2019高考物理 第一章 静电场专题训练.docx

第一章 静电场一、单选题（1-8题是只有一个答案正确；9-12题有多个答案正确）1半径相同的两个金属小球A、B带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定的距离，两球之间的相互吸引力大小为F。今用第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两个球接触后移开，这时，A、B两个球之间的相互作用力大小是A14F B18F C38F D34F【答案】 B【解析】两球之间的相互吸引力，则两球带等量异种电荷；假设A带电量为Q，B带电量为-Q，两球之间的相互吸引力的大小是：F=kQQr2；第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为Q2；C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为-Q4，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小：F=kQ2Q4r2=F8，故B正确；ACD错误故选B点睛：要清楚带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分，根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量熟练应用库仑定律即可求题2如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，电流表A和电压表V均可视为理想电表。闭合开关S后，在将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中A电流表A的示数变小，电压表V的示数变大B小灯泡L变暗C电源的总功率变大，效率变小D通过定值电阻R1的电流方向自右向左【答案】 C【解析】电压表测量两端的电压或者电容器两端的电压，当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中滑动变阻器连入电路的电阻减小，电路总电阻减小，故电路总电流增大，所以通过灯泡L的电流增大，即小灯泡变亮，电流表示数增大，由于总电阻减小，所以根据闭合回路欧姆定律可得路端电压减小，而小灯泡两端的电压增大，所以滑动变阻器两端的电压减小，即电压表示数减小，故AB错误；根据公式可得电源的总功率增大，根据公式可得电源的效率减小，故C正确；由于电容器两端的电压减小，所以根据公式可得电容器上的电荷量减小，故通过定值电阻R1的电流方向自左向右，D错误3如图所示，在竖直平面内，ABCD且A、B、C、D位于同一半径为r的圆上，在C点由一固定点电荷，电荷量为-Q，现从A点将一质量为m、电荷量为-q的点电荷由静止释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时的速度大小为4gr。已知重力加速度为g，规定电场中B点的电势为零，则在-Q形成的电场中 （ ）AD点的电势为7mgrqBA点的电势高于D点的电势CD点的电场强度大小是A点的2倍D点电荷-q在D点具有的电势能为7mgr【答案】 A【解析】试题分析：由A到D电场力做正功，根据动能定理可知，解得；则，因为，故，A正确；A点的电势低于D点的电势，B错误；A、D点的电场强度；，即D点的电场强度大小是A点的倍，C错误；点电荷-q在D点具有的电势能为-7mgr，D错误；故选A。4已知均匀带电球壳内部电场强度处处为零，电势处处相等如图所示，正电荷均匀分布在半球面上，Ox为通过半球顶点与球心O的轴线A、B为轴上的点，且OA=OBC、D为直径上的两点，且OC=OD则下列判断正确的是( )AA点的电势与B点的电势相等BC点的电场强度与D点的电场强度不相同CA点的电场强度与B点的电场强度相同D在A点由静止开始释放重力不计的带正电粒子，该粒子将沿AB做匀加速直线运动【答案】 A【解析】试题分析：由题意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，B错误；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AB两点，可以看到，AB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AB两点产生的电场为零所以，A点正电半球产生的电场强度相当于负电半球产生的电场强度，而与B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，B正确；电场线方向水平向右，所以在A点释放静止带正电的微粒（重力不计），微粒将作加速运动，距离远后电场力减小，所以是变加速运动，C错误；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，D错误；故选A5如图所示，带有等量异种电荷的两块很大的平行金属板、水平正对放置，两板间有一带电微粒以速度沿直线运动，当微粒运动到点时，迅速将板上移一小段距离，则此后微粒的运动情况可能是（）A沿轨迹做曲线运动B方向改变沿轨迹做直线运动C方向不变沿轨迹做直线运动D沿轨迹做曲线运动【答案】 C【解析】试题分析：由题，平行金属板所带电量和正对面积都不变，根据推论得知，只改变两板的距离时，板间的场强不变，粒子的受到电场力也不变，微粒的运动方向不变，仍沿轨迹做直线运动故选C6下列措施中，不属于防止静电危害的是A油罐车后有一条拖在地上的铁链条B小汽车上有一根露在车面上的小天线C在印染厂中保持适当的湿度D在地毯上夹杂0.050.07 