高考物理新电磁学知识点之静电场经典测试题及解析(1).pdf

高考物理新电磁学知识点之静电场经典测试题及解析(1)一、选择题1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2如图所示，足够长的两平行金属板正对竖直放置，它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关 S相连。闭合开关后，一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。下列说法中正确的是（）A液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线B电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大C电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越长D定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长3如图所示，A、B、C、D 为半球形圆面上的四点，处于同一水平面，AB 与 CD 交于球心且相互垂直，E 点为半球的最低点，A点放置一个电量为+Q 的点电荷，B 点放置一个电量为 Q 的点电荷，则下列说法正确的是（）AC、E 两点电场强度不相同BC 点电势比 E 点电势高C沿 CE 连线移动一电量为+q 的点电荷，电场力始终不做功D将一电量为+q的点电荷沿圆弧面从C点经E点移动到D点过程中，电场力先做负功，后做正功4如图所示的电场中，虚线a、b、c 为三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即abBCUU，一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如实线所示，P、Q 是这条轨迹上的两点，由此可知Aa、b、c 三个等势面中，a的电势最高B带电质点在P点的动能比在Q 点大C带电质点在P 点的电势能比在Q 点小D带电质点在P点时的加速度比在Q 点小5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质量为 m 的带电微粒以竖直向下的初速度0v进入某电场，由于电场力和重力的作用，微粒沿竖直方向下落高度h 后，速度变为零。重力加速度大小为g。该过程中微粒的电势能的增量为（）A2012mvBmghC2012mvmghD2012mvmgh7三个 粒子在同一地点沿同一方向飞入偏转电场，出现了如图所示的轨迹，由此可以判断下列不正确的是A在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上Bb 和 c 同时飞离电场C进电场时c 的速度最大,a 的速度最小D动能的增加值c 最小,a和 b 一样大8如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0V，点 A 处的电势为6V，点 B 处的电势为3V，则电场强度的大小为A200V/mB2003/VmC100/VmD1003/Vm9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10 如图所示，匀强电场的场强为E，M与N两点间的距离为d，MN与电场线的夹角为，则M、N两点间的电势差为（）AEd BsinEd C cosEd DtanEd11如图，在场强为E的匀强电场中有一个质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上，小球静止时细线与竖直方向成30 角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带电量应为()AmgEB3mgEC2mgED2mgE12 如图所示为一对不等量异号点电荷的电场线分布，下列说法正确的是（）A1Q可能带正电，也可能带负电BB处没有电场线，故B处场强为零CA点电势一定高于B点电势D将一电子从A移到B点，电场力对电子做正功13 真空中 Ox 坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B 两点的坐标分别为0.2 m和 0.7 m。在 A点放一个带正电的试探电荷，在B 点放一个带负电的试探电荷，A、B 两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x 轴正方向相同，电场力的大小F 跟试探电荷电量q 的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法正确的是A点电荷Q 是正电荷B点电荷Q 的位置坐标为0.30 mCB 点的电场强度的大小为0.25 N/CDA 点的电场强度的方向沿x 轴负方向14 两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C 三点，如图甲所示，一个电荷量为2C，质量为1kg 的小物块从C 点静止释放，其运动的v-t图象如图乙所示，其中 B 点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（）AB 点为中垂线上电场强度最大的点,场强1V/mEB由 C 到 A 的过程中物块的电势能先减小后变大C由 C 点到 A 点电势逐渐升高DA、B 两点间的电势差5VABU15 如图所示，带电粒子以初速度以v0从 a点进入匀强磁场，运动过程中经过b 点，Oa=Ob，若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度以v0从 a点进入电场，仍能通过b 点，则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为Av0B1/v0C2 v0Dv0/216 如图所示，在平行于ABC 平面的匀强电场中，有一一个边长为6 cm 的等边三角形，A、B、C 三点电势分别为8V，-4V 和 2V，D 为靠近 A 点的 AB 线段的三等分点。