高考物理新电磁学知识点之静电场真题汇编及答案解析(1).pdf

高考物理新电磁学知识点之静电场真题汇编及答案解析(1)一、选择题1如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出ab、两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则（）Aa一定带正电，b一定带负电Ba的速度将减小，b的速度将增加Ca的加速度将减小，b的加速度将增加D两个粒子的动能，一个增加一个减小2如图所示，将带正电的粒子从电场中的A 点无初速地释放，不计重力的作用，则下列说法中正确的是（）A带电粒子一定做加速直线运动B带电粒子的电势能一定逐渐增大C带电粒子的动能一定越来越小D带电粒子的加速度一定越来越大3如图所示，虚线a、b、c 代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q 是这条轨迹上的两点，由此可知()A三个等势面中，c 等势面电势高B带电质点通过Q 点时动能较小C带电质点通过P 点时电势能较大D带电质点通过Q 点时加速度较大4如图所示，将一带电小球A 通过绝缘细线悬挂于O 点，细线不能伸长。现要使细线偏离竖直线30 角，可在O 点正下方的B 点放置带电量为q1的点电荷，且BA 连线垂直于OA；也可在O 点正下方C 点放置带电量为q2的点电荷，且CA 处于同一水平线上。则为（）A B C D5如图所示,一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，电场强度大小为E。在与环心等高处放有一质量为m、带电荷量+q的小球,由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（）A小球在运动过程中机械能守恒B小球经过环的最低点时机械能最大C小球经过环的最低点时对轨道压力为2(mg+qE)D小球经过环的最低点时对轨道压力为(mg+qE)6空间存在平行于纸面方向的匀强电场，纸面内ABC 三点形成一个边长为1cm 的等边三角形。将电子由A 移动到 B 点，电场力做功2eV，再将电子由B 移动到 C 点，克服电场力做功 1eV。匀强电场的电场强度大小为A100V/mB20033V/mC200V/mD2003V/m7下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘坐标原点O 处电场强度最大的是ABCD8如图所示，下列四个选项中的点电荷与空间中的a、b 两点均关于O 点对称，其中a、b两点的电势和场强都相同的是（）ABCD9关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是（）A摩擦起电说明通过做功可以创造电荷B摩擦起电说明电荷可以创造C感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了10 如图，三个固定的带电小球a、b 和 c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm小球 c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线设小球a、b 所带电荷量的比值的绝对值为k，则（）Aa、b 的电荷同号，169kBa、b 的电荷异号，169kCa、b 的电荷同号，6427kDa、b 的电荷异号，6427k11如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A 与一灵敏静电计相连，极板B 接地若极板B 稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（）A两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大B两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小C极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变小D极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变大12 如图所示，某电场中的一条电场线，一电子从a 点由静止释放，它将沿电场线向b 点运动，下列有关该电场的判断正确的是()A该电场一定是匀强电场B场强 Ea一定小于EbC电子具有的电势能Epa一定大于EpbD电势 ab13如图甲，倾角为的光滑绝缘斜面，底端固定一带电量为Q 的正点电荷将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A 点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B 处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E1和 