高考物理新电磁学知识点之静电场真题汇编及答案.pdf

高考物理新电磁学知识点之静电场真题汇编及答案一、选择题1图甲中 AB 是某电场中的一条电场线。若将一负电荷从A 点处由静止释放，负电荷沿电场线从 A 到 B 运动过程中的速度图像如图乙所示。关于A、B 两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是（）AAB，EAEBBAB，EAEBCAEBDAB，EA0）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）Ak23qRBk2109qRCk2QqRDk299QqR22 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 如图是某电场中的一条电场线，a、b 是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a运动到 b则在这个过程中，电荷的速度时间图线如图所示，请比较a、b两点电势的高低和场强的大小（）Aab，EaEbB，Ea=EbCEbDab，Ea=Eb25图中虚线为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N 质量相等，所带电荷的绝对值也相等现将M、N 从虚线上的O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示点a、b、c 为实线与虚线的交点，已知O 点电势高于c点若不计重力，则AM 带负电荷，N 带正电荷BN 在 a 点的速度与M 在 c 点的速度大小相同CN 在从 O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功DM 在从 O 点运动至b 点的过程中，电场力对它做的功等于零【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】从速度时间图象可以看出，物体从静止开始向右加速，所以负电荷所受电场力方向向右，而负试探电荷受到的电场力方向为场强的反方向，故场强方向向左，逆着电场力方向，电势升高，故AB；速度时间图象的切线的斜率表示加速度，故加速度不断减小，所以电场力不断减小，场强也不断减小，故EAEB；C 正确，ABD 错误。故选 C。2B 解析：B【解析】【详解】由等势面的形状可知该电场不是勺强电场，所以4等势面上各点场强并不相同，A错误;由运动轨迹可知电场力由左向右，电场强度的方向由右向左，沿电场强度方向电势逐渐降低，所以1234，B 正确;粒子a运动到 d的过程中静电力先做负功后做正功，粒子在a、b、c、d 四点的速度大小关系是abcdvvvv，C、D 均错误.3C 解析：C【解析】设电子被加速后获得初速为v0，则由动能定理得：21012qUmv又设极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：0ltv又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a，由牛顿第二定律得：2qUqEamdm=由以上各式可得：2222220111224qUU llyatmd vU d，故 C 正确4D 解析：D【解析】【详解】A因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等。选项A 错误。B由题中的图可知，电场的方向是向上的，带负电的粒子将受到向下的电场力作用，带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a 运动，都会的到如图的轨迹。选项 B 错误。CD带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b 点时的电势能最大，在c 点的电势能最小，可判断在c 点的动能最大，在b 点的动能最小。选项 C 错误，D 正确。5D 解析：D【解析】【分析】【详解】从图中可以看出，电场线从电荷指向无穷远处，因而是正电荷，且为同种电荷所产生的电场线，D 正确6C 解析：C【解析】【分析】【详解】A规定无穷远处电势为零，则O 点的电势大于0，故 A 错误；B由电场叠加可知，M 点与 N 点的电场强度大小相等，M 点电场强度方向沿y 轴负方向，N 点的电场强度沿z轴正方向，故B 错误；CM 点与 N 点到两点电荷的距离相等，则M 点与 N 点的电势相同，故C 正确；D由电场叠加可知，Oz方向的电场强度方向沿Oz正方向，则N 点电势大于0，且规定无穷远处电势为零，则试探电荷+q 从 N 点移到无穷远处，电势能减小，故D 错误。故选 C。7B 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。8C 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.9C 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。10B 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。11D 解析：D【解析】【分析】【详解】由库仑定律得229QFkr因为由题可知开始时两球之间的库仑引力大小为F，说明金属小球带异种电荷，把这两个小球相互接触后再使它们之间的距离变为原来的2倍，它们的电荷量变为，它们之间的库仑力大小将变为22216449QFkFr故 ABC 错误，D 正确。故选 D。