1、高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 1 - 静 电场 、电 势能 和电 势 差 15 一、 选择 题： （ 每小 题至 少 有一个 选项 是正 确的 ， 请 把正确 的答 案填 入答 题卡 中， 每小 题 4 分 ，共 32 分 ，漏 选得 2 分，错 选和 不选 得零 分） 1 下列 关于 等势 面的 说法 正确的 是（ ） A 电 荷在 等势 面上 移动 时 不受电 场力 作用 ，所 以不 做功。 B 等 势面 上各 点的 场强 相 等。 C 点 电荷 在真 空中 形成 的 电场的 等势 面是 以点 电荷 为圆心 的一 簇球 面。 D 匀 强电 场中 的等
2、势面 是 相互平 行的 垂直 于电 场线 的一簇 平面 。 2 关于 场强的三 个公式 F E q 2 Q Ek r U E d 的适用范围， 下列说 法正确的 是 （ ） A 三 个公 式都 只能 在真 空 中适用 。 B 公 式 能在 真空 中适 用 ，公式 和 在 真空 中和 介质中 都适 用。 C 公 式 和 能在 真空 中 适用， 公式 在 真空 中和 介质中 都适 用。 D 公式 适 用于 任何 电场 ， 公 式 只适 用于 点电 荷 形成的 电场 ， 公式 只 适 用于匀 强电 场。 3 如图 1 所 示， 带正 电的 金属圆 环竖 直放 置， 其中 心处有 一个 电子 。若 电
3、 子某时 刻以 一定 的初 速 度 v 0 从圆 环中 心处 水平 向右 运动 ， 此后 电子 将（ ） A 做 匀速 直线 运动 。 B 做 匀减 速直 线运 动。 C 以 圆心 为平 衡位 置做 振 动。 D 以 上答 案都 不对 。 4 M 、N 为 电场 中某 一条 电场线 上的 两点 ，电 场线 方向如 图 2 所示 ，下 列说 法正确 的 是 （ ） A 负 电荷 受电 场力 F M F N 。 B 场 强 E M E N 。 C 负 电荷 的电 势能 E pM E PN . D 电 势差 U MN 0 。 图 1 图 2 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资
4、源网 - 2 - 5 将 原来 相距 较近 的两 个 带同种 电荷 的小 球同 时由 静止释 放 （小 球放 在光 滑 绝缘的 水平 桌面上 ） ， 它们 仅在 库仑 力 作用下 运动 过程 中（ ） A 它 们的 相互 作用 力不 断 减少 B 它 们的 加 速 度之 比不 断 减少 C 它 们的 动量 之和 不断 增 加 D 它 们的 动能 之和 不断 增 加 6 离子 发动 机飞 船 ， 其 原 理是用 电 压 U 加 速一 价惰 性气体 离子 ， 将它 高速 喷 出后 ， 飞 船 得 到 加 速 ， 在 氦 、 氖 、 氩 、 氪 、 氙 中 选 了 氙 ， 理 由 是 用 同 样 电
5、 压 加 速 ， 它 喷 出 时（ ） A 速 度大 B 动量 大 C 动 能大 D 质 量大 7 用 绝缘 细线 将一 个质 量 为 m 、 带 电量 为 q 的 小球 悬挂在 天花 板下 面， 设 空 间中存 在着 沿水平 方向 的匀 强电 场。 当小球 静止 时把 细线 烧断 ，小球 将做 （ ） A 自 由落 体运 动 B 曲 线运 动 C 沿 悬线 的延 长线 做匀 加 速直线 运动 D 变 加速 直线 运动 8 某电 解电 容器 上标 有 “ 2 5 V 、 4 7 0 F ” 的字 样， 对此 ，下列 说法 正确 的是 （ ） A 、此 电容 器只 能在 直流 25V 及以 下电
6、 压才 能正 常工 作。 B 、此 电容 器必 须在 直流 25V 及以 下电 压才 能正 常工 作。 C 、当 工作 电压 是 25V 时， 电容才 是 4 7 0 F 。 D 、这 种电 容器 使用 时， 不 必考虑 两个 引出 线的 极性 。 第 卷（ 非 选择 题， 共 68 分） 二、填 空题 （每 空 4 分，共 32 分， 请把 答案填 写在 题中横 线上 ） 9 历 史 上 在 ， 最 早 测 出 电 子 电 荷 的 精 确 数 值 的 科 学 家 是 ， 其实验的基本原理是使带电液滴在匀强电场中受到 的 电场力 恰好 等于 油滴 的重 力， 即 qE = mg ， 用实 验的
