2015北京各区县高三物理模拟题分类汇编9-电场

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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）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）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

2、过程中，小球的 加速度 a、重力势能 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

3、.20kg，带电荷量 q2.010-6 C 的小物块处于静止状态。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/s2。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

4、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。 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 UCAB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。

5、 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

6、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 海淀一模反馈）海淀一模反馈）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/s2。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

7、位移大小。（15 海淀一模反馈）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

8、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/（105N/C）t/s30-30.51.0 1.5 2.0 2.5 3.0甲乙QG接 电 源 UCAB2015 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

9、 应该加大还是减小？为什么？（15 西城一模）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）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；

10、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）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

11、）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。Ev0+ABCDD CABv0图 1v1/x0/1 vO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，

12、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

13、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

14、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）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OxRE0BEOxRE0CEOx AREE0Ox DRE0E（15 朝阳一模）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

15、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 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，

16、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）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 石景山一模石景山一