高中物理必修三《静电场》精选基础过关练习题(含答案)17357.pdf

1 高中物理静电场经典精选基础练习题（含答案）高中物理学业水平考试过关练习题（典型题）一、单选题（本大题共 22 小题，共 66 分）1.关于点电荷、元电荷，下列说法正确的是()A.元电荷是最小的电荷量，和一个电子所带电荷量数值相等 B.一个物体带负电，这是它失去电子的缘故 C.电荷不能够创造，但可以消灭 D.只有很小的球形带电体才叫做点电荷 2.真空中有两个静止点电荷，它们之间的静电引力为F如果它们之间的距离增大为原来的 2 倍，两点电荷的电荷量都减少为原来的，则它们之间的作用力的大小变为（）A.F/2 B.F/4 C.F/8 D.F/16 3.库仑定律的表达式是()A.FG B.FG C.Fk D.Fk 4.如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()A.速度变大，加速度变大 B.速度变小，加速度变小 C.速度变大，加速度变小 D.速度变小，加速度变大 5.两根长度均为L的绝缘细线分别系住质量相等、电荷量均为+Q的小球a、b，并悬挂在O点。当两个小球静止时，它们处在同一高度上，且两细线与竖直方向间夹角均为=30，如图所示，静电力常量为k，则每个小球的质量为（）2 A.B.C.D.6.下列关于电场线的说法中，正确的是（）A.电场线是电场中实际存在的线 B.电场中的任意两条电场线都不可能相交 C.顺着电场线的方向，电场强度一定越来越大 D.顺着电场线的方向，电场强度一定越来越小 7.如图所示，在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，A，B 为一竖直线上的两点，相距为L，外力F将质量为m、带电荷量为q的粒子从A点匀速移到B点，重力不能忽略，则下列说法中正确的是 A.外力的方向水平 B.外力的方向竖直向上 C.外力的大小等于qE+mg D.外力的大小等于 8.在一个等边三角形ABC顶点B和C处各放一个电荷时,测得A处的电场强度大小为E,方向与BC边平行且沿B指向C,如图所示。拿走C处的点电荷后,A处电场强度情况将是()A.大小仍为E,方向从A指向B B.大小仍为E,方向从B指向A C.大小变为E/2，方向从A指向B D.不能作出结论 9.下列说法中正确的是（）A.公式适用于点电荷电场，E与Q成正比，与r的二次方成反比 B.公式对于任何静电场都是适用的，E与Q成正比，与r的二次方成反比 3 C.公式适用于点电荷电场，E与F成正比，与q成反比 D.公式对于任何静电场都是适用的，与成正比，与q成反比 10.如图为某点电荷形成的电场，A,B两点到点电荷距离相等，关于A,B两点的场强，下列说法正确的是 A.大小相等、方向相同 B.大小相等、方向不同 C.大小不等、方向相同 D.大小不等、方向不同 11.匀强电场中有一尘埃，质量为 0.01 g，带有 108C的负电荷，尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动，g10 m/s2，则 A.场强方向水平向左 B.场强的方向竖直向下 C.场强的大小是 103N/C D.场强的大小是106N/C 12.某电场的电场线分布如图所示（实线），以下说法正确的是（）A.c点场强大于b点场强 B.b和c处在同一等势面上 C.若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电荷的电势能将增大 D.若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点，可判断该电荷一定带负电 13.如图所示，在匀强电场中有一平行四边形ABCD，已知A，B，C三点的电势分别为 A10V、B8V、C2V，则D点的电势为()A、8V 4 B、6V C、4V D、1V 14.在电场中，A、B两点间的电势差为，B、C两点间的电势差为，则A、B、C三点电势的高低关系是()A.B.C.D.15.在如图所示的负点电荷产生的电场中，一检验电荷从A点分别移到B、C、D、E点(此四点在以场源电荷为圆心的圆周上)，则下列情况正确的是()A.从A到B电场力做功最多 B.从A到E电场力做功最多 C.电场力做功一样多 D.A点比D点电势高 16.下列用电器中，主要利用静电的吸附作用进行工作的是（）A.电冰箱 B.复印机 C.电话机 D.电饭煲 17.如图所示为空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球放入腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E和电势 的关系是()A.EAEBEC，ABC B.EA=EBEC，A=BC C.EA=EB=EC，A=BC D.EAEBEC，ACB 18.