x1为已知量)已知重力加速度为 g，静电力常量为k，由图象可求出()A小物块的带电量BA、B间的电势差C小物块的质量D小物块速度最大时到斜面底端的距离14 一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M 相连接，在小球M 下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在图中，小球M 能处于静止状态的是（）ABCD15 如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定着一个带正电的点电荷，在它的右侧N 点由静止开始释放一个也带正电的小球（可视为质点）以向右为正方向，下图中能反映小球运动速度随时间变化规律的是（）ABCD16 下列关于电场强度的说法中，正确的是（）A公式FEq只适用于真空中点电荷产生的电场B由公式FEq可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比C在公式122Q QFkr中，22Qkr是点电荷2Q产生的电场在点电荷1Q处的场强大小；12Qkr是点电荷1Q产生的电场在点电荷2Q处的场强大小D由公式2kQEr可知，在离点电荷非常靠近的地方（0r），电场强度E可达无穷大17 某带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B 点。如图所示，实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，由此可以判定()A粒子在A 点的加速度大于它在B 点的加速度B粒子在A 点的动能小于它在 B 点的动能C电场中A 点的电势低于B 点的电势D粒子在A 点的电势能小于它在 B 点的电势能18 在如图所示平行板电容器A、B 两板上加上如图所示的交变电压，开始时B 板的电势比 A 板的高，这时两板中间原来静止的电子（图中黑点表示）在电场作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是（不计电子重力）（）A电子先向A 板运动，然后向B 板运动，再返回A 板做周期性往返运动B电子一直向A板运动C电子一直向B 板运动D电子先向B 板运动，然后向A 板运动，再返回B板做周期性往返运动19 如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线，边上标有电势的值，一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中的实线从A 经过 B 运动到 C，下列判断正确的是()A粒子一定带负电BA 处场强大于C 处场强C粒子在A 处电势能大于在C 处电势能D粒子从A 到 B 电场力所做的功大于从B 到 C 电场力所做的功20 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其极板带电量为Q，在两极板之间，用轻质绝缘丝线悬挂质量为m，电量为 q 的带电小球(可看成点电荷)，丝线跟竖直方向成 角时小球恰好平衡，此时小球离右板距离为b，离左板的距离为2b，如图所示，则A小球带正电，极板之间的电场强度大小为sinmgqB小球受到电场力为254kQqbC若将小球移到悬点下方竖直位置，小球的电势能减小D若将细绳剪断，小球经2tanbg时间到达负极21 如图所示，在边长为l 的正方形的每个顶点都放置一个点电荷，其中a和 b 电荷量为+q，c和d电荷量为-q则a电荷受到的其它三个电荷的静电力的合力大小是A0B222kqlC22kqlD2232kql22 电源、开关、平行板电容器连成如图电路。闭合开关S，电源对电容器充电后，电容器带电量为Q，板间电压力为U，板间电场强度大小为E，则下列说法正确的是A若将 A 板下移少许，Q 增大；U 减小；E不变B若将 A 板下移少许，Q 不变；U 减小；E 减小C若断开开关，若将A板下移少许，Q 增大；U 不变；E 增大D若断开开关，若将A 板下移少许，Q 不变；U 减小；E 不变23 利用图示装置“探究决定电容大小的因素”。实验中静电计的指针已有一个偏角，则在此情境下（）A仅增大两板间的距离，指针偏角将增大B仅增大两板间的距离，指针偏角将减小C仅减小两板间的正对面积，指针偏角将减小D仅将一块有机玻璃插到两板间，指针偏角将不变24 如图所示，在A、B 两点上放置两个点电荷，它们的电荷量分别为q1、q2，MN 是过A、B 的直线，P 是直线上的一点若P 点的场强为零，则（）Aq1、q2都是正电荷，且q1q2Bq1是正电荷，q2是负电荷，且q1|q2|Cq1是负电荷，q2是正电荷，且|q1|q2Dq1、q2都是负电荷，且|q1|q2|25 如图所示，A、B、C 三个同心球面是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个球面的半径之差相等A、C 两个等势面电势分別为A=6V 和 C=2V，则中间B 