高考物理新电磁学知识点之静电场经典测试题含解析(2).pdf

高考物理新电磁学知识点之静电场经典测试题含解析(2)一、选择题1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2如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q 是这条轨迹上的三点，由此可知A带电粒子在P点时的电势能比在Q 点时的电势能大B带电粒子在P点时的加速度大小小于在Q 点时的加速度大小C带电粒子在P 点时的速度大小大于在Q 点时的速度大小D带电粒子在R 点时的动能与电势能之和比在Q 点时的小，比在P点时的大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在如图所示的电场中,A、B 两点分别放置一个试探电荷,FA、FB分别为两个试探电荷所受的电场力下列说法正确的是A放在 A 点的试探电荷带正电B放在 B 点的试探电荷带负电CA 点的电场强度大于B 点的电场强度DA 点的电场强度小于B 点的电场强度5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6下列说法正确的是（）A电场不是实物，因此不是物质B元电荷就是电子C首次比较准确地测定电子电荷量的实验是密立根油滴实验，其实验原理是微小带电油滴在电场中受力平衡D库仑定律122kq qFr与万有引力定律122kmmFr在形式上很相似；由此人们认识到库仑力与万有引力是同种性质的力7如图所示，匀强电场中三点A、B、C 是一个三角形的三个顶点，30ABCCAB，2 3mBC，已知电场线平行于ABC所在的平面，一个电荷量61 10Cq的点电荷由A 移到 B 的过程中，电势能增加了51.2 10J，由 B移到 C的过程中电场力做功66 10J，下列说法正确的是（）A B、C 两点的电势差为3VB该电场的电场强度为1V/mC正电荷由C 点移到 A 点的过程中，电势能增加DA 点的电势低于B 点的电势8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（）A2012mvBmghC2012mvmghD2012mvmgh9两个相同的金属小球，所带电荷量大小之比为1:9，相距为r（r 远大于金属球的直径），两球之间的库仑引力大小为F。如果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，它们之间的库仑力大小将变为（）A2536FB56FC23FD49F10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零11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/Vm12 如图所示，用劲度系数为15N/m的轻弹簧悬挂一个绝缘带有电荷量为72.0 10C的小球 A，此时弹簧的长度为10cm。在 A 的正下方放一个带电球B 时，弹簧伸长量增加4cm，此时两球相距12cm。已知静电力常量为9229 10 N m/Ck，A、B 可视为点电荷，则（）AA 球受到的库仑力是2.1NBA 球受到的库仑力是1.5NCB 球带负电，电荷量是51.210 CDB 球带负电，电荷量是64.8 10 C13 一个简易的电磁弹射玩具如图所示，线圈、铁芯组合充当炮筒，硬币充当子弹。现将一个金属硬币放在铁芯上（金属硬币半径略大于铁芯半径），电容器刚开始时处于无电状态，先将开关拨向1，电容器充电，再将开关由1 拨向 2 瞬间，硬币将向上飞出。则下列说法正确的是（）A当开关拨向1 时，电容器上板带负电B当开关由1 拨向 2 时，线圈内磁感线方向向上C当开关由1 拨向 2 瞬间，铁芯中的磁通量减小D当开关由1拨向2瞬间，硬币中会产生向上的感应磁场14 如图所示，平行板a、b 组成的电容器与电池E 连接，平行板电容器P 处固定放置一带负电的点电荷，平行板b 接地。现将电容器的b 板向下稍微移动，则()A点电荷所受电场力增大B点电荷在P 处的电势能减少CP 点电势减小D电容器的带电荷量增加15 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个带正电的检验电荷固定在 P 点，如图所示，以C 表示电容器的电容，E 表示两板间的场强，表示 P 点的电势，pE表示正电荷在P 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离0l，则下列各物理量与负极板移动距离x 的关系图像正确的是（）ABCD16a、b、c、d 是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点电场线与矩形所在的平面平行已知a 点的电势是20V，b 点的电势是24V，d 点的电势是4V，如图由此可知，c 点的电势为（）A4V B8V C12V D24V17 某电场的电场线的分布如图所示一个带电粒子由M 点沿图中虚线所示的途径运动通过N 点。下列判断正确的是（）A粒子带负电B电场力对粒子做正功C粒子在N 点的加速度小DN 点的电势比M 点的电势高18 特斯拉线圈是一种制造人工闪电的装置，该装置的简化结构如图所示。金属顶端和大地构成一个特殊的电容器。顶端放电后，“电荷补充线圈”给顶端补充电荷，因而能持续地放电。设顶端与大地间电压为U，顶端带电量为Q，下列说法正确的是（）A放电过程中，该电容器的电容增大B充电过程中，该电容器的电容增大C若 Q 不变，顶端离地面越近U 越小D若 Q 不变，顶端正对面积越大U 越大19 如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b 处，以下判断正确的是（）A电荷从a 到 b 加速度减小Bb 处电势能较大Cb 处电势较高D电荷在b 处速度大20 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21 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22 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23 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5VABU24 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 某电场的电场线分布如图所示，M、N、Q 是以电场线上一点O 为圆心的同一圆周上的三点，OQ 连线与直线MN 垂直以下说法正确的是AO 点电势与Q 点电势相等BM、O 间的电势差大于O、N 间的电势差C将一负电荷由M 点移到 Q 点，电荷的电势能减少D正电荷在Q 点所受电场力的方向与OQ 垂直且竖直向上【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】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2C 解析：C【解析】【详解】A以b电场线为例，结合曲线运动轨迹、速度、合外力三者位置关系，可知该粒子在b电场线处受到的电场力向右，又由于粒子带负电，所以该处电场强度向左，所以P点电势大于 Q 点电势，所以粒子在P点电势能小于Q 点。A 错误BP点电场线比Q 点密集，所以P点加速度大于Q 点。