mm的不锈钢丝导电纤维【答案】 B【解析】油罐车在运输过程中，油和罐之间不断摩擦，从而产生大量的静电，通过后面装一条拖地的铁链，及时导走，这是防止静电危害，A错误；小汽车上有一根露在车面上的小天线是为了更好地接受无线电信号，B正确；印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，C错误；不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，D错误7如图所示，某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（图中实线所示），图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等差等势面，则下列说法正确的判断是A如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较小B如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较小C不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强D不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势【答案】 C【解析】试题分析：若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，ab曲线上每一点的瞬时速度与电场力方向均成钝角，故电子做减速运动，动能减小，电子在a点动能较大，A错误；若虚线为等势面，根据等势面与电场线处处垂直可大致画出电场线，显然可看出曲线上每个位置电子受到的电场力与速度成锐角，电子加速运动，故动能增大，电子在b点动能较大，B错误；不论图中虚线是电场线还是等势面，由电场线的密集程度可看出a点的场强较大，故C正确；若虚线是等势面，从电子曲线轨迹向下弯曲可知电场线方向垂直虚线向上，沿着电场线方向电势越来越低，故a点电势较小；若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，故电场线方向向右，沿着电场线方向电势越来越低，故a点电势较大，故D错误8如图所示，两等量异种电荷在同一水平线上，它们连线的中点为O，竖直面内的半圆弧光滑绝缘轨道的直径AB水平，圆心在O点，圆弧的半径为R，C为圆弧上的一点，OC与竖直方向的夹角为37，一电荷量为+q，质量为m的带电小球从轨道的A端由静止释放，沿轨道滚动到最低点时速度v=2gR，g为重力加速度，取无穷远处电势为零，则A电场中A点的电势为mgRqB电场中B点的电势为-2mgRqC小球运动到B点时的动能为mgRD小球运动到C点时，其动能与电势能的和为1.6mgR【答案】 A【解析】取无穷远处电势为0，则最低点处电势为0小球从A点运动到最低点过程中，由动能定理可得：mgR+qUAO12mv2；解得UAOmgRq；而UAO=A-0；解得AmgRq，故A正确；由对称性可知：UAO=UOB，即为：A-0=0-B，故有：BmgRq，故B错误；小球从A点运动到B点过程中，由动能定理得：Ek=qUAB=2mgR，故C错误；小球在最低点处的动能和电势能的总和为：E112mv2+02mgR，由最低点运动到C点过程，动能、电势能、重力势能的总量守恒，而重力势能增加量为：Ep=mgR（1-cos37）=0.2mgR；故动能、电势能的综合减少了0.2mgR，所以小球在C点的动能和电势能的总和为：E2=E1-0.2mgR=1.8mgR，故D错误；故选A。9如图所示，a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子在A点以大小为v1的速度射入电场，沿如图轨迹到达B点时速度大小为v2，且速度与等势面平行，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为，不计粒子受到的重力，则（）Av1大于v2B等势面b的电势比等势面c的电势高C粒子从A运动到B所用时间为Lcosv2D匀强电场的电场强度大小为m(v12-v22)2qLsin【答案】 ACD【解析】由粒子的运动轨迹可知，粒子受向上的电场力，可知从A到B电场力做负功，动能减小，即v1大于v2，选项A正确；粒子带正电，受向上的电场力，可知场强方向向上，等势面b的电势比等势面c的电势低，选项B错误；粒子在水平方向不受力，可知在水平方向做匀速运动，速度为v2，则从A到B的时间为Lcosv2，选项C正确；由A到B根据动能定理：-EqLsin=12mv22-12mv12，解得E=m(v12-v22)2qLsin，选项D正确；故选ACD.10如图所示，将电动势为E的电源与电容为C的电容器相连，中间接有一个理想二极管，一个质最为m、电荷量为q的粒子静止在P点，则()A若下板上移，电容器的电容增大，带电粒子将向上加速B若下板上移，电容器的电容减小，带电粒子将向下加速C若下板下移，电容器的电容减小，带电粒子将静止不动D若下板下移，电容器的电容增大，带电粒子将向上加速【答案】 AC【解析】AB、若下板上移，即极板间距减小，依据电容的决定式C=S4kd，那么电容C增大；根据电源与电容器相连，则电容器的电压不变，再由电容的定义式C=QU可知，电容器处于充电状态，即电量Q会增多，而电场强度公式E=Ud=4kQS可知，电场强度增强，即电场力增大，因此带电粒子将向上加速，故A正确，B错误。CD、若下板下移，即极板间距增大，依据电容的决定式C=S4kd，那么电容C减小，根据电源与电容器相连，则电容器的电压不变，再由电容的定义式C=QU可知，电容器处于要放电，但二极管的作用，即电量Q不会减小，而电场强度公式E=Ud=4kQS，可知，电场强度不变，即电场力不变，因此带电粒子将静止不动，故C正确，D错误。