电容器是一种常用的电子元件对电容器认识正确的是()A.电容器的电容与它所带的电荷量成正比 B.电容器的电容与它两极板间的电压成正比 C.在相同电压作用下，带电荷量多的电容器的电容比较大 D.电容的常用单位有 F和pF,1 F103pF 19.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（）5 A.带电油滴将沿竖直方向向上运动 B.带电油滴的电势能将减少 C.P点的电势将降低 D.极板带电量将增大 20.如图所示,先接通电键S使电容器充电,然后断开S,增大两极板间的距离时,电容器所带电量Q、电容C、两极板间电势差U的变化情况是()A.Q变小,C不变,U不变 B.Q变小,C变小,U不变 C.Q不变,C变小,U变大 D.Q不变,C变小,U变小 21.如图所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m(不计重力)、电荷量为-q的粒子，以速度通过等势面M射入两等势面之间，则该粒子穿过等势面N的速度应是（）A.B.C.D.22.如图所示，电子在电势差为的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为的两块平行极板间的偏转匀强电场中，在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角 变小的是（）6 A.U1变大、U2变大 B.U1变小、U2变大 C.U1变小、U2变小 D.U1变大、U2变小 二、多选题（本大题共 6 小题，共 24 分）23.如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量。下列说法中正确的是（）A.两球可能带异种电荷 B.两球可能都带正电 C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力 D.两球受到的静电力大小相等 24.如图所示，两个大小相同的小球，质量分别为、，带同种电荷，电荷量分别为、，将它们用等长的细丝线悬于同一点O，若这时两悬线与竖直方向的夹角相等，则可能是 A.、B.、C.、D.、25.A，B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(方向未标出)如图所示，图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称，则下列说法中正确的是（）A.A，B点电荷的带电量一定相等 B.C，D两点的电场强度相同 C.C，D两点的电势一定相等 D.C，D两点电势高低由A，B电荷的正负决定 7 26.如图所示，A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体，起初都不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是()A.把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开 B.把C移近导体A，再把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开 C.把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开 D.把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合 27.如图所示，把一个平行板电容器与一个静电计相连接后，给电容器带上一定电量，静电计指针的偏转指示出电容器两板间的电势差。要使静电计的指针张角变小，可采用的方法是（）A.使两极板靠近 B.减小正对面积 C.插入电介质 D.增大正对面积 28.a、b、c三个相同带电粒子由同一点垂直电场方向同时进入匀强电场（不计粒子相互作用力及重力），其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以断定（）A.三个粒子在电场中的加速度大小相等 B.三个粒子进入电场时的初速度相等 C.三个粒子在电场中运动时间ta=tbtc D.三个粒子在飞行过程中动能的增量均相等 8 三、计算题（本大题共 4 小题，共 40 分）29.用一条绝缘细线悬挂一个带电小球,小球质量为 100 g,所带电荷量为+8.010-8C。如图所示,现加一个水平方向的匀强电场,平衡时绝缘细线与铅垂线夹角为=37。已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度g取 10 m/s2,则:(1)求该匀强电场的电场强度；(2)若剪断细线，小球将以多大的加速度做什么运动？