下列说法正确的是A电场强度为400 V/mB电场线方向与AB 平行，方向指向AC电子在A 点的电势能小于在B 点的电势能D若将一电子从C 点移至 D 点，电场力做功为-2eV17 如图所示，用绝缘柱支持的导体A 和 B 彼此接触，起初它们不带电，贴在两端下部的金属箔是闭合的把带正电的物体C 移近 A 端，然后把A 和 B 分开较远的距离，再移去C，则AC 移近 A 端时，A 端的金属箔张开，B 端的金属箔闭合BC 移近 A 端时，A 端的金属箔闭合，B 端的金属箔张开CA和B分开，移去C后，B端的金属箔会立即闭合DA 和 B 分开，移去C 后，A 端的金属箔仍会张开18 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19 在坐标 x0到 x0之间有一静电场，x 轴上各点的电势随坐标 x的变化关系如图所示，一电荷量为e的质子从 x0处以一定初动能仅在电场力作用下沿x轴正向穿过该电场区域则该质子()A在 x00 区间一直做加速运动B在 0 x0区间受到的电场力一直减小C在 x00 区间电势能一直减小D在 x00 区间电势能一直增加20 如图所示，M、N 是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，、为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节、，关于 F 的大小判断正确的是（）A保持不变，缓慢增大时，F将变大B保持不变，缓慢增大时，F 将变大C保持和不变，缓慢向上移动M 板，F 将不变D保持和不变，缓慢向左移动M 板，F将不变21 一个检验电荷q 在电场中某点受到的电场力为F，该点的电场强度为E.下图中能正确表示 q、E、F 三者关系的是（）ABCD22 如图，半径为R 的圆盘均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有 a、b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、c 和 d 间的距离均为R，在 a点处有一电荷量为q（q0）的固定点电荷，已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为（k为静电力常量）Ak23qRBk2109qRCk2QqRDk299QqR23 如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，60MOP。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为1E；若将N点的点电荷移至P点，则O点电场强度的大小变为2E。则1E与2E之比为（）A1:2B2:1C2:3D4:324 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25 如图，电荷量为q1和 q2的两个点电荷分别位于P 点和 Q 点，已知在P、Q 连线至某点R处的电场强度为零，且PR=2RQ，则Aq1=2q2Bq1=4q2Cq1=-2q2Dq1=-4q2【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】【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2B 解析：B【解析】【分析】【详解】A液滴在磁场中受重力及电场力，电场力沿水平方向，重力沿竖直方向。因液滴由静止释放，故合力的方向一定与运动方向一致，故液滴做直线运动，故A 错误；B两板间的电势差等于电源电压，当电动势变大时，两板上的电压变大，由UEd 可知，板间的电场强度增大，电场力变大，合力变大，故加速度增大，故B 正确；C因粒子最终打在极板上，故运动时间取决于水平方向的加速度，当电动势变大时，其水平方向受力增大，加速度增大，运动时间减小，故C 错误；D定值电阻在此电路中只相当于导线，阻值的变化不会改变两板间的电势差，故带电粒子受力不变，加速度不变，运动时间不变，故D 错误。故选 B。3C 解析：C【解析】【分析】【详解】A等量异种电荷形成的电场，根据电场线的分布情况和对称性知，C、E 两点的电场强度大小相等，方向相同，故A 错误。B由等量异种电荷形成的电场，根据电场线的分布情况和对称性知，C、E 两点在通过AB 连线的中垂面上，C、D、E 在同一等势面上，所以C 点电势等于E 点电势，故B 错误。C由以上分析知，C、E 在同一等势面上，则沿CE 连线移动一电量为+q 的点电荷，电场力始终不做功，故C 正确。