高考物理新电磁学知识点之静电场经典测试题及答案.pdf

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1、高考物理新电磁学知识点之静电场经典测试题及答案一、选择题1板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为1U，板间场强为1E现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为12d，其他条件不变，这时两极板间电势差2U，板间场强为2E，下列说法正确的是A2121,UUEEB21212,4UUEEC2121,2UUEED21212,2UUEE2真空中静电场的电势在 x 正半轴随x的变化关系如图所示，x1、x2、x3为 x 轴上的三个点，下列判断正确的是（）A将一负电荷从x1移到 x2，电场力不做功B该电场可能是匀强电场C负电荷在x1处的电势能小于在x2处的电势能Dx3处的电场强度方向沿x 轴正

2、方向3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如图所示的电场中，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

3、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6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？ABCD7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 D8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

4、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)9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

5、 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10 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11 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

6、从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了12 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ABCD13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(

7、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14 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|15 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

8、C cosEd DtanEd16 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，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()AmgEB3mgEC2mgED2mgE18 如图所示，实线是一个电场中的电场线，

9、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19 如图所示，在平行于ABC 平面的匀强电场中，有一一个边长为6 cm 的等边三角形，A、B、C 三点电势分别为8V，-4V 和 2V，D 为靠近 A 点的 AB 线段的三等分点。下列说法正确的是A电场强度为400 V/mB电场线方向与AB 平行，方向指向AC电子在A 点的电势能小于在B 点的电势能D若将一电子从C 点移至 D 点，电场力做功为-2eV20 在坐标 x0到 x0之间有一静电场，x 轴上各点的电势随坐标 x的

10、变化关系如图所示，一电荷量为e的质子从 x0处以一定初动能仅在电场力作用下沿x轴正向穿过该电场区域则该质子()A在 x00 区间一直做加速运动B在0 x0区间受到的电场力一直减小C在 x00 区间电势能一直减小D在 x00 区间电势能一直增加21 一个检验电荷q 在电场中某点受到的电场力为F，该点的电场强度为E.下图中能正确表示 q、E、F 三者关系的是（）ABCD22 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1

11、E与2E之比为（）A1:2B2:1C2:3D4:323 一平行电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器（）A极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大B极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大C极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变D极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变24 如图所示，电荷q 均匀分布在半球面上，球面的半径为R，CD 为通过半球顶点C 与球心 O 的轴线 P、Q 为 CD 轴上关于 O 点对称的两点如果带电量为Q 的均匀带电球壳，其内部电场强度处处为零，电势都相等则下列判断正确的是()AP点的电势与Q 点的电势相等B带正电的微粒在O点的电

12、势能为零C在 P 点静止释放带正电的微粒(重力不计)，微粒将做匀加速直线运动DP点的电场强度与Q 点的电场强度相等25 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【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】由公式 C4Sk d、CQU和 EUd得 U4k dQS，E4k QS，当 Q 变为 2Q、d 变为2d时，电

13、压U 不变，电场强度E变为原来的2 倍 C正确2C 解析：C【解析】【分析】【详解】A从1x移到2x，电势在降低，将一负电荷从高电势到低电势，其电势能增加，则电场力做负功，故A错误；B由于电势与x的图象斜率表示电场强度，而图象的斜率是变化，因此电场强度是变化，不是匀强电场，故B 错误；C由图像可知，1x处的电势高于2x处的电势，则负电荷在1x处的电势能小于在2x处的电势能，故 C 正确；D从2x到3x的电势升高，则逆着电场线方向，因此3x处的电场强度方向电场强度方向沿x轴负方向，故D 错误。故选C。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

14、，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。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5A 解析：A【解析】【详解】A电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c 等势线的电势最低，a点的电势最高，故A 正确；BC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

15、于Q 点的动能，在 P 点的电势能比在Q 点大，故BC 错误；DP点等势面较Q 点密集，则电场线也密集，则质点通过P点时的电场力比Q 大，则其加速度比 Q 点大，故D 错误6D 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

16、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

17、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。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8B 解析：B【解析】【分析】【详解】A小球在运动过程中，除重力

