广东省茂名市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-05静电场、恒定电流

广东省茂名市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-05静电场、恒定电流

一、单选题

1．（2022·广东茂名·统考模拟预测）中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，其中虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，a、b是轨迹上的二点，则下列说法正确的是（　　）

A．a点的电势高于b点的电势 B．电子从a点到b点电势能减小

C．电子从a点到b点做匀加速运动 D．a点的电场强度大于b点的电场强度

2．（2022·广东茂名·二模）“顿牟缀芥”是东汉王充在《论衡乱龙篇》中记载的摩擦起电现象，意指摩擦后的带电琥珀能吸引轻小物体。现做如下简化：在某处固定一个电荷量为的带正电的点电荷，在其正下方处有一个原子。在点电荷的电场的作用下原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离。点电荷与原子之间产生作用力。你可能不会求解，但是你可以通过物理分析进行判断，关于的表达式，可能正确的是（式中为静电力常量）（　　）

A． B．F= C． D．F=

3．（2022·广东茂名·统考二模）口罩是人们抗击新冠病毒入侵的一种常见防护物品。口罩对病毒起阻隔作用的是一层熔喷无纺布层，布层纤维里加有一种驻极体材料，驻极体材料分子中的正、负电荷原本不重合且杂乱分布（图甲所示），经过静电处理后变得较为规则的分布（图乙所示），从而具有静电吸附作用。以下说法中正确的是（　　）

A．静电处理前，驻极体材料带有静电

B．静电处理过程，电场力对驻极体材料中的正、负电荷做正功

C．静电处理过程，驻极体材料分子中的电荷电势能增加

D．口罩熔喷布不能阻挡不带电的中性微小颗粒物

4．（2022·广东茂名·统考一模）一避雷针发生尖端放电，在空间产生的电场如图所示，沿尖端取点，以连线为对称轴取点画一条水平线和一条圆弧线，点电荷只受电场力作用，以下说法正确的是（　　）

A．点的电场强度相同

B．某点电荷从d移到b过程加速度不断减小

C．点电荷沿移动时电场力做的功与沿移动时一样大

D．是一条等势线，点电荷可沿该线做匀速圆周运动

5．（2022·广东茂名·模拟预测）如图所示，一簇电场线的分布关于y轴对称，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则下列说法正确的是（　　）

A．O点的场强小于M点的场强

B．M点的电势比Q点的电势高

C．O、M间的电势差小于N、O间的电势差

D．将一负电荷由M点移到N点，电场力做负功

6．（2022·广东茂名·统考模拟预测）如图所示，在点电荷形成的电场中有A、B两点，已知A点电场强度大小为E，方向垂直于AB连线，电势为φ；B点电场强度大小为E，方向与AB连线成θ角，电势为φ。下列选项正确的是（　　）

A．E<E B．E=E

C．φ<φ D．φ=φ

7．（2022·广东茂名·模拟预测）静电除尘原理是设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成，A、B间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到正极A上。下列选项正确的是（　　）

A．收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了正电

B．收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电

C．收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场

D．静电除尘过程是机械能向电场能转化的过程

8．（2021·广东茂名·统考二模）如图所示，a，b，c三点在固定点电荷Q1、Q2连线的延长线上，Q1带正电。一带正电粒子从a点由静止释放，仅在电场力作用下运动，经b点时速度最大，到c点时速度为零，下列说法正确的是（　　）

A．Q2带正电

B．Q2的电荷量小于Q1的电荷量

C．a、c两点电势相等

D．b点的电场强度比a点大

二、多选题

9．（2022·广东茂名·统考模拟预测）把电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电流传感器中的电流i随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．在t1~t2时间内，电容器两极板间电压逐渐增大

B．在t3~t4时间内，电容器的电容逐渐减小

C．曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积

D．S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E

10．（2022·广东茂名·统考模拟预测）某风力发电机简易模型图。在风力作用下，风叶通过转轴带动条型磁铁转动，在线圈L中产生感应电动势的瞬时表达式 ，将线圈L与一电阻R相连（未画出），则（　　）