D由上面的方向知，C、D、E 在同一等势面上，所以将一电量为+q 的点电荷沿圆弧面从C 点经 E点移动到D 点过程中，电场力不做功，故D 错误。故选 C。4A 解析：A【解析】【详解】A电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c 等势线的电势最低，a点的电势最高，故A 正确；BC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，在 P 点的电势能比在Q 点大，故BC 错误；DP点等势面较Q 点密集，则电场线也密集，则质点通过P点时的电场力比Q 大，则其加速度比 Q 点大，故D 错误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】【详解】根据动能定理20102Wmghmv可得，电场力做功2012Wmvmgh（）电势能增加2012mvmgh，C 正确，ABD 错误。故选 C。7B 解析：B【解析】【详解】A三个粒子的质量和电量都相同，则知加速度相同。a、b 两粒子在竖直方向上的位移相等，根据212yat，可知运动时间相等。故A 正确，不符合题意。Bb、c 竖直方向上的位移不等，ycyb根据212yat，可知 tctb即 c 先飞离电场，故 B 错误，符合题意。C在垂直于电场方向即水平方向，三个粒子做匀速直线运动，则有：xvt。因 xc=xb，tctb，则 vcvb。根据 ta=tb，xb xa则 vbva所以有：vc vb va故 C 正确，不符合题意。D根据动能定理知，a、b 两电荷，电场力做功一样多，所以动能增加量相等。c 电荷电场力做功最少，动能增加量最小。故D 正确，不符合题意。8A 解析：A【解析】试题分析：OA 的中点 C 的电势为 3V，将 C点与 B 点连接，如图，电场线与等势线垂直，根据几何关系得，BC=23cm，则 OB沿电场线方向上的距离d=3sin60 15cm所以电场强度23200/1.5 10UEVmd故 A 正确，BCD错误故选A考点：电场强度【名师点睛】解决本题的关键知道电场线与等势线垂直，掌握匀强电场的电场强度大小与电势差的关系，即UEd，注意 d 是沿电场线方向上的距离9C 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10C 解析：C【解析】由题，A、B两点间的距离为d及AB连线与电场方向的夹角为，则这两点沿电场的方向的距离cosdd，A、B两点间的电势差cosUEdEd C 项正确故选C【点睛】解决本题的关键掌握匀强电场的场强公式，注意在公式UEd中，d 表示沿电场线方向上的距离11D 解析：D【解析】试题分析：小球受到三个力作用：重力mg、电场力 F和细线的拉力T，根据平衡条件得知：F和 T 的合力与重力mg 大小相等、方向相反，作出电场力在三种不同方向下合成图如图，可以看出，当电场力F 与细线的拉力T 垂直时，电场力最小，由图求出电场力的最小值为：Fmin=mgsin30 又 Fmin=qE，解得：2mgqE故选项D正确考点：共点力的平衡.12C 解析：C【解析】【分析】【详解】A由于电场线由1Q指向2Q，所以1Q带正电，2Q带负电，故A 错误；B电场线是假想的，没有电场线的地方，也有电场，故B 错误；C沿着电场线方向电势降低，所以A点电势一定高于B 点电势，故C 正确；DA点电势一定高于B点电势，由于电子带负电，所以将一电子从A点移到 B 点，电场力对电子做负功，故D 错误。故选C。13B 解析：B【解析】【分析】电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值，即FEq，方向与正电荷所受电场力方向相同，放在A、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x 轴的正方向相同，而正电荷所受电场力与电场强度方向相同，负电荷所受电场力与电场强度方向相反，从而知道点电荷位于 A、B 之间，根据点电荷场强公式2kQEr分析；【详解】A、根据FEq并结合图像可判断a点电场强度大于b点电场强度，离点电荷越近场强越大，所以点电荷在AB 的中间靠近A 的某个位置，又由于A、B 两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x 轴正方向相同，所以点电荷Q 是负电荷，故A 错误；BC、根据电场强度的定义式即FEq结合图像可判断B 点电场强度大小为44921 10/2.5 10/4 10bbkQEN CN Cx，A 点电场强度大小为45924 10/4 10/1 10aakQENCN Cx，可得场源电荷到AB 的距离之比:1:4abxx，因此点电荷Q 的位置坐标为0.30m，故 B 正确，C 错误；D、正的试探电荷受电场力方向与电场线方向相同，根据正电荷在A 点受力沿 x 轴正方向即可判断在A 点电场强度方向沿x 轴正方向，故D 错误；故选 B。【点睛】关键掌握电场强度的定义式FEq点电荷的场强公式2kQEr，以及知道电场强度的方向，与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反。