高考物理新电磁学知识点之静电场真题汇编及答案解析(5).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(5)一、选择题1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()AmgEB3mgEC2mgED2mgE2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72.010C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 C3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4图中展示的是下列哪种情况的电场线（）A单个正点电荷B单个负点电荷C等量异种点电荷D等量同种点电荷5如图所示是示波管的原理示意图，XX 和 YY 上不加电压时，在荧光屏的正中央出现一亮斑，现将XX 和 YY 分别连接如图甲乙所示电压，从荧光屏正前方观察，你应该看到的是图中哪一个图形？ABCD6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)7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/m8在某电场中，把电荷量为2 10-9C 的负点电荷从A 点移到 B 点，克服静电力做功4 10-8J，以下说法中正确的是（）A电荷在B点具有的电势能是4 10-8JB点电势是20VC电荷的电势能增加了4 10-8JD电荷的电势能减少了4 10-8J9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零10 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是()A实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电B实验中，只将电容器b 板向上平移，静电计指针的张角变小C实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大11 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（）ABCD12 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 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，在一对带等量异号电荷的平行金属板间，某带电粒子只在电场力作用下沿虚线从 A 运动到 B则（）A粒子带负电B从 A到 B 电场强度增大C从 A 到 B 粒子动能增加D从 A到 B 粒子电势能增加16 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=-4q217 如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中1=10V，2=20V，3=30V 一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A点运动到B 点，由此可知（）A粒子带正电B粒子的速度变大C粒子的加速度变大D粒子的电势能变大18 两电荷量分别为q1 和 q2 的点电荷固定在x 轴上的 O、M 两点，两电荷连线上各点电势 随 x 变化的关系如图所示，其中C 为 ND 段电势最低的点，则下列说法正确的是()Aq1、q2 为等量异种电荷BN、C 两点间场强方向沿x 轴负方向CN、D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大D将一正点电荷从N 点移到 D 点，电势能先增大后减小19如图所示，虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子(重力不计)，以不同的速率，沿不同的方向，从A 点飞入电场后，沿不同的轨迹1 和 2 运动，由轨迹可以断定()A两个粒子带电量一定不同B两个粒子的电性一定不同C粒子 1 的动能和粒子2 的电势能都是先减少后增大D经过 B、C两点，两粒子的速度可能不等20 两个点电荷Q1、Q2位于 x 轴上 A、B 两点，若取无限远处的电势为零，则在它们形成的电场中，沿x 轴正方向上各点的电势如图所示，且AP PB由图线提供的信息可知AP点的电场强度为零BQ1的电荷量较大C电子沿x 轴从 A 移到 B 的过程中，加速度逐渐减小D电子沿x 轴从 A 移到 B 的过程中，电场力先做正功，后做负功21 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22 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A0B222kqlC22kqlD2232kql23 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24 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5VABU25 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 DtanEd【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1D 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.2D 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。3C 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4D 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5D 解析：D【解析】【分析】示波管的 YY 偏转电压上加的是待显示的信号电压，XX 偏转电极通常接入锯齿形电压，即扫描电压，当信号电压与扫描电压周期相同时，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象。【详解】设加速电场的电压为U1，偏转电场的电压为U2，偏转电极的长度为L，板间距离为d，根据推论得知，偏转距离为214U LyU d，可见，偏转距离与偏转电压U2成正比，由几何知识得知，电子在荧光屏偏转的距离也与偏转电压成正比，则偏转电极XX 上加上随时间作线性变化的电压时，电子在荧光屏偏转的距离与时间也是线性关系，形成一条亮线，若电压是周期性变化，就可以使电子在水平方向不断扫描。