30.把质量是 2.010-3kg的带电小球B用细线悬挂起来，如图所示。若将带电荷量为 4.010-8C的小球A靠近B，平衡时细线与竖直方向成 45角，A、B在同一水平面上，相距 0.30m，试求：（1）A球受到的电场力多大？（2）B球所带电荷量为多少？31.将带电量为 610-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了310-5J的功，再从B移到C，电场力做了 1.210-5J的功，则：9（1）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点的电势能分别为多少？（2）如果规定B点的电势为零，则C点的电势为多少？（3）求A、C两点间的电势差。32.一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？答案和解析 1.【答案】A 10【解析】A.元电荷是自然界最小的电量，其数值与电子的电荷量数值相等，故A正确；B.一个物体带负电，这是它得到电子的缘故，故B错误；C.根据电荷守恒定律可知，电荷不能够创造，也不可以消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，故C错误；D.点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，是一种理想化的物理模型，带电物体能不能看成点电荷，不是看物体的体积大小和电量大小，而是看物体的大小对于两个电荷的间距能不能忽略不计，故D错误。故选A。2.【答案】D【解析】距离改变之前：距离增大为原来的 2 倍，两点电荷的电荷量都减少为原来的 时：联立可得：，故D正确。故选D。3.【答案】C【解答】库仑定律的表达式Fk，其中k叫静电力常量，故C正确，ABD错误故选C。4.【答案】C【解答】因两小球带同种电荷，所以电荷间的静电力与电荷的运动方向相同，故电荷将一直做加速运动，速度逐渐增大，又由于两电荷间的距离增大，它们之间的静电力越来越小，则由牛顿第二定律知加速度逐渐减小，故ABD错误，C正确。故选C。5.【答案】A【解析】对小球进行受力分析，如图所示。设绳子对小球的拉力为T，根据平衡条件，结合三角知识，可得：=tan，根据库仑定律得，小球在水平方向受到库仑力的大小为：Fc=，解得：m=，故A正确，BCD错误；故选：A。对其中一个小球受力分析，由共点力的平衡条件可得出小球所受重力的大小与库仑力大小的数量关系，由库仑力公式可得出小球受到的库仑力的大小，再求得小球的质量。本题两边的球是对称的，故分析其中一个小球即可得出正确结论；在电场中处理问题的方法与力学是一致的，做好受力分析是解决问题的关键。6.【答案】B【解析】A、电场是客观的存在，电场线是人为虚拟的，不是客观存在的线，故A错误。B、电场线的切线方向就是电场强度的方向，如果两条电场线在同一点相交，则有两个切线方向，而事实上电场中的每一点只有一个方向，故任意两条电场线都不会相交。故B正确。CD、电场线的疏密代表电场的强弱，顺着电场线方向，电场线不一定越来越密，场强不一定越来越大，也不一定越来越小，故C错误，D错误。故选：B。7.【答案】D【解析】AB.由题意可知，粒子从A点匀速移到B点，则受到电场力、外力与重力处于平衡状态，因粒子的电性不知，则电场力无法确定，所以外力方向也无法确定，故AB错误；CD.因粒子处于平衡状态，则外力的大小，与重力和电场力的合力等值反向，根据力的平行四边 11 形定则，结合几何关系，则有：F=，故C错误，D正确。故选D。8.【答案】B【解析】由题意可知，两个顶点B、C处各放一个点电荷，测得A处的电场强度大小为E，方向与BC边平行沿B指向C，根据平行四边形定则作出B处点电荷在A处的电场强度EB和C点电荷在A处的电场强度EC的合场强E如图 由于三角形ABC是等边三角形，所以EB和EC的夹角为 120，由几何知识可知，EB=EC=E，B处电荷在A处的电场强度EB的方向由B指向A；当拿走C处的点电荷后，则A处电场强度大小仍为E，方向沿BA方向，故B正确，ACD错误。故选B。9.【答案】A【解析】AB.公式,E与Q成正比，与r的二次方成反比，只适用于真空中的点电荷产生的电场，在离点电荷非常靠近的地方（r0），场源电荷不能看成点电荷，该公式不成立，故A正确，B错误。C.公式是电场强度的定义式，运用比值法定义，适用于任何电场。式中E是由电场本身决定，与放入电场中试探电荷无关，不能说电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比，与该电荷的电荷量成反比。故C错误。D.