学年高考物理一轮复习静电场练习试题及答案.docx
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学年高考物理一轮复习静电场练习试题及答案
2020-2021学年高三物理一轮复习练习卷:
静电场
一、单选题
1.电子是原子的组成部分,一个电子带有()
A.1.6⨯10-19C的正电荷B.1.6⨯10-19C的负电荷
C.9.1⨯10-31C的正电荷D.9.1⨯10-31C的负电荷
2.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的是()
A.B.C.D.
3.关于物体带电的电荷量,以下说法中不正确的是()
A.物体所带的电荷量可以为任意实数
B.物体所带的电荷量只能是某些特定值
C.物体带电荷+1.60×10-9C,这是因为该物体失去了1.0×1010个电子
D.物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C
4.如图所示,三角形abc的三个顶点各自固定一个点电荷,A处点电荷受力如图所示,则B处点电荷受力可能是
A.F1B.F2C.F3D.F4
5.如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止.图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是
()
A.M点
B.N点
C.P点
D.Q点
6.如图所示,两个相同的带电小球A、B分别用2L和√3L长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的同一点,当平衡时,小球B偏离竖直方向30°,小球A竖直悬挂且与光滑绝缘墙壁接触若两小球的质量均为m,重力加速度为g.则
A.AB的静电力等于√3mg
2
B.墙壁受的压力等于√3mg
2
C.A球受到细线的拉力等于5mg
4
D.B球受到细线的拉力等于√3mg
4
7.如图所示,三个点电荷q1、q2、q3固定在同一直线上,q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍,每个电荷所受静电力的合力均为零,由此可以判定,三个电荷的电荷量之比为
A.(-9)∶4∶(-36)B.9∶4∶36
C.(-3)∶2∶(-6)D.3∶2∶6
8.用绝缘细线悬挂两个大小相同的小球,它们带有同种电荷,质量分别为m1和m2,带电量分别为
q1和q2,因静电力而使两悬线张开,分别与竖直方向成夹角a1和a2,且两球静止时同处一水平线上,若a1=a2,则下述结论正确的是()
A.q
q1
一定等于q.B.一定满足
=q2
m1m2
C.m1一定等于m2D.必然同时满足q1=q2,m1=m2
9.如图所示带正电的金属圆环竖直放置,其中心处有一电子,若电子某一时刻以初速度v0从圆环中心处水平向右运动,则此后电子将()
A.做匀速直线运动
B.做匀减速直线运动
C.以圆心为平衡位置振动
D.以上选项均不对
10.如图,边长为a的立方体ABCD-A'B'C'D'八个顶点上有八个带电质点,其中顶点A、C'电量分别为q、Q,其他顶点电量未知,A点上的质点仅在静电力作用下处于平衡状态,现将C'上质
点电量变成-Q,则顶点A上质点受力的合力为(不计重力)()
A.kQq
a2
B.2kQq
3a2
C.kQq
3a2
D.0
11.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是()
A.甲图中与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D.丁图中非匀强电场中的a、b两点
12.如图,有一带电荷量为+q的点电荷与表面均匀带电圆形绝缘介质薄板相距为2d,此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心.若图中a点处的电场强度为零,则图中b点处的电场强度大小是()
A.0B.k
C.k
D.k
q9d2q
d2q9d2
-kqd2
+kqd2
13.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度v与时间t的关系图象如图所示则此电场的电场线分布可能是选项图中的
A.B.C.D.
14.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,∠MOP=60︒
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E1;若将
N点的点电荷移至P点,则O点电场强度的大小变为E2则E1与E2之比为()
A.1:
2B.2:
1C.2:
D.4:
15.如图所示,两个等量异种点电荷,关于原点O对称放置,下列能正确描述其位于x轴上的电场或电势分布随位置x变化规律正确的是()
A.B.
C.D.