12D 解析：D【解析】【分析】根据电势能和电势的关系确定-x 图象，而在-x 图象的斜率表示电场强度，判断出场强的大小，由牛顿第二定律F=qE=ma 判断出加速度的变化，由v=v0+at 判断出速度的变化，根据动能定理判断出动能的变化【详解】A、根据 EP=q 可知，由于粒子带负电，则可知，电势的变化应与图中方向相反，故-x图象应为与EP-x 形状对称的图象；故A 错误；B、-x 图象的斜率表示电场强度，沿电场方向电势降低，则知在x=0 的左侧，存在向左的匀强电场，x=0 右侧存在向右的匀强电场，故B 错误；C、根据牛顿第二定律知 qE=ma，粒子在匀强电场中运动时加速度不变，由于粒子带负电，粒子的加速度在x=0 左侧加速度为正值，大小不变，在x=0 右侧加速度为负值，且大小不变，故C 错误；D、在 x=0 左侧粒子根据动能定理qEx=Ek2，在 x=0 的右侧，根据动能定理可得-qEx=Ek-Ek，故给出的图象正确，故D 正确故选 D【点睛】本题主要考查了-x图象，从图象中判断出斜率即为电场强度，然后利用牛顿第二定律判断出加速度，速度时间公式判断速度13B 解析：B【解析】【分析】【详解】根据电场线与等势线垂直特点，在O 点所在电场线上找到Q 点的等势点，该等势点在O 点的上方，根据沿电场线电势降低可知，O 点的电势比Q 点的电势高，故A 错误；根据电场线分布情况可知，MO 间的平均电场强度比ON 之间的平均电场强度大，由公式U=Ed 可知，M、O 间的电势差大于O、N 间的电势差，故B 正确；M 点的电势比Q 点的电势高，负电荷由 M 点移到 Q 点，电场力做负功，电荷的电势能增加，故C 错误正电荷所受的电场力与该点电场线的切线方向相同，斜向上，故D 错误；故选B14D 解析：D【解析】【分析】【详解】由题可知，小球受电场力（水平向左）和重力（竖直向下）作用，小球从P 点运动到Q 点速度先减小后增大，因Q 点与 P 点的水平距离x 与竖直距离h相等，由动能定理得220011022qExmghmvmv解得mgqE故小球运动的合力为222qEmgmg则加速度为22mgagm运动过程除重力做功外还有电场力做功，故小球在运动过程中机械能不守恒，故ABC 错误，D 正确.选 D。15C 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16B 解析：B【解析】试题分析：根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段bd 五等分，如图所示，则Ube=15Ubd=15（24-4）=4v，故 Ube=b-e=4v，故 f-d=4v，故 e=24-4=20vf=8v故 a=e，连接 cf，则 cfae，故 c 点的电势c=f=8v故 B 正确故选B考点：电势【名师点睛】在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布以上两点是解决此类题目的金钥匙17A 解析：A【解析】【分析】【详解】A在 B 的左侧，A 产生的电场强度向左，B 产生的电场强度向右，电场强度方向相反，而且由于 A 的电量大于B 的电量，在B 的左侧处离A 较远，由点电荷场强公式2kQEr可知，在同一点电场强度大小可能相等，所以合场强可能为零故A 正确；BA 的右侧，A 产生的电场强度向右，B 产生的电场强度向左，电场强度方向相反，但由题 A 的电量大于B 的电量，且A 较近，由点电荷场强公式2kQEr可知，在同一点A 的电场强度一定大于B 的电场强度，所以合场强不可能为零故B 错误；CA 和 B 之间两点产生的电场强度方向均向向左，合场强不可能为零故C 错误；D由上可知D 错误。故选 A。18C 解析：C【解析】【分析】【详解】A电场中某点的场强与试探电荷的电量与其所受的电场力无关，选项A 错误；B由公式UEd 可知，在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点沿电场线方向间的距离成正比，选项B 错误；C电场强度为零处，电势不一定为零，例如等量同种电荷连线的中点处的场强为零，电势大于零，选项C 正确；D无论是正电荷还是负电荷，当它在电场中移动时，若电场力做正功，它的电势能一定减少，但是不一定是从电势高处移到电势低处，选项D 错误故选 C。19A 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20B 解析：B【解析】试题分析：由图无法判定两电荷在同一位置时所受电场力的大小，故无法判定两粒子带电量的大小关系，故A 错误由图可知电荷1 受到中心电荷的斥力，而电荷2 受到中心电荷的引力，故两粒子的电性一定不同选项B 正确;由 B 选项分析可知2 粒子在从A 向 C运动过程中电场力先做正功后做负功，故动能先增大后减小而粒子1 在从 A 向 B运动过程中电场力先做负功后做正功，故动能先减小后增大由于BC两点在同一等势面上，故粒子1在从 A 向 B 运动过程中电场力等于2 粒子在从A 向 C 运动过程中电场力所做的总功由于两粒子以不同的速率从A 点飞入电场故两粒子的分别经过B、C 两点时的速率一定不相等可知 C 对；D 错；思路分析：考点：考查带电粒子在电场中的运动点评：根据轨迹判定电荷1 受到中心电荷的斥力，而电荷2 受到中心电荷的引力，可知两粒子在从 A 向 B、C运动过程中电场力做功情况根据BC两点在同一等势面上，可判定从 A 到 B 和从 A 到 C 过程中电场力所做的总功为021B 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 B22D 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。24D 解析：D【解析】负电子从 a 运动到 b，由速度时间图线得到负电荷做减速运动，故电场力向左，因负电荷受到的电场力与场强方向相反，故场强向右，沿场强方向，电势降低，故ab；因为图线的斜率不变，故加速度不变，因此电场力不变，所以电场强度不变，即abEE，D正确25D 解析：D【解析】【详解】A由于O点电势高于c点电场强度方向向下，根据MN粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上，M 受到的电场力向下，N 带负电，M 带正电，A 错误；B根据题意可知2OaOcUU，而且电场力都做的是正功，而且电荷和质量大小相等，根据动能定理得2201122Uqmvmv，N 在 a 点的速度与M 在 c 点的速度大小不等，B 错误；CN 在从 O 点运动至a 点的过程中受到的电场力向上，轨迹运动方向也向上，故电场力做正功，C 错误D图中的虚线为等势线，即O 点和 b 点的电势相等，所以M 点从 O 点到 b点的过程中电场力对粒子做功等于零，D 正确；