B 错误C从 P到 Q 电场力做负功，所以P点动能大于Q 点，因此 P点速度大于Q 点，C 正确D因为全程只受电场力，所以动能和电势能之和是定值，D 错误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。4C 解析：C【解析】根据正电荷受的电场力方向与电场强度方向相同，负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反，可知放在A 点的试探电荷负正电，放在B 点的试探电荷带正电，故AB错误；电场线越密，电场强度越大，故A 点的电场强度大于B 点的电场强度，故C正确，D错误；故选 C【点睛】根据电场力方向与电场强度方向是否相同，判断试探电荷带什么电；根据电场线的疏密程度判断电场强度的大小5C 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6C 解析：C【解析】【分析】【详解】A电场是客观的物质存在，选项A 错误；B元电荷是最小的电荷量，电子是实物粒子，选项B 错误；C密立根通过研究微小的带电油滴在匀强电场中受到的电场力与重力平衡，得出了电子的电荷量，选项C 正确；D库仑力和万有引力虽然形式上很相似，但它们是两种不同的相互作用力；库仑定律只适用于真空中两静止的点电荷之间的作用力，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷。选项D 错误。故选 C。7C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB、C 两点的电势差666 106V1 10BCBCWUqA 错误；BCD B、A 两点的电势差561.2 1012V1 10BABAWUq由于匀强电场，沿一个方向，电势变化率相等，因此BA 中点 D 的电势与C 点电势相等，CD 为等势面，如图所示电场线与等势面垂直，且指向电势较低的方向，因此电场线的方向AB，A点电势高于B点电势，D 错误；正电荷从C 点移到 A 点电场力做负功，电势能增加，C 正确；根据几何关系，AB的长度为6m，由匀强电场场强与电势差的关系UEd可得，电场强度的大小为2V/m，B 错误。故选 C。8C 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。9D 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。10D 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；11A 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12D 解析：D【解析】【分析】【详解】ABA 球受到的库仑力2=15 4 10 N0.6NFFkx弹库故 AB 错误；CD弹簧伸长，说明A和B相互吸引，带电性不同，故B球带负电，根据库仑定律AB2=q qFkr库则2BAF rqkq库解得6B4.8 10Cq故 C 错误，D 正确。故选 D。13D 解析：D【解析】【分析】【详解】A当开关拨向1 时，有短暂电流出现，电容器处于充电状态，由于电容器的上极板与电源正极相连，因此电容器的上板带正电，故A 错误。B当开关由1 拨向 2 时，电容器放电，电流从上向下通过线圈，根据安培定则可知，线圈中磁感线方向向下，故B 错误。C当开关由1 拨向 2 瞬间，电容器处于放电瞬间，电流增大，铁芯中的磁通量增大，故C错误。D当开关由1 拨向 2瞬间，电容器处于放电瞬间，根据楞次定律，则硬币中会产生向上的感应磁场，故D 正确。故选 D。14B 解析：B【解析】【详解】A.因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B 板下移，则板间距离d 增大，则板间电场强度E 变小，由F=Eq 可知电荷所受电场力变小，故A 错误；BC.板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由U=Ed 知，P 与 a板的电压减小，而a 的电势不变，故P 的电势升高，由EP=q而 q 为负值，故电势能减小，故B 正确，C 错误；D.由 Q=CU，又有4SCkd，故 C 减小，Q 减小，故D 错误。15C 解析：C【解析】【详解】A由电容器的决定式：4SCkd可知 C 与两极板间距离d 成反比，故C 与 x 不是线性关系，故A 错误；B电容器充电后与电源断开，电荷量Q 不变，由:4SCkdQCUUEd可得：4 kQES所以可知电场强度E 是定值，故B 错误；C因负极板接地，电势为零，所以P点电势为：()PE LxL 为 P 点到负极板的初始距离，因为E 不变，随 x增大而线性减小，故C 正确；D由：pEq可知pE与成正比，故也随x 增大而线性减小，故D 错误。故选 C。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17B 解析：B【解析】【分析】【详解】A电场线的方向向上，根据粒子的运动的轨迹可以知道，粒子受到的电场力的方向也向上，所以粒子带正电荷，故A 错误；BD从 M 点到 N 点，静电力方向与速度方向成锐角，电场力做正功，电势能减小，电势降低，故 B 正确，D 错误；C电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以粒子在N 点的受力大，加速度大，故C 错误。故选 B。18C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB电容器的电容由电容器本身的特性决定，与电容器的电压和带电量无关，可知，不论电量 Q 多还少，其与大地构成的电容器的电容C 不变，因此电容器的充放电对电容大小无影响，故 AB 错误；C由公式4SCkd可知，顶端离地越低，电容越大，带电量Q 一定时，由QCU分析知其与大地间的电势差越小，故C 正确；D由公式4SCkd可知，顶端面积越大，电容越大，带电量Q 一定时，由QCU分析知其与大地间的电势差越小，故D 错误。故选 C。19B 解析：B【解析】【详解】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以粒子在b 点的加速度大，A 错误；从a到 b的过程中，电场力做负功，电势能增加，所以b 处电势能大，动能减小，速度减小，所以电荷在b 处速度小，B 正确 D 错误；根据粒子的运动的轨迹可以知道，负电荷受到的电场力的方向向下，所以电场线的方向向上，所以a 点的电势大于b 点的电势，C 错误20D 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21D 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22A 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。23A 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。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。25B 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B