16.如图所示,两电荷量分别为-Q和+2Q的点电荷固定在直线MN上,两者相距为L,以+2Q的
L
点电荷所在位置为圆心、为半径画圆,a、b、c、d是圆周上四点,其中a、b在MN直线上,c、
2
d两点连线垂直于MN,下列说法正确的是
A.c、d两点的电势相同
B.a点的电势高于b点的电势
C.c、d两点的电场强度相同
D.a点的电场强度小于b点的电场强度
17.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能EP随位移x变化的关系如图所示,其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线,x2~x3段是直线,则下列说法正确的是()
A.x1处电场强度最小,但不为零
B.粒子在0~x2段做匀变速运动,x2~x3段做匀速直线运动
C.在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为:
φ3>φ2=φ0>φ1
D.x2~x3段的电场强度大小方向均不变
18.如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为ϕM、ϕN,粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EPM、EPN.下列判断正确的是
A.vM C.ϕM<ϕN,EPM B.vM D.aM 19.如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O,下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是() A.O点的电场强度为零,电势最低 B.O点的电场强度为零,电势最高 C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高D.从O点沿x轴正方向,电场强度增大,电势降低 20.图中虚线为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子M、N质量相等,所带电荷的绝对值也相等.现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚线的交点,已知O点电势高于c点.若不计重力,则 A.M带负电荷,N带正电荷 B.N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C.N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 D.M在从O点运动至b点的过程中,电场力对它做的功等于零 21.如图所示,A、B、C、D为匀强电场中一个长方形的四个顶点,E、F分别为AB、CD的中点, AD边长度为10cm,AB边长度为15cm已知A、B、D三点的电势分别为9.0V、3.0V、12.0V,长方形所在平面与电场线平行,则() A.C点的电势为零B.电场沿AF方向 C.电场强度大小为50V/mD.电场强度大小为40V/m 1 22.如图所示,半径为40cm的圆处在竖直平面内,存在与OA方向平行的匀强电场位于圆上的S点有一放射源向各个方向发射质子(1H),质子能够到达圆上任一位置,到达A点的质子动能的增量为120eV,已知∠OSA=30°,则此匀强电场的场强大小为() A.100V/mB.1003V/mC.200V/mD.2003V/m 23.下列图中,a、b、c是匀强电场中的三个点,各点电势φa=10V,φb=2V,φc=6V,a、b、c 三点在同一平面上,图中电场强度的方向表示正确的是() A.B. C.D. 24.下列措施中属于静电防范的是 A.静电除尘B.静电喷涂C.良好接地D.保持空气干燥 25.如图所示,左边为一带正电的小球,右边为一金属圆环,外壳接地,电场线的分布如图所示,则下列说法正确的是() A.a点的电势高于b点的电势 B.c点的电场强度大于d点的电场强度 C.若将一负试探电荷由c点移到d点,其电势能增大 D.若将一正试探电荷沿金属环的外表面移动半圆,电场力不做功 26.一金属容器置于绝缘板上,带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图所示. 容器内表面为等势面,A、B为容器内表面上的两点,下列说法正确的是() A.A点的电场强度比B点的大 B.小球表面的电势比容器内表面的低 C.B点的电场强度方向与该处内表面垂直 D.将检验电荷从A点沿不同路径移到B点,电场力所做的功不同 27.一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比() A.Ea最大 B.Eb最大 C.Ec最大D.Ea=Eb=Ec 28.下列公式不是比值定义式的是() A.v=x t B.a=F m C.E=F q D.C=Q U 29.对电容C=Q,以下说法正确的是() U A.电容器充电电荷量越多,电容增加越大 B.电容器的电容跟它两极板间所加电压成反比 C.电容器的电容越大,所带电荷量就越多 D.对于确定的电容器,它所带的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变30.如图所示,平行板电容器与电源连接,下极板B接地,开关S闭合,一带电油滴在电容器中的P点处于静止状态下列说法正确的是() A.保持开关闭合,A板竖直上移一小段距离,电容器的电容增大 B.保持开关闭合,A板竖直上移一小段距离,P点的电势将升高 C.保持开关闭合,A板竖直上移一小段距离过程中,电流计中电流方向向右 D.开关S先闭合后断开,A板竖直上移一小段距离,带电油滴向下运动 31.一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中,在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点,电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是() A.