18、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。9C 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

19、，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。10D 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

20、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。11C 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

21、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C12D 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，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

22、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-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13C 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

23、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

24、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14B 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。15C 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

25、上的距离16B 解析：B【解析】【分析】【详解】电容器充电后断开电源后，电容器的电量不变，板间距离减小，根据电容的决定式：4SCkd，可知电容器的电容增大，又有：4SCkUCddQEU、，可得推论公式4 kQES所以电容器中电场强度E 只与电量及极板面积有关，与极板距离无关。E不变，P点距离下极板距离h不变，EpEh不变，UEd，E不变d变小，所以U变小。因此 B 正确 ACD 错误。故选 B。17D 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

26、，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.18B 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19C 解析：C【解析】【详解】匀强电场平行相等的

27、线段的端电压相等，则有AB的中点 F 点的电势为8(4)V2V22ABF则 F、C 为等电势点，FC 为等势线，则AB 为一电场线，方向由A 到 B，则AB匀强电场的场强为28(4)V/m200V/m6 10ABABUEd方向由 A 到 B；故 AB 错误。C电子带负电，由PEq知其在电势高处电势能小；故C 正确。DD 点的电势为8(4)84V3D则 UCD=-2V，将一电子从C 点移至 D 点，电场力做功为2eVCDWeU故 D 错误。故选 C。20D 解析：D【解析】【详解】A从 x0到 0，电势逐渐升高，意味着该区域内的场强方向向左，质子受到的电场力向左，与运动方向相反，所以质子做减速运

28、动，A 错误；B设在 xx x，电势为 ，根据场强与电势差的关系式Ex，当 x无限趋近于零时，x表示 x 处的场强大小(即 x 图线的斜率)，从 0 到 x0区间，图线的斜率先增加后减小，所以电场强度先增大后减小，根据FEe，质子受到的电场力先增大后减小，B 错误；CD在 x00 区间质子受到的电场力方向向左，与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加，C 错误，D 正确21D 解析：D【解析】【详解】A、B 项：因为电场中的电场强度与放入电场中电荷的电量无关，由场源电荷决定。所以电场强度不随q、F的变化而变化，故A、B错误；C、D 项：由FEq知，某点的电场强度一定，F 与 q成正比。故C 错

29、误，D 正确。故选：D。22B 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。23D 解析：D【解析】试题分析：电容器接在恒压直流电源上，则电容器两端的电势差不变，将云母介质移出后，介电常数减小，根据电容的决定式知，介电常数减小，电容减小，由于电压不变，根据可知，电荷量Q 减小

30、，由于电容器的电压不变，板间的距离d 不变，根据可知，极板间的电场强度不变，所以ABC错误，D 正确考点：电容器的动态分析【名师点睛】本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变；当电容器与电源断开，则电荷量不变要掌握、三个公式24D 解析：D【解析】【详解】A、由电场的叠加原理可知半球面右边的电场线是水平向右的，沿电场线方向电势逐渐降低，所以 P 点的电势高于Q 点的电势，故A错误；B、本题没有选取零势点，所以带正电的微粒在O 点的电势能不一定为零，故B 错误；C、电场线方向水平向右，所以在P 点释放静止带正电的微粒(重力不计)，微粒将作加速运动，距离远后

31、电场力减小，所以是变加速运动，故C 错误；D、均匀带电半球相当于一个均匀带正电的球和半个均匀带负电的球，这个半球放在图的另一边，然后看PQ 两点，可以看到，PQ 两点在在上述涉及到的正电半球和负电半球中的相同的位置上，而由题目给出的条件，正电球在P、Q 两点产生的电场为零，所以，正电半球在 Q 点产生的电场强度相当于负电半球在Q 点产生的电场强度，而与P 点的环境比较，唯一的区别是电荷符号相反，从而电场大小相同，只有可能有方向的区别，而分析可知，方向是相同的，故电场强度相等，故D 正确；故选 D。【点睛】利用等效法分析电场强度，利用叠加原理判断电场线的分布，由受力分析判断带电粒子的运动状态。2

32、5A 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。