14A 解析：A【解析】【详解】A据 v-t图可知带电粒子在B 点的加速度最大为：2240m/s2m/s75a，所受的电场力最大为1N22NFma，据FEq知，B 点的场强最大为2N1N/C1V/m1CFEq，A 正确；B据 v-t图可知带电粒子的速度增大，电场力做正功，电势能减小，B 错误；C据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O 点沿中垂线指向外侧，故由 C 点到 A 点的过程中电势逐渐减小，C 错误；D据 v-t图可知 A、B 两点的速度，在根据动能定理得电场力从B 到 A做的功222211111 61 4J10J2222BAABWmvmv，故10V5V2ABBAABWWUqq，D 错误。15C 解析：C【解析】【详解】设 oa=ob=d，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv0B=m20vr，解得：mvBqd，如果换成匀强电场，水平方向以v0做匀速直线运动，在水平方向：d=v0t2，竖直沿y 轴负方向做匀加速运动，即：2221122qEdattm，解得：202mvEqd，则EB=2v0，故选 C【点睛】带电粒子在电场磁场中的运动要把握其运动规律，在电场中利用几何关系得出其沿电场和垂直于电场的运动规律；而在磁场中也是要注意找出相应的几何关系，从而确定圆心和半径16C 解析：C【解析】【详解】匀强电场平行相等的线段的端电压相等，则有AB的中点 F 点的电势为8(4)V2V22ABF则F、C为等电势点，FC为等势线，则AB为一电场线，方向由A到B，则AB匀强电场的场强为28(4)V/m200V/m6 10ABABUEd方向由A到B；故AB错误。C电子带负电，由PEq知其在电势高处电势能小；故C 正确。DD 点的电势为8(4)84V3D则 UCD=-2V，将一电子从C 点移至 D 点，电场力做功为2eVCDWeU故 D 错误。故选 C。17D 解析：D【解析】【分析】【详解】将带电体 C 移近 AB 时，由于静电感应现象可知，A 端是近端，会感应出异种电荷，B 端是远端，会感应出同种电荷；当再把A 和 B 分开，移去C 后，A 和 B 仍带不同种的电荷，故 A、B 端的金属箔仍会张开，选项D 正确18D 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。19D 解析：D【解析】【详解】A从 x0到 0，电势逐渐升高，意味着该区域内的场强方向向左，质子受到的电场力向左，与运动方向相反，所以质子做减速运动，A 错误；B设在 xx x，电势为 ，根据场强与电势差的关系式Ex，当 x无限趋近于零时，x表示 x 处的场强大小(即 x 图线的斜率)，从 0 到 x0区间，图线的斜率先增加后减小，所以电场强度先增大后减小，根据FEe，质子受到的电场力先增大后减小，B 错误；CD在 x00 区间质子受到的电场力方向向左，与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加，C 错误，D 正确20C 解析：C【解析】【详解】保持不变，缓慢增大时，由于和串联，总电流减小，两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U 减小，带电小球受到的电场力减小，悬线的拉力为将减小，A 错误；保持不变，缓慢增大时，由于在含容支路中的电阻相当于导线，所以两端的电压不变，不变，悬线的拉力为F 不变，B 错误；保持和不变，由于在含容支路中的电阻相当于导线，所以两端的电压不变，不变，悬线的拉力为F 不变，C 正确；保持和不变，由于在含容支路中的电阻相当于导线，所以两端的电压不变，缓慢向左移动M 板，由可知，E 减小，减小，故拉力 F 减小，D 错误；故选C.21D 解析：D【解析】【详解】A、B 项：因为电场中的电场强度与放入电场中电荷的电量无关，由场源电荷决定。所以电场强度不随q、F的变化而变化，故A、B错误；C、D 项：由FEq知，某点的电场强度一定，F 与 q成正比。故C 错误，D 正确。故选：D。22B 解析：B【解析】【详解】电荷量为 q 的点电荷在b 处产生电场强度的大小为：2qEkR而半径为 R 均匀分布着电荷量为Q 的圆盘上电荷，与在a 点处有一电荷量为q（q0）的固定点电荷，在b点处的场强为零，则圆盘在此处产生电场强度大小也为：2qEkR根据对称性原理可知，圆盘在d 产生电场强度大小也为：2qEkR电荷量为 q 的点电荷在d 处产生电场强度的大小为：2293qkqEkRR由于都在 d 处产生电场强度方向相同，即为两者大小相加所以两者这d 处产生电场强度的大小为：2109kqR故选 B23B 解析：B【解析】【详解】两个点电荷分别在M 点和 N 点时，每个点电荷在O 点产生的电场强度的大小相等、方向相同，所以1MNEEE，得12MNEEE。将 N 点处的点电荷移至P点时，假设M点的电荷为正电荷，则O 点的电场强度如图所示。M 点和 P点的点电荷在O 点产生的电场强度的大小仍相等，夹角为120，所以 O 点电场强度122MEEE，即与1221EE，B正确。24D 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。25B 解析：B【解析】【分析】【详解】已知点 R处的电场强度为零，可知两点电荷的电性相同根据题述，q1和 q2在点 R处的电场强度大小相等，方向相反，由真空中点电荷周围的场强公式2kQEr知，122212kqkqrr，将r1=2r2代入，可得q1=4q2，故 B 正确 ACD错误。故选 B。