器的飞船的总质量为 M，现需要对飞船运行方向作一次微调，即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度 v，此过程中可认为氙离子仍以第（1）中所求的速度通过栅电极 B。推进器工作时飞船的总质量可视为不变。求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目 N。（3）可以用离子推进器工作过程中产生的推力与 A、 B 之间的电场对氙离子做功的功率的比值 S 来反映推进器工作情况。通过计算说明采取哪些措施可以增大 S，并对增大 S的实际意义说出你的看法。（15 海淀一
6、模反馈）22.（16 分）如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平面上，有一个质量 m0.20kg，带电荷量 q2.010 -6 C 的小物块（视为质点）处于静止状态。从t=0 时刻开始，在水平面上方空间加一个水平方向的电场，电场强度随时间的变化如图乙所示（水平向右的方向为正方向）。已知小物块与水平面间的动摩擦因数 0.10，取重力加速度 g10 m/s 2。求：（1）t=0.50s 时小物块的加速度大小；（2）t=1.0s 时小物块的速度大小；（3）小物块运动 2.0s 位移大小。（15 海淀一模反馈）23 （18 分）离子推进器的工作原理如图乙所示，推进剂氙原子由 Q 孔喷注入腔室 C 后，被
7、电子枪 G 射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子。氙离子从腔室 C 中飘移过栅电极 A 的速度大小可忽略不计，在栅电极 A、 B 之间的电场中加速，并从栅电极 B 喷出。在加速氙离子的过程中飞船获得推力。已知栅电极 A、B 之间的电压为 U，氙离子的质量为 m、电荷量为 q。氙离子所受重力忽略不计。（1）该推进器固定在地面上实验时，氙离子通过栅电极 B 时的动能；（2）配有该离子推进器的飞船的总质量为 M，现需要对飞船运行方向作一次微调，即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度 v，此过程中可认为氙离子仍以第（1）中所求的速度通过栅电极 B。推进器在此次工作过程中喷射
8、的氙离子数目为 N。离子推进器有一个参数，它是离子推进器工作过程中产生的推力与A、 B 之间的电场对氙离子做功的功率的比值 S。推进器工作时飞船的总质量可视为不变。使氙离子获得的动能所消耗的功率 P 可以近似看作是离子推进器消耗的功率，为什么？乙E/（10 5N/C）t/s30-30.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0甲乙QG接电源UC A B2015 北京各区县高三物理模拟题分类汇编 9电场如果想加大推力 F，那么比值 S 应该加大还是减小？为什么？（15 西城一模）17如图所示，将一个带正电的粒子以初速度 v0 沿图中所示方向射入匀强电场，不计粒子的重力，若粒子始终在电场中运动，则
9、该粒子速度大小的变化情况是A先减小后增大B先增大后减小C一直增大D一直减小（15 西城一模）19如图所示，A、B 为两个验电器，在 B 上装有一个几乎封闭的空心金属球 C（仅在上端开有小孔） ，最初 B 和 C 带电，A 不带电。 D 是带有绝缘柄的金属小球。某同学利用这些器材完成了下面实验：使不带电的 D 先跟 C 的外部接触，再让D 跟 A 的金属球接触，这样操作若干次，发现 A 的箔片张开；而让不带电的 D 先跟 C的内部接触，再让 D 跟 A 的金属球接触，这样操作若干次，发现 A 的箔片始终不张开。通过以上实验，能直接得到的结论是A电荷分布在 C 的外表面 B电荷在 C 的表面均匀分
10、布C带电的 C 是一个等势体 D电荷总量是守恒的（15 西城一模）24 （20 分）我们一般认为，飞船在远离星球的宇宙深处航行时，其它星体对飞船的万有引力作用很微弱，可忽略不计。此时飞船将不受外力作用而做匀速直线运动。设想有一质量为 M 的宇宙飞船，正以速度 v0 在宇宙中飞行。飞船可视为横截面积为 S 的圆柱体（如图 1 所示） 。某时刻飞船监测到前面有一片尘埃云。（1）已知在开始进入尘埃云的一段很短的时间 t 内，飞船的速度减小了 v，求这段时间内飞船受到的阻力大小。（2 ）已知尘埃云分布均匀，密度为 。a. 假设尘埃碰到飞船时，立即吸附在飞船表面。若不采取任何措施，飞船将不断减速。通过监
11、测得到飞船速度的倒数“1/ v”与飞行距离“x”的关系如图 2 所示。求飞船的速度由 v0 减小 1%的过程中发生的位移及所用的时间。E v0+A BCDDCA Bv0图 1v1/x0/1vO图 22015 北京各区县高三物理模拟题分类汇编 9电场b. 假设尘埃与飞船发生的是弹性碰撞，且不考虑尘埃间的相互作用。为了保证飞船能以速度 v0 匀速穿过尘埃云，在刚进入尘埃云时，飞船立即开启内置的离子加速器。已知该离子加速器是利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速（远远大于飞船速度）粒子流，从而对飞行器产生推力的。若发射的是一价阳离子，每个阳离子的质量为 m，加速电压为 U，元电荷为 e。在加速过程
