高考物理新电磁学知识点之静电场单元汇编及答案解析(2).pdf

高考物理新电磁学知识点之静电场单元汇编及答案解析(2)一、选择题1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2如图所示，真空中有两个带等量正电荷的Q1、Q2固定在水平x轴上的 A、B 两点。一质量为 m、电荷量为q 的带电小球恰好静止在A、B连线的中垂线上的C 点，由于某种原因，小球带电荷量突然减半。D 点是 C 点关于 AB 对称的点，则小球从C 点运动到D 点的过程中，下列说法正确的是()A小球做匀加速直线运动B小球受到的电场力可能先减小后增大C电场力先做正功后做负功D小球的机械能一直不变3某静电场的一簇等差等势线如图中虚线所示，从A 点射入一带电粒子，粒子仅在电场力作用下运动的轨迹如实线ABC 所示。已知A、B、C 三点中，A 点的电势最低，C 点的电势最高，则下列判断正确的是()A粒子可能带负电B粒子在A 点的加速度小于在C 点的加速度C粒子在A 点的动能小于在C 点的动能D粒子在A 点的电势能小于在C 点的电势能4如图所示，将一带电小球A 通过绝缘细线悬挂于O 点，细线不能伸长。现要使细线偏离竖直线30 角，可在O 点正下方的B 点放置带电量为q1的点电荷，且BA 连线垂直于OA；也可在O 点正下方C 点放置带电量为q2的点电荷，且CA 处于同一水平线上。则为（）A B C D5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（）A2012mvBmghC2012mvmghD2012mvmgh6三个 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7关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是（）A摩擦起电说明通过做功可以创造电荷B摩擦起电说明电荷可以创造C感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了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10 一个电子只在电场力作用下从a 点运动到 b 点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列说法中正确的是A如果实线是电场线，则a 点的电势比b 点的电势高B如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势低C如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大D如果实线是等势面，则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大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 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=-4q214 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 如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度()A大小为24 2kQa，方向竖直向上B大小为22 2kQa，方向竖直向上C大小为24 2kQa，方向竖直向下D大小为22 2kQa，方向竖直向下16 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17 如图所示，M、N 两点分别放置两个等量异种电荷，A 是它们连线的中点，B 为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点。在A、B、C三点中（）A场强最小的点是C 点，电势最高的点是B 点B场强最小的点是A 点，电势最高的点是C 点C场强最小的点是A 点，电势最高的点是B 点D场强最小的点是C 点，电势最高的点是A点18 如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定着一个带正电的点电荷，在它的右侧N 点由静止开始释放一个也带正电的小球（可视为质点）以向右为正方向，下图中能反映小球运动速度随时间变化规律的是（）ABCD19 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20 关于电场和磁场，下列说法中正确的是（）A电场和磁场不是实际存在的，是人们想象假设出来的B电场和磁场的观点是库仑首先提出来的，并得到物理学理论和实验的证实和发展C磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受力的方向D电场强度是电场本身的性质，与试探电荷的电量及其所受电场力大小无关21 在如图所示平行板电容器A、B 两板上加上如图所示的交变电压，开始时B 板的电势比 A 板的高，这时两板中间原来静止的电子（图中黑点表示）在电场作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是（不计电子重力）（）A电子先向A 板运动，然后向B 板运动，再返回A 板做周期性往返运动B电子一直向A板运动C电子一直向B 板运动D电子先向B 板运动，然后向A 板运动，再返回B板做周期性往返运动22 一负电荷从电场中A 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B 点，它运动vt 图像如图所示，则A、B 两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的（）ABCD23 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 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地在两极板间有一固定在P 点的点电荷，以E 表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P 点的电势能，表示静电计指针的偏角若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（）A 增大，E 增大B 增大，EP不变C 减小，EP增大D 减小，E 不变25 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【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】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。