高考物理新电磁学知识点之静电场单元汇编及答案解析.pdf
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1、高考物理新电磁学知识点之静电场单元汇编及答案解析一、选择题1如图甲,倾角为的光滑绝缘斜面,底端固定一带电量为Q 的正点电荷将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A 点由静止释放,小物块沿斜面向上滑动至最高点B 处,此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E1和 x1为已知量)已知重力加速度为 g,静电力常量为k,由图象可求出()A小物块的带电量BA、B间的电势差C小物块的质量D小物块速度最大时到斜面底端的距离2静电场方向平行于x 轴,将一电荷量为q的带电粒子在xd处由静止释放,粒子只在电场力作用下沿x 轴运动,其电势能EP随 x的变化关系如图所示若规定x轴正方向为电场强度 E、加
2、速度a 的正方向,四幅示意图分别表示电势随 x 的分布、场强E 随 x 的分布、粒子的加速度a 随 x 的变化关系和粒子的动能Ek随 x 的变化关系,其中正确的是ABCD3如图所示,实线表示某电场中的四个等势面,它们的电势分别为123,和4,相邻等势面间的电势差相等.一带负电的粒子(重力不计)在该电场中运动的轨迹如虚线所示,a、b、c、d 是其运动轨迹与等势面的四个交点,则可以判断()A4等势面上各点场强处处相同B四个等势面的电势关系是1234C粒子从a运动到 d 的过程中静电力直做负功D粒子在a、b、c、d 四点的速度大小关系是abcdvvvv4如图所示,A、B、C、D 为半球形圆面上的四点
3、,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5如图所示,将带正电的粒子从电场中的A 点无初速地释放,不计重力的作用,则下列说法中正确的是()A带电粒子一定做加速直线运动B带电粒子的电势能一定逐渐增大C带电粒子的动能一定越来越小D带电粒子的加速度一定越来越大6如图所示的
4、电场中,虚线a、b、c 为三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即abBCUU,一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如实线所示,P、Q 是这条轨迹上的两点,由此可知Aa、b、c 三个等势面中,a的电势最高B带电质点在P点的动能比在Q 点大C带电质点在P 点的电势能比在Q 点小D带电质点在P点时的加速度比在Q 点小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/mD20
5、03V/m8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9三个 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
6、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10 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 10-8J11 下列选项中的各14圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各14圆环间彼此绝缘坐标原点O 处电场强度最大的是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
7、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,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电
8、场线方向飞出ab、两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则()Aa一定带正电,b一定带负电Ba的速度将减小,b的速度将增加Ca的加速度将减小,b的加速度将增加D两个粒子的动能,一个增加一个减小16 如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点,用E表示两极板间电场强度,U表示电容器的电压,Ep表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则()AE变大,Ep变大 BU变小,Ep不变 CU变大,Ep变小 DU不变,Ep不变17 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
9、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18 真空中 Ox 坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B 两点的坐标分别为0.2 m和 0.7 m。在 A点放一个带正电的试探电荷,在B 点放一个带负电的试探电荷,A、B 两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x 轴正方向相同,电场力的大小F 跟试探电荷电量q 的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法正确的是A点电荷Q 是正电荷B点电荷Q 的位置坐标为0.30 mCB 点的电场强度的大小为0.25 N/CDA 点的电场强度的方向沿x 轴负方向19如图所示,虚
10、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
11、,后做负功21 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()A1:2B2:1C2:3D4:322 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 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
12、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 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
13、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【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】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
14、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2D 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
15、,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
16、-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3B 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.4C 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,
17、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。5A 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
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