加速度增大、动能减小、电势能增大 B.加速度减小,动能增大、电势能减少 C.加速度增大,动能增大,电势能减少 D.加速度减小,动能减少,电势能增大二、多选题 32.下列说法正确的有() A.一个物体带负电是因为物体失去了电子 B.利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电 C.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引 D.电荷量是能连续变化的物理量 33.如图是表示在同一电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象,那么下列叙述正确的是() A.这个电场是匀强电场 B.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ed>Ea>Eb>Ec C.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea>Ec>Eb>Ed D.a、b、d三点的场强方向相同 34.如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行.小球A的质量为m、电量为 q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B,两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k,重力加速度为g,两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上,则() A.小球A与B之间库仑力的大小为 kq2 d2 B.当q=时,细线上的拉力为0 d C.当q=时,细线上的拉力为0 d D.当q=时,斜面对小球A的支持力为0 d 35.两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示,c时两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则() A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.c点的电场强度比d点的大 D.c点的电势比d点的低 36.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EPA、EPB.下列说法正确的是() A.电子一定从A向B运动 B.若aA>aB,则Q靠近M端且为正电荷 C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EPA D.B点电势可能高于A点电势 37.在竖直向上的匀强电场中,有两个质量相等、带异种电荷的小球A、B(均可视为质点)处在同一水平面上.现将两球以相同的水平速度v0向右抛出,最后落到水平地面上,运动轨迹如图所示,两球之间的静电力和空气阻力均不考虑,则 A.A球带正电,B球带负电 B.A球比B球先落地 C.在下落过程中,A球的电势能减少,B球的电势能增加 D.两球从抛出到各自落地的过程中,A球的动能变化量比B球的小 38.在如图所示的M、N两点固定两点电荷,两点电荷所带电荷量分别为+Q1、−Q2,O点为MN的中点,A点为虚线上N点右侧的点,试探电荷放在A点时刚好处于静止状态,规定无穷远处的电势为零则下列说法正确的是() A.由于试探电荷在A点静止,则A点的电势为零 B.试探电荷可能静止在虚线上的另一位置C.φM−φO>φO−φN D.正粒子沿虚线由A点移动到O点的过程中,电场力先做正功后做负功 39.匀强电场中有一条直线,A、B、C为该直线上的三点,且AB=BC若A、B两点的电势分别为 5V、11V,则下列叙述正确的是() A.电场线方向由B指向A B.C点的电势为17V C.正的检验电荷从A点运动到B点的过程,其电势能不一定增大 D.将负的检验电荷(不计重力)无初速放入该电场中的A点,则该检验电荷将沿直线运动 40.如图所示,实线为正电荷与接地的很大平板带电体电场的电场线,虚线为一以点电荷为中心的圆,a、b、c是圆与电场线的交点.下列说法正确的是() A.虚线为该电场的一条等势线 B.a点的强度大于b点的强度 C.a点的电势高于b点的电势 D.检验电荷-q在b点的电势能比c点的大 41.如图,C为中间插有电介质的电容器,b极板与静电计金属球连接,a极板与静电计金属外壳都接地开始时静电计指针张角为零,在b板带电后,静电计指针张开了一定角度以下操作能使静电 计指针张角变大的是() A.将b板也接地 B.b板不动、将a板向右平移 C.将a板向上移动一小段距离 D.取出a、b两极板间的电介质三、解答题 42.如下图所示,有一水平向左的匀强电场,场强为E=1.25⨯104N/C,一根长L=1.5m、与水平方向的夹角为θ=37︒的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中,杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5⨯10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0⨯10-6C,质量 m=1.0⨯10-2kg.现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动.(静电力常量 k=9.0⨯109N? m2/C2,取g=10ms2,sin37︒=0.6,cos37︒=0.8)求: (1)小球B开始运动时的加速度为多大? (2)小球B的速度最大时,与M端的距离r为多大? 43.