高考物理最新电磁学知识点之静电场基础测试题附解析(3).pdf

高考物理最新电磁学知识点之静电场基础测试题附解析(3)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，EAabac，vavcvbBaaabac，vb vc vaCab ac aa，vb vc vaDab ac aa，vavcvb19 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20 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21 点电荷 A 和 B，分别带正电和负电，电量分别为4Q 和 Q，如图所示，在AB 连线上，电场强度为零的地方在（）AB 左侧BA 右侧CA和B之间DA的右侧及B的左侧22 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23 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，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 空间存在着平行于x 轴方向的静电场，P、M、O、N、Q 为 x 轴上的点，P、Q 之间各点的电势 随位置坐标x 的变化如图所示。一个带电粒子仅在电场力作用下从M 点由静止开始沿 x 轴正方向运动，下列说法正确的是A粒子一定带负电BP点的电势低于M 点的电势CM 点的电场强度小于N 点的电场强度D粒子从M 点向 N 点运动的过程中，电势能一直减小【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。2C 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3A 解析：A【解析】【分析】【详解】A粒子所在处电场线为直线，初速度为零，不满足曲线运动的条件，故做加速直线运动，A 正确；B电场力对粒子做正功，电势能减小，B 错误；C根据动能定理，电场力做正功，粒子的动能增加，C 错误；D粒子运动的过程中，所到之处，电场线越来越疏，故场强越来越弱，加速度越来越小，D 错误。故选 A。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5D 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。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】【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.9B 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。10D 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。11C 解析：C【解析】【分析】【详解】设 ob=l，ad=2l，bd=2l，则O 点的电场强度为：ac两电荷相互抵消，得Eo=Eb=；d点的电场强度Eb=，Ea=Eay=Eacos=，同理 Ecy=，Ed=Eb+Eay+Ecy=，D 错；所以+q在 o 点所受的电场力较大，A 错；由 o 到 d 电场力做正功，电势能减小，+q 在 d点所具有的电势能较小，B 错；沿电场线方向电势减小，所以d 点的电势低于O 点的电势，C 对；12B 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。13B 解析：B【解析】【详解】根据点电荷的电场强度公式2kqEr可得各14圆环上的电荷在O 点的电场场强大小，再根据矢量合成，求出合场强，最后比较它们的大小即可由于电荷均匀分布，则各14圆环上的电荷等效集中于14圆环的中心，设圆的半径为r，则 A 图 O 点处的场强大小为2AkqEr；将 B 图中正、负电荷产生的场强进行叠加，等效两电荷场强方向间的夹角为90，则在 O 点的合场强22BkqEr,方向沿 x轴负方向；C 图中两正电荷在O 点的合场强为零，则 C 中的场强大小为2ckqEr，D 图由于完全对称，易得合场强ED=0故 O 处电场强度最大的是图B故答案为B【考点定位】本题考查电场的叠加,要注意采用等效思想及矢量的运算难度：中等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】试题分析：由动能图线得知，小球的速度先增大，后减小根据库仑定律得知，小球所受的库仑力逐渐减小，合外力先减小后增大，加速度先减小后增大，则小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动，再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动，直至速度为零由动能图线看出，速度有最大值，此时小球受力平衡，由库仑力与重力沿斜面的分力平衡，由于没有x 的具体数据，所以不能求得q故 A 错误；A 到 B 的过程中重力势能的增加等于电势能的减小，所以可以求出小物块电势能的减小，由于小物块的电量不知道，所以不能求出AB 之间的电势差故B错误；由重力势能线得到EP=mgh=mgssin，读出斜率，即可求出m；图象中不能确定哪一点的速度最大，题目中也没有小物块的电量、质量等信息，所以不能确定小物块速度最大时到斜面低端的距离故D 错误故选C考点：功能关系；电势及电势能【名师点睛】本题首先要抓住图象的信息，分析小球的运动情况，再根据平衡条件和动能定理进行处理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17C 解析：C【解析】【详解】由电容的定义式C=Q/U 得板间电压U=Q/C，板间场强E=U/d=Q/Cd 试探电荷q 由 A 点移动到 B 点，电场力做功为：sin302qQsWqEsCd，选项 C 正确，ABD 错误，故选C。【点睛】本题只要抓住电场力具有力的一般性质，根据功的一般计算公式就可以很好地理解电场力做功，并能正确计算功的大小18D 解析：D【解析】【详解】在点电荷的电场中，场强大小2QEkr，由图可知acbrrr，可得acbEEE，而带电粒子运动的加速度qEam，则acbaaa；由轨迹知，两电荷间为库仑斥力，粒子由a 到b，电场力做负功，动能减小，则vavb，粒子由 b 到 c，电场力做正功，动能增加，则vcvb，由于abcbUU，由kqUE可得，则vavcvb，故选 D19C 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。20B 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21A 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。22B 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。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。25D 解析：D【解析】【分析】根据电势来确定电场线的方向，再依据电场力方向，从而确定电性；依据电场线方向，确定电势的高低；由图象的斜率来确定电场强度的大小；由粒子运动中，电场力做功的正负来确定电势能变化。【详解】由图可知，粒子从M 到 Q，电势渐渐降低，且粒子由静止开始运动，因此电场线方向由P到 Q 点，那么粒子带正电，故A 错误；由于电场线方向由P到 Q，则沿着电场线方向，电势降低，那么P点的电势高于M 点的电势，故B 错误；根据 =E x，可知，图象的斜率的绝对值大小表示电场强度的大小，那么M 点的电场强度小于N 点的电场强度，故C 错误；因带电粒子仅在电场力作用下从M 点由静止开始沿x 轴向右运动，电场力做正功，则电势能一直减小，故D 正确；故选D。【点睛】本题要理解电势 随位置坐标x 图象的含义，知道其斜率表示电场强度，掌握沿着电场线方向，电势降低，并理解电场力做功与电势能的变化情况。