等势面的电势是（）A一定等于4VB一定高于4VC一定低于4VD无法确定【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C 解析：C【解析】【详解】带电粒子做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，由于电场线的方向不知，所以粒子带电性质不确定，故A 错误；从题图中轨迹变化来看速度与力方向的夹角小于90所以电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，故BD 错误；电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以a受力减小，加速度减小，b 受力增大，加速度增大，故C 正确。2A 解析：A【解析】【分析】【详解】A粒子所在处电场线为直线，初速度为零，不满足曲线运动的条件，故做加速直线运动，A 正确；B电场力对粒子做正功，电势能减小，B 错误；C根据动能定理，电场力做正功，粒子的动能增加，C 错误；D粒子运动的过程中，所到之处，电场线越来越疏，故场强越来越弱，加速度越来越小，D 错误。故选 A。3C 解析：C【解析】【详解】A、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最高，c等势线的电势最低，故A错误B、从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q 点的动能，故B 错误 C、根据质点受力情况可知，从P到 Q 过程中电场力做正功，电势能降低，故P 点的电势能大于Q 点的电势能，故C 正确 D、由于相邻等势面之间的电势差相同等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故 D 错误故选C【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化4B 解析：B【解析】【详解】对两种情况进行受力分析，如图所示：依据矢量的合成法则，结合三角知识，及平衡条件，则有：F=mgsin30，F=mgtan30，根据库仑定律，则有：，而；根据三角知识，则有：lBA=Ltna30，lCA=Lsin30，综上所得：，故 ACD 错误，B 正确；故选B。【点睛】考查库仑定律、矢量的合成法则与平衡条件的应用，掌握三角知识，及几何关系的内容，注意绳子的长度相等，是解题的关键5B 解析：B【解析】【分析】【详解】A小球在运动过程中，除重力外有电场力做功，机械能不守恒，故A 错误；B小球经过环的最低点时电场力做功最多，电势能转化为小球的机械能，故小球经过环的最低点时机械能最大，故B 正确；CD小球做圆周运动有2vFEqmgmR根据动能定理有212mvmgREqR解得3()FEqmg，故 CD 错误。故选 B。6C 解析：C【解析】【分析】根据电场力功与电势差的关系求解AB 和 BC 各点之间的电势差，然后找到等势面确定场强的方向，根据E=U/d 求解场强。【详解】将电子由 A 移动到 B 点，电场力做功2eV，则22ABABWeVUVqe；同样：1BCBCWeVUVqe，若设 C 点的电势为0，则 B 点的电势为1V，A 点的电势为-1V，则 AB 中点的电势与C 点电势相同，可知场强方向沿BA 方向斜向上，场强为21/200/0.5 10UEVmVmd，故选C.7B 解析：B【解析】【详解】根据点电荷的电场强度公式2kqEr可得各14圆环上的电荷在O 点的电场场强大小，再根据矢量合成，求出合场强，最后比较它们的大小即可由于电荷均匀分布，则各14圆环上的电荷等效集中于14圆环的中心，设圆的半径为r，则 A 图 O 点处的场强大小为2AkqEr；将 B 图中正、负电荷产生的场强进行叠加，等效两电荷场强方向间的夹角为90，则在 O 点的合场强22BkqEr,方向沿 x轴负方向；C 图中两正电荷在O 点的合场强为零，则 C 中的场强大小为2ckqEr，D 图由于完全对称，易得合场强ED=0故 O 处电场强度最大的是图B故答案为B【考点定位】本题考查电场的叠加,要注意采用等效思想及矢量的运算难度：中等8A 解析：A【解析】【分析】【详解】A根据等量异种电荷的电场线分布特征可知，a、b 两点的电场强度大小相等、方向相同，由于等量异种电荷的中垂线为等势线，则a、b 两点电势相等，故A 正确；B根据等量同种电荷的电场线分布特征可知，a、b 两点的电场强度大小相等、方向相反，由对称性可知，a、b 两点电势相等，故B 错误；C根据等量同种电荷的电场线分布特征可知，a、b 两点的电场强度大小相等、方向相反，由对称性可知，a、b 两点电势相等，故C 错误；D根据等量异种电荷连线上的电场强度方向沿连线由正电荷指向负电荷，根据等量异种电荷的电场线分布可知，a、b两点的电场强度相同，a 点电势高于b 点电势，故D 错误。故选A。