2B 解析：B【解析】【分析】【详解】A小球初始时能静止，由小球水平方向合力为0 可知 A、B 两电荷电荷量必定相等，设12QQQ；小球下落过程受到重力和电场力作用，由牛顿第二定律可得22cosqQmgk mar由于r和均发生变化，故小球不做匀加速运动，故A 错误；B由等量同种电荷的分布可知，其中垂线上从无限远处到两电荷连线中点场强先变大后变小，故小球受到的电场力可能先变大后变小，B 正确；C由题意可知，小球带正电，故从C 到 D 电场力先做负功后做正功，故C 错误；D小球运动过程中电场力做功了，故小球机械能不守恒，故D 错误；故选 B。3D 解析：D【解析】【分析】【详解】A曲线运动物体力指向曲线的凹侧，且其受到的电场力方向要与等势面垂直，故粒子在A 点受到的电场力斜向左下，又AC，故粒子受到的电场力方向与场强方向一致，即粒子应该带正电，A 错误；B等差等势面越密的地方场强越大，故A 点场强大于C 点，电荷在A 点的加速度大于C点，故 B 错误；CD由于粒子带正电，由pEq可知，正电荷在电势越低的地方电势能越小，故粒子在A点的电势能小于在C 点的电势能，D 正确；粒子动能和势能总和不变，而粒子在A 点的电势能小于C 点电势能，故粒子在A 点的动能大于C 点动能，故C 错误；故选 D。4B 解析：B【解析】【详解】对两种情况进行受力分析，如图所示：依据矢量的合成法则，结合三角知识，及平衡条件，则有：F=mgsin30，F=mgtan30，根据库仑定律，则有：，而；根据三角知识，则有：lBA=Ltna30，lCA=Lsin30，综上所得：，故 ACD 错误，B 正确；故选B。【点睛】考查库仑定律、矢量的合成法则与平衡条件的应用，掌握三角知识，及几何关系的内容，注意绳子的长度相等，是解题的关键5C 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。6B 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。7C 解析：C【解析】【详解】摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体，在转移过程中电荷总量是守恒的，故AB错误；感应起电是电荷从物体的一个部分转移到物体另一个部分，且在转移过程电荷总量也是守恒的，并不是从带电的物体转移到原来不带电的物体，故C正确；D错误；故选C8A 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9B 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B10C 解析：C【解析】试题分析：据题意，如果实线是电场线，则电场力水平向右，电场方向为水平向左，则b点电势高，电子从a 点运动到 b 点电场力做正功，电子电势能减小，则电子在a 点电势能较大，故选项A 错误选项C 正确；如果实线为等势线，电子受到电场力竖直向下，电场方向竖直向上，则a 点电势较高，从a 点到 b 点电场力做负功，电子电势能增加，电子在b点电势能较高，故选项B、D 错误考点：本题考查电场的性质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】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。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】四个点电荷中处于对角线上的两个正负点电荷产生的电场强度的方向沿对角线方向且由正电荷指向负电荷，四个点电荷中任意一个点电荷在对角线交点处产生的电场强度大小为2222()2kQkQEaa，根据叠加原理，正方形两条对角线交点处的电场强度24 2kQEa总，方向竖直向下.故 C正确，ABD错误故选 C16C 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17A 解析：A【解析】【详解】根据等量异种电荷电场线的分布，知道EBEAEC，场强最小的是C 点。等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，知A C，沿着电场线方向电势逐渐降低，异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，知BA，所以电势最高点是B点；故 A 正确，BCD错误。18A 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19C 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20D 解析：D【解析】【详解】A.电场和磁场是客观存在的，电场线和磁感线是人们想象假设出来的，故A 错误；B.电场和磁场的观点是法拉第首先提出来的，并得到物理学理论和实验的证实和发展，故B 错误；C.磁感应强度的方向与通电导线在磁场中所受力的方向无关，通电导线与磁场垂直时，不受安培力，故C 错误；D.电场强度是电场本身的性质，与试探电荷的电量及其所受电场力大小无关，故D 正确；21C 解析：C【解析】【详解】电子在 02T受力向左指向B 板，做加速运动，2TT 受力向右指向A 板，做减加速运动，到零。由运动学规律画出如答图所示的v t图像，可知电子一直向B 板运动，故C 正确，ABD 错误。故选：C22C 解析：C【解析】【详解】AD负电荷受到的电场力与电场强度的方向相反，A、D选项图中，负电荷在A点受到的电场力背离AB 方向，负电荷做减速运动，与速度图像不符，AD 错误；BC负电荷受到的电场力从A 指向 B，v t图像斜率的物理意义为加速度，根据图像可知，负电荷从A 到 B 的过程中加速度越来越大，根据牛顿第二定律qEma可知 A 点场强小于B 点场强，则A 处电场线的稀疏程度较大，B 错误，C 正确。故选C。23B 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】试题分析：若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据4SCkd可知，C变大，Q 一定，则根据Q=CU可知，U 减小，则静电计指针偏角减小；根据UEd，Q=CU，4SCkd，联立可得4 kQES，可知 Q 一定时，E不变；根据U1=Ed1可知 P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，P 点的电势不变，则EP不变；故选项ABC 错误，D 正确【学科网考点定位】电容器、电场强度、电势及电势能【名师点睛】此题是对电容器的动态讨论；首先要知道电容器问题的两种情况：电容器带电荷量一定和电容器两板间电势差一定；其次要掌握三个基本公式：4SCkd，UEd，Q=CU；同时记住一个特殊的结论：电容器带电荷量一定时，电容器两板间的场强大小与两板间距无关25B 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。