7、 方法测 出 m 和 E ， 就能计 算出 油滴 所带 的电 量， 发 现这 些电 量都 等于 的 整数 倍， 这 个 实 验 进 一 步 证 实 了 的 存 在 ， 揭 示 了 电 荷 的 图 3 3 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 3 - 性。 10 如 图 3 所示 ， 一 质量 为 m 。 电 荷量 为+q 的小 球 从距地 面 为 h 处， 以初 速 度 v 0 水 平抛 出 ， 在小 球 运动 的 区域 里， 加 有与 小 球初 速 度方 向相 反 的匀 强 电场 ， 若小 球落 地 时速 度 方向 恰 好 竖 直 向 下 ， 小 球 飞 行 的
8、 水 平 距 离 为 L ， 小 球 落 地 时 动 能 E K = ， 电 场 强 度 E= 。 11 如 图 3-4 所示 ， 初 动能 为 E 的带电 粒子 ， 从 平板 电容器 的 a 点沿 水平 方向飞 入电 场， 不计 重力 ， 飞出 时动 能为 2E 。 若该 粒子 从 a 点飞 入时 的速 度 增大一 倍， 则飞 出电 容器 时的动 能为 。 12 一电 子以 s m 6 10 4 的速 度沿 欲 电场垂 直的 方向 从A 点沿垂 直于场 强方向 飞入 ， 并 从B 点沿 与 场强方 向成 0 150 角的 方向 飞出 该电场 ， 如 图 5 所 示。 则 A 、B 两点的 电
9、势 差为 V （电子质 量为 kg 31 10 1 . 9 ， 电量 为 C 19 10 6 . 1 ）。 13 在 水深 超过 200m 的 深海， 光线 极少 ，能 见度 极小。 有一 种电 鳗具 有特 殊的适 应 性 ， 能 通 过自 身 发出 生 物电 ，获 取 食物 ， 威胁 敌 害， 保护 自 己。 该 电鳗 的 头尾 相当 于 两个 电 极， 它在海 水中 产生 的电 场强 度达到 10 4 N/C 时可 击昏 敌 害。身 长 50cm 的 电鳗 ， 在放电 时产 生的 瞬间电 压可 达 V 。 三、 计算 题 （本 题共 3 小 题， 共 36 分 ，解 答应 写明 必要的 文
10、字 说明 、 方程 式 和重要 的演 算步骤 ，只 写出 答案 的不 能得分 ，有 数值 计算 的题 ，答案 中必 须写 出数 值和 单位） 14 氢原 子由 一个 质子 （ 原子核 ） 和一 个核 外电 子 组成 。 电 子质 量 m e= 9.110 -31 kg ， 质 子 质量 m p= 1.6710 -27 kg ，电 子和原 子核 所带 电荷 量都 等于 e = 1.610 -19 C 。 电子 绕核旋 转的 轨 道 半径 r = 5.310 -11 m 。试求 ： （1 ）电 子所 受静 电引 力是 万有引 力的 多少 倍？ （2 ）电 子绕 核旋 转的 周期 和线速 度各 是多
11、 少？ 图 4 图 5 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 4 - 15 如 图 6 所示 控制 电子 枪产生 的电 子束 到每 秒只 通过几 个电 子， 所产 生的 单个闪 烁 现 象 可 用光 电 管探 测 ；然 后在 探 测器 位 置放 收 集电 子的 金 属瓶 ， 经一 定 时间 金属 瓶 将获 得 足以 测 量 出的 电 荷， 从 而可 确定 每 秒射 入 的电 量 ，进 而测 得 一个 电 子的 电 量。 如果 电 子束 每 秒通 过 110 3 个 电子 ，测 得金 属瓶积 累的 电量 为 810 -12 C ，则这 段实 验时 间有 多长 ？ 1
12、6 静 止在 太 空的 飞 行器上 有 一 种装 置 ，它 利用 电场 加 速 带电 粒 子， 形成 向外 发 射 的粒 子流， 从而 对飞行 器产 生 反冲力 ， 使 其获得 加速 度 。 已知 飞行 器的质 量 为 M ， 发射 的是 2 价 氧离子 ，发 射功 率为 P ， 加速电 压为 U ， 每个 氧离 子的质 量为 m ， 单位 电荷 的电量 为 e，不计 发射氧 离子 后飞 行器 质量 的变化 。求 ： （1 ）射 出的 氧离 子速 度； （2 ）每 秒钟 射出 的氧 离子 数； （3 ）射 出离 子后 飞行 器开 始运动 的加 速度 。 图 6 高考资源网（ ） 您身 边的高考
13、专家 版权所 有 高考资源网 - 5 - 参考答案 一、选 择题 1 、CD 2 、BD 3 、C （ 提示：电荷量分 布均匀的 圆环，可等效看 成环上电 荷量集中于 圆 心的点 电荷，它 对电子产 生库仑 力的作用 ） 4 、D （提 示：题中 只给出 一条 电场 线 ，不能 确定 M 、N 所 处的 电场 分 布情况 ，场 强大 小无 判断 ，也不 能判 定电 荷 在 M 、N 点 受到 的电 场 力大小，只能由电场线方 向 判断电势的高低（沿电 场线方向电势降低）和电 荷的电势能大小 （q 由 N 点移 到 M 点电 场力做 正功 ，其 电势 能减 少） 5 、AD 提 示： 由于 排