A．磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最大

B．线圈L中感应电动势的有效值为44V

C．风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变两次

D．风叶转速不变，增大R的阻值，则电阻R上消耗的功率一定增大

三、实验题

11．（2022·广东茂名·统考模拟预测）已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用下列方法测量其常温下的阻值。

（1）用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量热敏电阻的阻值，正确操作指针偏转如图甲所示。实验小组应将倍率更换至______（选填“×100”或“×1”）倍率，正确操作并读出热敏电阻阻值；

（2）实验小组在粗略测量热敏电阻阻值后，用以下的器材精确测量它的阻值。

A．电源（E=5V，内阻约为1Ω）

B．电流表（0~5mA，内阻约为5Ω）

C．电流表（量程0.6A，内阻约为1Ω）

D．电压表（0~5V，内阻约为3kΩ）

E.电压表（0~15V，内阻约为10kΩ）

F.滑动变阻器R（0~10Ω，允许通过的最大电流为10mA）

G.开关

H.导线

①为了尽可能精确的测量热敏电阻的阻值，电流表选_______，电压表选_______；（选填元件前面的序号）

②下列电路图设计合理的是_______。（选填“乙”或“丙”）

（3）已知热敏电阻与温度的关系如下表所示：

利用该热敏电阻制作温控报警器，其电路原理如图丁所示，图中E为直流电源（电动势为10V，内阻可忽略），报警系统接在ab之间，当ab之间的输出电压低于6.0V时，便触发报警器报警，若要求开始报警时环境温度为60℃，则图中电阻箱R的阻值应为_______Ω。测试发现温度达到55℃时报警器就开始报警，则应______（选填“调小”或“调大”）电阻箱的阻值。

四、解答题

12．（2022·广东茂名·二模）如图所示，在区域I有与水平方向成45°的匀强电场，电场方向斜向左下方。在区域II有竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为的粒子从区域I的左边界P点静止释放，粒子沿水平虚线向右运动，进入区域II，区域II的宽度为d。粒子从区域II右边界的Q点离开，速度方向偏转了60°。重力加速度为g。求：

（1）区域I的电场强度大小E1；

（2）粒子进入区域II时的速度大小；

（3）粒子从P点运动到Q点的时间。

参考答案：

1．B

【详解】ACD．电子所受电场力方向指向轨迹凹侧，大致向右，则电场强度方向背离轨迹凹侧，大致向左，并且垂直于等势面，根据沿电场方向电势降低可知a点的电势低于b点的电势，故电子从a点到b点电势能减小，电场力做正功，做加速运动，但不是均加速，故B正确，AC错误；

D．等势面越密集的位置电场强度越大，所以a点的电场强度小于b点的电场强度，故D错误。

故选B。

2．D

【详解】由图可知负电荷中心比正电荷中心更靠近Q，则Q对负电荷中心的引力略大于对正电荷中心的斥力，即合力F不为零；当l趋于零时，合力F趋于零；当h趋于无限大时，合力F也趋于零，考察四个选项中表达式满足上述条件的只有D项。