故选：A、C11某空问有一电场，其电场中的电势在x轴上的分布如图所示。下列说法正确的是：A在x轴上，从x1到x2的这段范围内场强方向向左B在x轴上，从x1到x2过程中电场强度大小逐渐增大C把一负电荷从x1移到x2，电场力做正功D把一负电荷从x1移到x2，电场力做负功【答案】 AC【解析】在x轴上，从x1到x2的这段范围内电势逐渐升高，可知电场方向向左，选项A正确；因-x图像的斜率等于电场强度，可知从x1到x2过程中电场强度大小逐渐减小，选项B错误；电场方向向左，则把一负电荷从x1移到x2，电场力向右，电场力做正功，选项C正确，D错误；故选AC.12四个电荷量大小相同的点电荷位于正方形四个角上，电性与各点电荷附近的电场线分布如图所示。ab、cd分别是正方形两组对边的中垂线，O为中垂线的交点，P、Q分别为ab，cd上的两点，OPOQ，下列说法中正确的是AP、Q两点电势相等，场强不同BP点的电势比M点的低CPM两点间的电势差大于QM间的电势差D带负电的试探电荷在Q点的电势能比在M点小【答案】 AD【解析】A、电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密，电场强度越大，根据图象知P点的电场强度比Q点的小.根据电场线与等势面垂直，可知ab与cd是两条等势线，则P与O的电势相等，Q与O的电势也相等，所以P、Q两点的电势相等；故A正确.B、ab连线上各点的电势相等，沿着电场线方向，电势逐渐降低可知，M点比ab连线上各点的电势低，则M点的电势比P点的低；故B错误；C、由于P、Q两点电势相等，所以PM两点间的电势差等于QM间的电势差，故C错误；D、P、Q两点的电势相等，又根据B项分析可知M点的电势比P点的低，则Q点的电势高于M点的电势，而负电荷在电势高处电势能小，所以带负电的试探电荷在Q点的电势能比在M点小；故D正确.故选AD.二、非选择题13现有A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，B30，在A、B两点放置两点电荷qA、qB，测得C点电场强度的方向与AB平行，如图所示。则（1）判断qA、qB的电性（即正、负）。（4分）（2）求qA与qB的比值。（6分）【答案】 A带负电，B带正电18【解析】试题分析：（1）根据电场的叠加可得，两者都带负电（2）根据点电荷电场公式可得sin300=kqAAC2kqABC2得：qAqA=18，14如图所示，在平行金属带电极板MN电场中将电荷量为-410-6C的点电荷从A点移到M板，电场力做负功810-4J，把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功为410-4J，N板接地，设地面为零势面。则(1)A点的电势A是多少？(2)UMN等于多少伏？(3)M板的电势M是多少？【答案】 （1）-100V（2）-300V（3）-300V【解析】(1)A、N间的电势差：UAN=WANq=410-4-410-6V=-100V又UAN=A-N，N=0，则A点的电势为：A=-100V。(2)根据带电粒子做功规律可知：WMA=-WAM=810-4J所以M、N板间的电势差为：UMN=WMNq=WMA+WANq=810-4+410-4-410-6=-300V。(3)由UMN=M-N，N=0，得M板的电势为：M=UMN=-300V15如图所示，带电荷量为+4108C的滑块在电场强度大小为2104NC、方向水平向右的匀强电场中，沿光滑绝缘水平面由M点运动到N点。已知M、N间的距离为01 m。求：（1）滑块所受电场力的大小；（2）M、N两点间的电势差；（3）电场力所做的功。【答案】 （1）810-4N （2）2103V （3）810-5J【解析】（1）滑块所受的电场力为：F=qE=410一82104N=810-4N（2）M、N两点间的电势差为：UMN=Ed=21040.1V=2103V（3）电场力所做的功为：WMN=qUMN=410-82103J=810-5J16如图所示，在竖直平面内有一绝缘“”型杆放在水平向右的匀强电场中，其中AB、CD水平且足够长，光滑半圆半径为R，质量为m、电量为+q的带电小球穿在杆上，从距B点x=5.75R处以某初速v0开始向左运动。已知小球运动中电量不变，小球与AB、CD间动摩擦因数分别为1=0.25、2=0.80，电场力Eq=3mg/4，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8。求：（1）若小球初速度v0=4gR，则小球运动到半圆上B点时受到的支持力为多大；（2）小球初速度v0满足什么条件可以运动过C点；（3）若小球初速度v=4gR，初始位置变为x=4R，则小球在杆上静止时通过的路程为多大。【答案】 （1）5.5mg（2）v04gR（3）44+R【解析】（1）加速到B点：-1mgx-qEx=12mv2-12mv02在B点：N-mg=mv2R解得N=5.5mg（2）在物理最高点F：tan=qEmg解得=370；过F点的临界条件：vF=0从开始到F点：-1mgx-qE(x+Rsin)-mg(R+Rcos)=0-12mv02解得v0=4gR可见要过C点的条件为：v04gR（3）由于x=4R5.75R，从开始到F点克服摩擦力、克服电场力做功均小于（2）问，到F点时速度不为零，假设过C点后前进x1速度变为零，在CD杆上由于电场力小于摩擦力，小球速度减为零后不会返回，则：-1mgx-2mgx1-qE(x-x1)-mg2R=0-12mv02s=x+R+x1解得：s=(44+)R