公式中UAB是由电场本身决定，不能说与成正比，与q成反比。故D错误故选A.10.【答案】B【解析】根据电场线分布的特点：电场线从正电荷或无穷远出发到负电荷或无穷远终止可知该电场是负点电荷形成的A处电场线比B处电场疏密相同，所以A,B两点的场强大小相等、方向不同，故B正确故选B 11.【答案】B【解析】AB.尘埃在匀强电场中沿水平方向向右做匀速直线运动，受到的电场力与重力平衡，则电场力方向竖直向上，而尘埃带负电，所以电场强度方向竖直向下，故A错误，B正确；CD.根据平衡条件得：mg=qE，解得：，故CD错误。故选B。12.【答案】A【解析】A.电场线的疏密表示电场的强弱，由图知c点场强大于b点场强，故A正确；B.沿电场线方向电势逐渐降低，故b点电势大于c点，故B错误；C.若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电场力做正功，电荷的电势能将减小，故C错误；D.由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致斜向左上方，与电场强度方向相同，故粒子带正电，故D错误。故选A。13.【答案】C【解析】由于电场是匀强电场，则沿着任意方向每前进相同的距离电势变化相等，所以UAB=UDC，即 A-B=D-C，得 D=4V，所以C选项正确，ABD错误。故选C。12 14.【答案】C【解答】UAB=15V，即，（1）；UBC=-20V，即，（2）；由（1）+（2）式得，即UAC=-5V，（3）;由（1）得，由（2）得，由（3）得，综合得出。故选C。15.【答案】C【解析】该球面是等势面，各点的电势相等，所以：UAB=UAC=UAD=UAE，将检验电荷从A点分别移到以点荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点，则电场力做功W=qU，所以电场力做功一样多，故ABD错误，C正确故选：C 16.【答案】B【解析】A.电冰箱是利用物态变化时的吸热和放热原理制冷的，故A错误；B.复印机复印文件资料，就是利用静电墨粉吸附在鼓上。故选B正确；C.电话利用了电流的磁效应工作的，故C错误；D.电饭煲是利用了电流的热效应来加热的，故D错误。故选B。17.【答案】D【解析】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图，由于A处电场线较密，B处电场线较疏，C处场强为零，则；根据顺着电场线方向电势降低，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，分析可知电势关系是。故选D。18.【答案】C【解析】AB.电容器的电容由电容器本身决定，与所带电荷量和板间的电压无关，故AB错误；C.根据公式，在相同电压作用下，带电量多的电容器的电容比较大，C正确；D.电容的常用单位有和，故D错误；故选C。19.【答案】C【解析】A.将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动，故A错误；BC.由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低，故C正确；则油滴的电势能将增加，故B错误；D.根据Q=UC，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故D错误。故选C。20.【答案】C【解答】电容器与电源断开，电量保持不变，增大两极板间距离时，根据，知电容C变小，根据，所以，知两极板间的电势差U变大，故C正确，ABD错误。故选C。13 21.【答案】C【解答】该过程中电场力做功等于粒子动能的变化，根据动能定理得：，解得：，故C正确，ABD错误。故选C。22.【答案】D【解析】根据动能定理：eU1=mv2得：v=在偏转电场中vy=at a=t=vy=at tan=若使偏转角变小即使 tan 变小，由上式看出可以减小U2增大U1故选：D。23.【答案】BD【解析】AB.根据图可知，两球之间是排斥力，只能判断两球带的电性相同，可能两球都带正电也可能都带负电，故A错误，B正确；CD.两球之间的库仑力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，两球受到的静电力大小相等，故C错误，D正确。故选BD。24.【答案】AB【解析】题中电荷电量可能不同，也可能相同，但各自所受的电场力大小却相同，方向相反；由于它们与竖直线所成的角度均相等，且两球同处一水平线上，所以根据共点力平衡条件可确定，它们的质量一定相等，故AB正确，CD错误。故选AB。25.【答案】AC【解析】A.