12、中飞行器质量的变化可忽略。求单位时间内射出的阳离子数。（15 东城一模）19将头发微屑悬浮在蓖麻油里并放到电场中，微屑就会按照电场强度的方向排列起来，显示出电场线的分布情况，如图所示。图甲中的两平行金属条分别带有等量异种电荷，图乙中的金属圆环和金属条分别带有异种电荷。比较两图，下列说法正确的是A微屑能够显示出电场线的分布情况是因为微屑都带上了同种电荷B在电场强度为零的区域，一定没有微屑分布C根据圆环内部区域微屑取向无序，可知圆环内部电场为匀强电场D 根 据 圆环内部区域微屑取向无序，可知圆环内部各点电势相等（15 东城一模）22 （16 分）两块大小、形状完全相同的金属板水平正对放置，两板分别
13、与电源正、负极相连接，两板间的电场可视为匀强电场，两板间有带电液滴。已知两板间电压为 2104V、板间距离为 0.1m 时，质量为 1.610-14kg 的带电液滴恰好静止于处于两板中央位置。g 取 10m/s2，不计空气阻力。求：（1）两板间的电场强度 E 的大小；（2）液滴所带的电荷量 q 的值；（3）如某一时刻突然撤去板间的电场，求液滴落到下板所用的时间。（15 朝阳一模）18图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从 P 点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是A两粒子的电性相同Ba 点的电势高于 b 点的电势C粒
14、子从 P 运动到 a 的过程中，电势能增大D粒子从 P 运动到 b 的过程中，动能增大甲 乙2015 北京各区县高三物理模拟题分类汇编 9电场O xRE0BEO xRE0CEO xAREE0O xDRE0E（15 朝阳一模）24 （20 分）研究物理问题的方法是运用现有的知识对问题做深入的学习和研究，找到解决的思路与方法，例如：模型法、等效法、分析法、图像法。掌握并能运用这些方法在一定程度上比习得物理知识更加重要。（1）如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，半径为r 的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，O 是圆心，AB 是竖直方向的直径。一质量为 m、电荷量为 +q 的小球套在圆环上，并静止在P
15、 点，且 OP 与竖直方向的夹角 =37。不计空气阻力。已知重力加速度为 g，sin37=0.6，cos37=0.8。a求电场强度 E 的大小；b若要使小球从 P 点出发能做完整的圆周运动，求小球初速度应满足的条件。（2）如图乙所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为 B，一个质量为 m、电荷量为+ q 的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为。现使圆环以初速度 v0 向上运动，经时间 t 圆环回到出发位置。不计空气阻力。已知重力加速度为 g。求当圆环回到出发位置时速度 v 的大小。（15 丰台一模）18. 如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空
16、中竖直放置，M、N 为板间同一电场线上的两点。一带电粒子（不计重力）以速度 vM 经过 M 点沿电场线向右运动，且未与右侧金属板接触，一段时间后，粒子以速度 vN 向左经过 N 点。则A. 电场中 M 点的电势一定高于 N 点的电势B. 粒子受到电场力一定由 M 指向 N 点C. 粒子在 M 点速度一定比在 N 点的速度大D. 粒子在 M 点电势能一定比在 N 点的电势能大(15 石景山一模)20理论上已经证明：电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零。现有一半径为 R、电荷均匀分布的实心球体，O 为球心，以 O 为原点建立坐标轴 Ox，如右图所示。关于该带电小球产生的电场 E 随 x 的变化关
17、系，下图中正确的是 图乙图甲NMvM vNO xR2015 北京各区县高三物理模拟题分类汇编 9电场（15 通州一模）19如图甲所示为示波管的构造示意图，现在 xx上加上 uxxt 信号（如图乙所示，周期为 2T） ；在 yy上加上 uyyt 信号(如图丙所示，周期为 T)，则在示波管屏幕上看到的图形是丁图中的（15 房山一模）18一带正电粒子只在电场力的作用下沿直线由A 点运动到 B 点，带电粒子的 v-t 图象如图所示，则带电粒子所在的电场可能是（15 房山一模）20“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为 RA 和 RB 的同心金属半
18、球面 A 和 B 构成，A、B为电势值不等的等势面电势分别为 和 ，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为 m 的电子以不同的动能从偏转器左端 M 的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板 N，其中动能为 Ek0 的电子沿等势面 C 做匀速圆周运动到达 N 板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是AA 球面电势比 B 球面电势高B电子在 AB 间偏转电场中做匀变速运动C等势面 C 所在处电场强度的大小为 04kABeR丁OvtA BA B A B A BC DA BM NABCRBRAO2015 北京各区县高三物理模拟题分类汇编 9电场D等势面 C