如图所示,在E=103V/m的竖直匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接,半圆形轨道平面与电场线平行,其半径R=40cm,N为半圆形轨道最低点, P为QN圆弧的中点,一带负电q=10-4C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数μ= 1.15,位于N点右侧1.5m的M处,取g=10m/s2,求: (1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则小滑块应以多大的初速度v0向左运动? (2)这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大? 44.如图所示,在水平向右的匀强电场中,一质量为m=0.1kg、电荷量为q=2.0×10-4C的带电小球用一端固定于O点的绝缘轻绳连接恰好能静止在图中的P位置.轻绳OP与竖直方向成37°角,且轻绳 OP的长度为L=0.2m,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求: (1)小球的带电性质; (2)该匀强电场的场强大小; (3)若将带电小球从最低点Q静止释放,则小球到达P点时的速度. 参考答案 1.B 【详解】 电子是原子的组成部分,一个电子带有1.6⨯10-19C的负电荷,故B正确,ACD错误。 2.B 【详解】 由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以验电器的上端应带上与小球异号的电荷,而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷;故ACD项错误,B项正确。 3.A 【详解】 AB.物体所带的电荷量只能是某些特定值,不可以为任意实数,选项A错误,符合题意;选项B 正确,不符合题意; C.物体带电荷+1.60×10-9C,这是因为该物体失去了1.0×1010个电子,选项C正确,不符合题意; D.物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C,任何带电体所带电量都是1.6×10-19C的整数倍,选项D正确,不符合题意。 4.B 【详解】 A处点电荷所受静电力大小为F,根据库仑定律,结合平行四边形定则及几何关系可以知道,C处电荷对A处电荷的电场力为引力,B处电荷对A处电荷的电场力为斥力,C处电荷与A处电荷为异种电荷,A处电荷与B处电荷为同种电荷,所以可得C处电荷对B处电荷的电场力为引力,A处电荷 对B处电荷的电场力为斥力,根据平行四边形定则可得则B处点电荷受力可能F2,故B正确, A、C、D错误;故选B. 5.C 【解析】 由库仑定律,可得两点电荷间的库仑力的方向在两者的两线上,同种电荷相互排斥,由牛顿第二定律,加速度的方向就是合外力的方向,故C正确,ABD错误. 【考点定位】考查库仑定律和牛顿第二定律. 6.C 【详解】 AD.对B球受力分析,如图所示: 根据共点力平衡得,A、B两球的静电力为: 𝐹=𝑚𝑔sin30°=1𝑚𝑔,B球受到的细线拉力为: 𝑇= 𝐵2𝐵 𝑚𝑔cos30°=√3𝑚𝑔;故A项错误,D项错误. 2 BC.对A球受力分析,如图所示,根据平衡有: 𝑁=𝐹cos30°=1𝑚𝑔⋅√3=√3𝑚𝑔,则根据牛顿第三 𝐴224 定律知墙壁受的压力为𝑁′=√3𝑚𝑔;细线的拉力为: 𝑇=𝑚𝑔+𝐹cos30°=𝑚𝑔+1𝑚𝑔×1=5𝑚𝑔; 4 故B错误,C正确.7.A 𝐴𝐴 224 【详解】 若q2为负电荷,假设q1带负电,要使q2平衡则q3也应带负电,但此时q1、q3因都受斥力而不平衡,故q1带正电,同理分析q3带正电。 若同理也可能是q1、q3带负电,q2带正电。 由于三个电荷均处于平衡状态,所以 对q1有: kq1q2=kl2 q1q3 (l+l)2 …① 对q2有: 112 kq1q2l2 =kq2q3② l2 12 对q3有: kq3q2=kl2 q1q3 (l+l)2 …③ 212 联立①②③可解得: q: q: q =(l1+l2)2: 1(l1+l2)2 123 : l2l1 根据题意可知l2=2l1,所以 由于q1、q3是同种电荷,故 9 q1: q2: q3= 4 : 1: 9 q1: q2: q3=-9: 4: -36或q1: q2: q3=9: -4: 36; A.(-9)∶4∶(-36),与结论相符,选项A正确; B.9∶4∶36,与结论不相符,选项B错误; C.(-3)∶2∶(-6),与结论不相符,选项C错误; D.3∶2∶6,与结论不相符,选项D错误;8.C 【详解】 题中电荷电量可能不同,也可能相同,但各自所受的电场力大小却相同,方向相反;由于它们与竖直线所成的角度相等,且两球同处一水平线上,所以根据共点力平衡条件可确定,它们的质量一定相等。 故C正确,ABD错误; 故选C。 9.C 【详解】 将圆环分成无数个正点电荷,再用点电荷场强公式和场强叠加原理求出v0方向所在直线上的场强分布即可.由场强叠加原理易知,把带电圆环视作由无数个点电荷组成,则圆环中心处的场强为0,v0所在直线的无穷远处场强也为0,故沿v0方向从圆心到无穷远处的直线上必有一点场强最大.从O点沿v0方向向右的直线上各点的场强方向处处向右.再由对称性知,沿v0方向所在直线上的O点左方也必有一点场强最大,无穷远处场强为零,方向处处向左.故电子在带电圆环所施加的电场力作用下将向右减速至零,再向左运动,当运动到O点处时,速度大小仍为v0,并向左继续运动至速度也为零(这点与O点右方的速度为零处关于O点对称),然后往复运动.在整个运动过程中,F电是个变力,故加速度也是变化的,故C正确,ABD错误。 10.B 【详解】 A点上的质点仅在静电力作用下处于平衡状态,说明除C'点以外的其它电荷对A点电荷的作用力与
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