9C 解析：C【解析】【详解】摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体，在转移过程中电荷总量是守恒的，故AB错误；感应起电是电荷从物体的一个部分转移到物体另一个部分，且在转移过程电荷总量也是守恒的，并不是从带电的物体转移到原来不带电的物体，故C 正确；D 错误；故选C10D 解析：D【解析】【分析】【详解】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a，b 的连线，可知，a、b 的电荷异号，对小球c 受力分析，如下图所示因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此acbc，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有43FaacFbbc根据库仑定律有2caaQ qFkac，2cbQ qbFkbc综上所得2246433274abqq故 D 正确，ABC 错误。故选 D。11D 解析：D【解析】【分析】【详解】由图分析可知电容器极板上的电荷量几乎不变，将极板B 稍向上移动一点，极板正对面积减小，根据公式4SCkd，电容减小，由公式QCU可判断出电容器极板间电压变大，静电计张角增大，故D 正确，ABC 错误【点睛】本题要抓住电荷量不变的条件，根据电容的定义式QCU分析电容如何变化12C 解析：C【解析】【详解】AB因电子由静止释放，且由a 向 b 运动，则电子所受的电场力一定是由a指向 b，因为电子带负电荷，所受的电场力方向与场强方向相反，说明电场线的方向一定是由b 指向a。由于不知负电荷由a 运动到 b 的过程中电场力的变化情况，因此无法确定场强大小关系，故 A 错误，B 错误；C由题意知，电场力对电子做正功，电势能减小，所以电子具有的电势能EPa一定大于EPb，故 C 正确；D由分析可知电场方向由b 指向 a，而沿着电场线方向电势降低，所以电势a一定低于b，故 D 错误。13C 解析：C【解析】试题分析：由动能图线得知，小球的速度先增大，后减小根据库仑定律得知，小球所受的库仑力逐渐减小，合外力先减小后增大，加速度先减小后增大，则小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动，再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动，直至速度为零由动能图线看出，速度有最大值，此时小球受力平衡，由库仑力与重力沿斜面的分力平衡，由于没有x 的具体数据，所以不能求得q故 A 错误；A 到 B 的过程中重力势能的增加等于电势能的减小，所以可以求出小物块电势能的减小，由于小物块的电量不知道，所以不能求出AB 之间的电势差故B错误；由重力势能线得到EP=mgh=mgssin，读出斜率，即可求出m；图象中不能确定哪一点的速度最大，题目中也没有小物块的电量、质量等信息，所以不能确定小物块速度最大时到斜面低端的距离故D 错误故选C考点：功能关系；电势及电势能【名师点睛】本题首先要抓住图象的信息，分析小球的运动情况，再根据平衡条件和动能定理进行处理14B 解析：B【解析】【详解】设小球 M 受到的重力为G，细线的拉力为TF，静电力为F，如果小球M 能处于静止状态，则 G，TF，F 三个力的合力必须为零，其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，对题中的粒子受力分析，结合平行四边形定则，满足条件的只有选项B，故 B正确，ACD 错误；15A 解析：A【解析】【分析】【详解】试题分析：N 点的小球释放后，受到向右的库仑力的作用，开始向右运动，根据库仑定律122rQ QFk可得，随着两者之间的距离的增大，N 受到的库仑力在减小，根据牛顿第二定律Fam可得，N 点的点电荷做加速度减小的直线运动，而v t图像中图像的斜率表示物体运动的加速度，所以A 正确，B 图像表示物体做匀加速直线运动，C 图像表示物体做加速度增大的直线运动，D 图像表示物体先做加速度增大的直线运动，后做加速度减小的直线运动16C 解析：C【解析】【分析】【详解】试题分析：FEq是电场强度的定义式适用于一切电场，A 错误；电场强度E 表示电场本身的强度和方向，与试探电荷无关，不能说E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比，B 错误；库仑定律公式公式122kQ QFr中，22kQr是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1所在处的场强大小；12kQr是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小，C 正确；D、当 r 0时，电荷已不能看成点电荷，公式2kQEr不再成立，D 错误；故选C考点：电场强度【名师点睛】电场强度是描述电场的力的性质的物理量，要想知道电场中某点的电场强度，可以在该点放一试探电荷，由Fq来描述该点的强弱，不同的试探电荷，受到的力不同，但Fq是相同的，为了描述电场的这种性质，引入电场强度这个物理量，即FEq为电场强度的定义式；而2kQEr是点电荷所形成的电场的场强的决定式，是说点电荷所形成的电场的场强决定于场源电荷的电荷量和距点电荷的距离17D 