在偏转电极YY 上加按正弦规律变化的电压，电子在荧光屏偏转的距离按正弦规律变化，而在偏转电极XX 上加适当频率的扫描电压，水平方向电子不断从右向左匀速扫描，在荧光屏上出现一条正弦曲线；由于X 方向的电压变化的周期为T0，而 Y 方向变化的周期为2T0，所以在2T0时间内 X 方向变化2次，Y 方向变化一次。在荧光屏上将出现由两条线组成的图象；由于开始时X 方向与 Y 方向的电压都是0，所以两条线在坐标原点交叉。故D 正确，ABC 错误，故选D。【点睛】本题关键要清楚示波管的工作原理，要用运动的合成与分解的正交分解思想进行思考，注意两极所加电势差的正负。6B 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。7C 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.8C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零势点，B 点的电势、电荷在B点的电势能才是确定的数值，故AB 错误；CD因为电荷从从A 点移到 B 点的过程中是克服静电力做功-84 10 J，故电荷电势能应该是增加了-84 10 J，故 D 错误，C 正确。故选 C。9D 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；10A 解析：A【解析】A、当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A 正确；B、根据电容器的决定式：，将电容器b 板向上平移，即正对面积S减小，则电容 C 减小，根据可知，电量 Q 不变，则电压U 增大，则静电计指针的张角变大，故选项 B 错误；C、根据电容器的决定式：，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容 C 增大，根据可知，电量 Q 不变，则电压U 减小，则静电计指针的张角减小，故选项 C 错误；D、根据可知，电量 Q 增大，则电压U 也会增大，则电容C 不变，故选项D 错误。点睛：本题是电容器动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是电容与哪些因素有什么关系。11C 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。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】【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。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；15C 解析：C【解析】【详解】一对带等量异号电荷的平行金属板间的电场为匀强电场，则从A 到 B 电场强度不变，带电粒子受到的电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场力的方向与电场强度的方向相同，且与带电粒子的速度方向夹角为锐角，则可判断粒子带正电，电场力对带电粒子做正功，从A 到 B电势能减少，动能增加，故C 正确16B 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。17B 解析：B【解析】【分析】【详解】由图象可知带电粒子的轨迹向右偏转，得出粒子所受力的方向向右；又由电场线指向电势降低的方向，得出电场线方向大致向左因为带电粒子受力与电场的方向相反，所以粒子带负电，故A 错误；由动能定理得，合外力（电场力）做正功，动能增加，故B 正确；由于等势面密的地方电场线也密、电场线密的地方粒子受到的力也大，力越大加速度也越大，所以粒子从A 点运动到 B 点，加速度在变小，故C 错误；由电场力做功的公式得，粒子从A 点运动到B 点，电场力做正功，电势能减小，故D 错误【点睛】做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧，本题中粒子只受电场力，由此可判断电场力向右，根据电场力做功可以判断电势能的高低和动能变化情况，加速度的判断可以根据电场线的疏密进行18C 解析：C【解析】【详解】A若是异种电荷，电势应该逐渐减小或逐渐增大，由图象可以看出，应该是等量的同种正电荷，故A 错误；B沿 x 正方向从 N 到 C 的过程，电势降低，N、C 两点间场强方向沿x 轴正方向故B正确；C-x图线的斜率表示电场强度，由图可得N、D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大，故C正确；DNC 电场线向右，CD 电场线向左，将一正点电荷从N 点移到 D 点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大故D 错误；【点睛】由图象中电势的特点可以判断是同种等量正电荷由电势图线的斜率可以判断电场强度的大小沿电场线电势降低，可以判断电场强度的方向，可知电场力做功的正负，从而判断电势能的变化19B 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020B 解析：B【解析】【详解】A、该图象的斜率等于场强E，则知 P点电场强度不为零，A 错误；B、如果 Q1和 Q2为等量异种电荷，点连线中垂线是等势面，故连线中点为零电势点；由于APPB，故 Q1Q2，B 正确；C、从 x 图象的斜率可知，A 到 B 的区间电场强度先减小后增大，故电子在沿x 轴从 A移到 B 的过程中，受到的电场力先减小后增大，加速度也是先减小后增大，C 错误；D、电子沿x 轴从 A 移到 B 的过程中，电场力方向始终指向x 轴负方向，与电子移动方向相反，故电场力一直做负功，D 错误21B 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22D 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D23D 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。24A 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。25C 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