19、所在处电势大小为 2AB（15 房山一模）19用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm 时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法不正确的是A摩擦使笔套带电B笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和D圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力(15 海淀二模)20物理学家在微观领域发现了“电子偶素 ”这一现象。所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统。类比
20、玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态（能级）也是不连续的。若规定两电子相距无限远时该系统的引力势能为零，则该系统的最低能量值为 E（E0） ，称为“电子偶素”的基态，基态对应的电子运动的轨道半径为 r。已知正、负电子的质量均为 m，电荷量大小均为 e，静电力常量为 k，普朗克常量为 h。则下列说法中正确的是A “电子偶素”系统处于基态时，一个电子运动的动能为 rke82B “电子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动的动能增大C处于激发态的“ 电子偶素”系统向外辐射光子的最大波长为 EhcD处于激发态的
21、“电子偶素 ”系统向外辐射光子的最小频率为(15 海淀二模反馈)20物理学家在微观领域发现了“电子偶素”这一现象。所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统。类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态（能级）也是不连续的。若规定两电子相距无限远时该系统的势能为零，则该系统的最低能量值为-E（E0） ，称为“电子偶素”的基态。处于基态的“电子偶素”系统，可能由于吸收一个光子而达到更高的能级，甚至正、负电子分离导致系统瓦解，也可能由于正、负湮没而转化为光子。已知基态对应的电子运
22、动的轨道半径为 r，正、负电子的质量均为 m，电荷量大小均为 e，光在真空中传播的速度为 c，静电力常量为 k，普朗克常量为 h。则下列说法中正确的是A该“电子偶素”系统可吸收任意频率的光，使其达到能量值更高的激发态B若用光照射使处于基态的“电子偶素”系统，使其发生瓦解，则光的波长可以是满足 的任意值hcEC若处于基态的“电 子偶素”系统的负电子和正电子淹没，转化为 1 个光子，光子频2015 北京各区县高三物理模拟题分类汇编 9电场率为2mchD若处于基态的“电 子偶素”系统的负电子和正电子湮没，转化为 2 个光子，光子频率为 2c(15 西城二模)16如图所示，虚线为电场中的三个等势面，相
23、邻等势面之间的电势差相等。一个带正电的点电荷在 A 点的电势能大于其在 B 点的电势能，则下列说法正确的是AA 点的电势比 B 点的高B无法比较 A、B 两点的电势高低CA 点的电场强度比 B 点的大D无法比较 A、B 两点的场强大小(15 西城二模)23 （18 分）（1）从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。例如，玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为 m，元电荷为 e，静电力常量为 k，氢原子
24、处于基态时电子的轨道半径为 r1。a氢原子处于基态时，电子绕原子核运动，可 等 效 为 环 形 电 流，求此等效电流值。b氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中离场源电荷 q 为 r 处的各点的电势。求处于基态的氢原子的能量。rqk（2）在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中，两个氘核（ ）以相同的动能 E0=0.35MeV 做对心碰撞，假设该反应中释放的核H21能全部转化为氦核（ ）和中子（ ）的动能。已知氘核的质量 mD=2.0141u，中子e3n1的质量 mn=1.0087u，氦核的质
25、量 mHe=3.0160u，其中 1u 相当于 931MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少 MeV（结果保留 1 位有效数字）？(15东城二模)16在匀强电场中将一个带电粒子由静止释放。若带电粒子仅在电场力作用下运动，则A带电粒子所受电场力越来越大 B带电粒子的运动速度越来越大C带电粒子的加速度越来越大 D带电粒子的电势能越来越大(15 朝阳二模)24 （20 分）（1）如图甲所示，M、N 是真空中两个电荷量均为+Q 的固定点电荷，M、N 间的距离为 a；沿 MN 连线的中垂线建立坐标轴，P 是 x 轴上的点， 。已知静30OP电力常量为 k。a求 P 点场强的大小和方向；b在图乙中定性画出场强 E 随 x 变化的图像（取向右为场强 E 的正方向） 。AB2015 北京各区县高三物理模拟题分类汇编 9电场（2）如图丙所示，一个半径为 R、电荷量为+Q 的均匀带电圆环固定在真空中，环心为 O，MN 是其中轴线。现让一电荷量为 q、质量为 m 的带电粒子从 MN 上的 P 点由静止释放，P、O 间的距离为 d。不计粒子重力。试证明：当 d R 时，带电粒子做简谐运动。