解析：D【解析】【详解】A电场线的疏密表示场强大小，由图知粒子在A 点的场强小于B 点的场强，在A点所受的电场力小，故在A 点的加速度小于B 点的加速度，故A 错误；B由图知带电粒子的运动轨迹向下弯曲，则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下，则知电场力对粒子做负功；动能减小，有粒子在A 点的动能大于它在B 点的动能；故B 错误；D因粒子由A到 B时，电场力做负功，故电势能增大，则粒子在A 点的电势能小于它在B点的电势能；故D 正确；C粒子所受电场力方向与电场强度相反，则粒子带负电，而电势能PEq，因 A点的电势能低于B 点，有()()ABqq；可得AB，故 A 点的电势高于B 点的电势；故 C 错误；故选 D。18C 解析：C【解析】【详解】电子在 02T受力向左指向B 板，做加速运动，2TT 受力向右指向A 板，做减加速运动，到零。由运动学规律画出如答图所示的v t图像，可知电子一直向B 板运动，故C 正确，ABD 错误。故选：C19B 解析：B【解析】【详解】A根据电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致向左，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受的电场力方向大致向左，则知粒子一定带正电，A 错误；B等差等势面的疏密反映电场强度的大小，A 处场强大于C 处场强，B 正确；C从 A 点飞到 C 点，电场力方向与速度的夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大，C正确；D由于电势差相同，根据WUq知，电场力做功相同，D 错误20D 解析：D【解析】由题意可知，小球带正电，匀强电场方向向右，小球受竖直向下的重力mg、水平向右的电场力 qE、沿细线斜向上的拉力F 作用，处于平衡状态.受力如图所示.由平衡条件可得TsinqE，Tcosmg，可得tanmgEq，故A错误；B、小球受到电场力为tanmgF电，故 B 错误；C、将小球移到悬点下方竖直位置，电场力水平向右，运动方向向左，电场力做负功，小球的电势能增大，故C 错误；D、剪断细线后，小球将沿电场力qE和重力 mg 的合力方向做初速度为零的匀加速直线运动.此运动可看作是水平方向的初速度为零、加速度qEam的匀加速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动，设小球碰到金属板所需要的时间为t,由212bat,得222tanbbbtqEagm，故 D 正确；故选 D【点睛】剪断细线后，电荷在复合场中运动，采用运动的分解与合成的方法研究，是常用的方法21D 解析：D【解析】【分析】根据力的独立性原理和库仑定律，分别计算出其它三个电荷给它的库仑斥力大小，判断出方向，再根据力的合成法则，求出这三个力的合力即可【详解】a和 b 电荷量为+q，c 和 d 电荷量为-q根据库仑定律，则对角线上点的电荷给它的库仑斥力为：22(2)ck qFl;相邻两点的电荷给它的库仑斥力大小均为：Fb=Fd=22qkl；根据力的合成法则，点电荷q所受的电场力大小为：222222222()()()322kqkqkqFlll，故 ABC错误，D 正确；故选D22D 解析：D【解析】【详解】AB闭合开关S，由于电源电压不变，所以电容器两端的电压U 不变；若将A 板下移少许，据4SCkd知，电容器电容将增大，电容器两端的电压U 不变，Q 增大；据UEd，可得 E 增大；故AB 错误；CD若断开开关，电路断路，Q 不变；若将A 板下移少许，据4SCkd知，电容器将增大；由QCU，可知 U 减小；由于44UQQkQESdCdSdkd，可得 E 不变；故C错误，D 正确。23A 解析：A【解析】【详解】AB增大板间距d，据电容的决定式：r4SCkd可知电容变小，电容器电荷量不变，结合电容定义式：QCU可知两极板间的电势差U变大，静电计指针张角变大，A 正确，B 错误；C极板正对面积S变小，根据电容的决定式：r4SCkd可知电容变小，电容器电荷量不变，结合电容定义式：QCU可知两极板间的电势差U变大，静电计指针张角变大，C 错误；D极板间插入有机玻璃则r变大，根据电容的决定式：r4SCkd可知电容变大，电容器电荷量不变，结合电容定义式：QCU可知两极板间的电势差U变小，静电计指针张角变小，D 错误。故选 A。24B 解析：B【解析】【分析】【详解】由于 P 点离 a 点近，b点远，要使P 点的电场为零，据E=k2qr，必须使 q1 q2，且q1跟q2是异种电荷，这样才能保证它们在P点产生的场强方向相反。故选 B。25C 解析：C【解析】【详解】电场线与等势面互相垂直，由图看出，AB 段电场线比BC 段电场线密，AB 段场强较大，根据公式可知，A、B 间电势差大于 B、C 间电势差，即，得到，C 正确。【点睛】本题的关键是运用匀强电场中场强与电势差的公式，来定性分析电势差的大小，从而判断电势的关系