14、斥 作 用距离 不断 变大 ， 相 互作 用力减 少，A 正 确； 但每 一个瞬 间两 电 荷的相 互作 用力 相等 ， 因 此加速 度比 不变 ，B 错 误 ； 两 电荷 组成 的系 统动 量 守恒 ，C 错误 ； 势 能减少 ，系 统总 动能 增加 ，D 正 确。 6 、B 7 、C 8 、A 解析 ：由 标称 值 可知， 该电 解电 容器用 于直 流 25V 及 以下 电压时 才能 正 常 工作 ；电 容器的 电容 值由 其内 部构 造所决 定， 在 不 被 击 穿的 条 件下 ， 与其 工作 电 压无 关 ；电 解 电容 器两 引 线有 正 、负 极 之分 ，使 用 时极 性 不能 接
15、错， 也不 能接 交流 电。 正确答 案 为 A 。 二、填 空题 9 、 密立 根， 电子 电量 ，电 子，不 连续 。 10 、mgh,mgL/qh （提示：把小 球的运动 正交分解，水平 方向做匀 减速运动，竖直 方向做 自 由 落体 运 动。 小 球在 落地 时 的速 度 恰好 竖 直向 下， 说 明水 平 方向 恰 好速 度减 为 零， 因 此小 球落地 时速 度由 竖直 方向 运动决 定 ， 根 据机 械能 守恒 mgh mv E k 2 2 1 . 在水平 方向 上 ： 2 2 1 at L 。 在竖直 方向 上： 2 2 1 gt h 。 h L g a ， g h L m q
16、E ， qh mgL E 。） 11 、4.25E （提 示： 已知 2 0 2 1 mv E ， 2 2 1 2 mv E ， 其中 v 为 飞出 时的 速度 。 2 2 0 2 y v v v ， 2 2 0 2 2 1 2 1 2 1 y mv mv mv ， 0 v v y 。 设平行 板长 为 L，则 t v L 0 ， 在竖直 方向 上 at v y 。 初 速度 加倍 后 1 0 2 t v L ， 竖直 分 速度 1 at v y ， 由 1 2 1 t t v v y y ，即 2 2 0 v v v y y 。 飞出时的速度为v ，则 2 2 0 2 2 1 ) 2 ( 2
17、 1 2 1 y mv v m mv ，高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 6 - E mv mv mv 25 . 4 2 1 4 1 2 1 4 2 1 2 0 2 0 2 。） 12 、-136.5 13 、5000 。 14、（ 1 ）2.2710 39 倍。 （2 ）T = 1.510 -16 s ，v = 2.210 6 m/s 解 析 ： 根 据 库 仑 定 律 和 万 有 引 力 定 律 ， 静 电 引 力 和 万 有 引 力 分 别 为 2 2 r e k F 电 ， 2 r m m G F p e 万 ， 所以 39 27 31 11 2 19
18、 9 2 2 2 2 10 27 . 2 10 67 . 1 10 1 . 9 10 67 . 6 ) 10 6 . 1 ( 10 9 p e p e m Gm ke r m m G r e k F F 万 电 ， 万 电 F F 39 10 27 . 2 ，F 电F 万 。 (2) 根 据上 面的 计算, F 电F 万 ，可见 在核 外电 子绕 氢 原子核 旋转 时， 万有 引力 完全可 以忽 略不计 。 根据库 仑定 律， 核 外电 子 所受静 电力为 N r e k F 8 2 11 2 19 9 2 2 10 2 . 8 ) 10 3 . 5 ( ) 10 6 . 1 ( 10 9 电
19、这个力 就是 核外 电子 绕氢 原子核 旋转 的向 心力 ， 即 2 2 2 2 2 4 ) 2 ( T r m r T m r m r v m F e e e e 电 。 所以，核外电子绕氢原子核旋转的周期为 s F r m T e 16 8 11 31 10 5 . 1 10 2 . 8 10 3 . 5 10 1 . 9 14 . 3 2 2 电 线速度 为 s m m r F T r v e / 10 2 . 2 10 1 . 9 10 3 . 5 10 2 . 8 2 6 31 11 8 电 15 、解 析： 据题 意知 ： 4 19 3 12 10 5 10 6 . 1 10 1 10 8 nq Q t S 即：13.9h 16 、 解 析： （1 ） 据 动能 定 理知 ： 由 2eU = mv 2 /2 ， 得 ： m eU v / 2 （2）由 P = 2NeU，得 N = P/ 2eU （3 ）由 动量 定理 知： Mv mv N 得 MeU meU P a /