故选D。

3．B

【详解】A．静电处理前，驻极体材料分子中的正、负电荷不重合且杂乱分布，因此不带静电，A项错误；

B．静电处理过程中，驻极体材料分子变得较为规则的分布，是电场力对其做功的结果，即做正功，B项正确；

C．电场力做正功，驻极体材料分子中的电荷的电势能减少，C项错误；

D．口罩熔喷布静电处理后的静电能使不带电的微小颗粒物极化并对其吸附，如同橡胶棒摩擦毛皮后能吸附小纸屑一样，D项错误。

故选B。

4．C

【详解】A．根据对称性可知，点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；

B．由于d点场强小于b点场强，故某点电荷从d移到b过程加速度不断增大，故B错误；

C．静电力做功只与初末位置间电势差有关，与路径无关，则点电荷沿移动时电场力做的功与沿移动时一样大，故C正确；

D．电场线与等势面垂直，由图可知不是一条等势线，点电荷沿该线运动时，静电力要做功，不会做匀速圆周运动，故D错误。

故选C。

5．C

【详解】A．根据电场线的疏密关系可知，O点的场强大于M点的场强，A错误；

B．根据顺着电场线的方向电势降低可知，M点的电势比P点的电势低，B不符合题意；

C．O、M间的场强小于N、O间的场强，又

由公式

分析得知，O、M间的电势差小于N、O间的电势差，C正确；

D．M点的电势比N点的电势低，则负电荷在M点的电势能比在N点的电势能大，所以将一负电荷由M点移到N点时，电势能减小，电场力将正功，D错误。

故选C。

6．C

【详解】如图，场源点电荷在E、E延长线的交点处

可知，场源点电荷为负电荷，由几何关系可知，A点到场源的距离小于B点到场源的距离，则可知

E>E，φ<φ

故选C。

7．B

【详解】AB．收集器A接高压电正极，电离器B接高压负极，尘埃经过电离器带上了负电，被带正电的A板吸引，故A错误B正确；

C．收集器Ａ和电离器B不是正对的平行板，故收集器A和电离器B之间形成的不是匀强电场，故C错误；

D．静电除尘过程是电场力做正功，电势能减少，机械能增加，是电场能向机械能能转化的过程，故D错误。

故选B。

8．C

【详解】A．带电粒子经过b点时速度最大，此时合力为零，可知b点的合场强为零，因此Q2带负电．故A错误；

B．b点的合场强为零，说明Q1、Q2在b点产生的场强大小相等，由点电荷场强公式

知，Q2的电荷量大于Q1的电荷量，故B错误；

C．从a运动到c的过程，带电粒子动能的变化量为零，由动能定理知电场力做功为零，则a、c两点电势相等，故C正确；

D．b点的电场强度为零，a点的场强不为零，故D错误．

故选C。

9．AC

【详解】A．在t1～t2时间内，即形成电流曲线1的过程中，开关S与1端相连，电容器在充电，所带电量增大，电容不变，根据知，两极板电压逐渐增大，故A正确；

B．在t3～t4时间内，即形成电流曲线2的过程中，开关S与2端相连，电容器在放电，在放电的过程中，电容器的电荷量减小，但电容反映电容器本身的特性，与电压和电量无关，保持不变，故B错误；

C．根据q=It，可知I-t图线与时间轴围成的面积表示电荷量。由于电容器充电和放电的电量相等，所以曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积，故C正确；

D．S接1端，电容器充电，最终两端电势差等于电源的电动势，故D错误。

故选AC。

10．AC

【详解】A．根据磁通量的定义可知图示位置时，线圈L中的磁通量最大，A正确；

B．根据

B错误；

C．根据中性面的知识可知，发电机电枢单个线圈转至中性面时其感应电动势为0，感应电流为0，经过中性面时电流方向改变一次，因此，风叶每转动一圈时，都将经过两次中性面，因此电流方向将改变两次，C正确；

D．电阻R上消耗的功率

风叶转速不变，感应电动势不变，当 时，电阻R上的功率最大，因不知线圈内阻r和R的关系，增大R的阻值，则电阻R上消耗的功率不一定增大，D错误。

故选AC。

11．     ×100     B     D     丙     80     调小

【详解】（1）[1]选择“×10”倍率时，指针偏转角度偏小，重选相邻的大倍率“×100”。

（2）[2][3]电源电动势是5V，电压表选择0~5V，电压全部加在热敏电阻上，电流约为5mA，电流表量程选0~5mA。

[4]滑动变阻器的最大阻值远远小于热敏电阻阻值，所以用分压式连接。

（3）[5]若要求开始报警时环境温度为60℃，此时，由

解得电阻箱阻值应调为

[6]测试发现温控室中温度达到55℃时报警器就开始报警，说明热敏电阻偏大，所以应调小电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）粒子在区域I受重力和电场力，做匀加速直线运动，，如图所示

故有

解得

（2）设粒子进入II区域的速度为，粒子受重力竖直向下，电场力竖直向上，大小为

则所受的洛伦兹力提供向心力，有

速度方向偏转了60°，则圆心角为60°，有

联立解得

（3）粒子在区域I直线加速的加速度为，有

由速度公式

可得加速时间为

粒子做匀速圆周的周期为

则匀速圆周的时间为

则粒子从P点运动到Q点的时间为