根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，这两点电荷是两个等量异种电荷，故A正确；B.在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断，所以C点的电场强度比D点的电场强度大，故B错误；CD.根据平行四边形定则，对中垂线上的场强进行合成，知中垂线上每点的电场方向都水平向右，中垂线和电场线垂直，所以中垂线为等势线，所以C点的电势等于D点的电势，故C正确，D错误。故选AC。26.【答案】AB【解析】A.把C移近导体A时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，由此可知A端带负电，B端带正电，故A、B上的金属箔片都张开，A正确；B.把C移近导体A时，由以上分析可知AB两端带异种电荷，再把A、B分开，然后移去C，由于A上带负电荷，B带正电荷，电荷不能中和，故A、B上的金属箔片仍张开，B正确；C.由以上分析可知，把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开，此时振幅电荷已中和，故整体不再显电性，故A、B上的金属箔片不会张开，C错误；14 D.由以上分析可知，把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，整体不再显电性，故A、B上的金属箔片不会张开，D错误。故选AB。27.【答案】AB 解析：要使静电计的指针张角变小，说明电容器两端的电压减小，由于电容器电荷量不变，由可知，电容器的电容增大，由可知，可使两极板靠近，可增大正对面积，可插入电解质，故ACD正确，B错误。故选ACD。28.【答案】AC【解析】A.三个相同的粒子在同一电场中运动，故所受电场力即合外力一样，由牛顿第二定律可知加速度相同，故A正确；BC.沿电场方向，三个粒子的分位移大小为，由三个粒子在沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据，可得，三个粒子在平行板的方向做匀速直线运动，由图可知，又因为，则可得，故B错误，C正确；D.根据动能定理有，由于，所以可知三个粒子在飞行过程中动能的增量不相等，故D错误。故选AC。29.【答案】解：（1）解：小球的受力如图：；由F电=qE可得：，方向：水平向左；（2）若剪断细线，小球受到重力和电场力；由牛顿第二定律可知：；即小球将以 12.5m/s2的加速度做匀加速直线运动。【解析】本题考查了共点力的平衡、电场强度与电场力；解决本题的关键进行正确的受力分析，然后根据共点力平衡求出未知力，以及掌握电场强度的定义式。（1）小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态；根据受力图，利用合成法求出电场力的大小；根据电场强度的定义式求电场强度；（2）根据牛顿第二定律求出加速度。30.【答案】解：（1）对B球受力分析如图所示，由几何关系知：F=mgtan45=mg=2.010-2 N，由牛顿第三定律知：FBA=FAB=2.010-2 N。（2）又F=k 故qB=C=5.010-6 C。答：（1）A球受到的电场力 2.010-2 N；（2）B球所带电荷量为 5.010-6 C。【解析】（1）对小球B受力分析，受到重力、静电引力和细线的拉力，根据三力平衡求出静电引力；15（2）根据库仑定律求解出小球A的带电量。本题关键先根据平衡条件得到库仑力，再根据库仑定律求解出B球的带电量。31.【答案】解：（1）规定B点的电势能为零，从A点到B点，负电荷的电势能增加，可知A点的电势能为；（2）从B移到C，电场力做了 1.210-5J的功,（3）从A经B到C的过程中，电场力做的功是 而 代入数据可知AC间的电势差为。【解析】（1）电荷从A点到B点的过程中，电势能的变化等于电场力做功的负值。（2）（3）根据求解两点间的电势差。再由求C点的电势。电荷的电势能增加还是减少是由电场力做功的正负决定，就像重力做功与重力势能一样，求电势能，往往先求电势能的变化量，再求解某点的电势能。32.【答案】解：在加速电压一定时，偏转电压U越大，电子在极板间的偏距就越大。当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压，即为题目要求的最大电压。加速过程，由动能定理得：进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动：l=v0t 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度为：偏距：能飞出的条件为：y，解式得：UV=4.0102 V，即要使电子能飞出，所加电压最大为 400V；答：两个极板上最多能加 400V的电压。