7.静电场(真题)试题.doc

2018年12月27日彩色天空的高中物理组卷一选择题（共20小题）1（2018全国）如图，带箭头的实线表示某静电场的电场线，虚线表示其等势面。已知a、b、c三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c则（）AEaEb，bcBEaEb，abCEaEb，abDEaEc，bc2（2018天津）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M、N，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（）AvMvN，aMaNBvMvN，MNCMN，EPMEPNDaMaN，EPMEPN3（2018北京）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4（2018新课标）如图，三个固定的带电小球a，b和c，相互间的距离分别为ab5cm，bc3cm，ca4cm，小球c所受库仑力的合力的方向平行于a，b的连线，设小球a，b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（）Aa，b的电荷同号，kBa，b的电荷异号，kCa，b的电荷同号，kDa，b的电荷异号，k5（2018浙江）一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以v做直线运动，其vt图象如图所示。粒子在t。时刻运动到B点，3t。时刻运动到C点，以下判断正确的是（）AA、B、C三点的电势关系为BACBA、B、C三点的场强大小关系为ECEBEAC粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功6（2018浙江）真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B（可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为（）ABCD7（2017海南）如图所示，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态。现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动。关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是（）AF逐渐减小，T逐渐减小BF逐渐增大，T逐渐减小CF逐渐减小，T逐渐增大DF逐渐增大，T逐渐增大8（2017浙江）如图所示，在竖直放置间距为d的平行板电容器中，存在电场强度为E的匀强电场，有一质量为m、电荷量为+q的点电荷从两极板正中间处静止释放，重力加速度为g，则点电荷运动到负极板的过程（）A加速度大小为a+gB所需的时间为tC下降的高度为yD电场力所做的功为WEqd9（2017江苏）如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P点，则由O点静止释放的电子（）A运动到P点返回 B运动到P和P点之间返回C运动到P点返回D穿过P点10（2017海南）关于静电场的电场线，下列说法正确的是（）A电场强度较大的地方电场线一定较疏B沿电场线方向，电场强度一定越来越小C沿电场线方向，电势一定越来越低D电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹11（2016全国）测量表明，大地周围空间存在电场，在寻常日子里，平坦的旷野上，竖直向上每升高1m，电势增加100V现有一运动员，身高2m，赤足站在位于旷野的运动场上，若将人视为导体，此运动员头顶与其脚底间的电势差为（）A0B100VC150VD200V12（2016浙江）如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，（）A此时A带正电，B带负电B此时A电势低，B电势高C移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合13（2016天津）如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（）A增大，E增大B增大，EP不变C减小，EP增大D减小，E不变14（2016新课标）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15（2016新课标）如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆带电粒子Q在P的电场中运动运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则（）Aaaabac，vavcvbBaaabac，vbvcvaCabacaa，vbvcvaDabacaa，vavcvb16（2016新课标）关于静电场的等势面，下列说法正确的是（）A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功17（2015新课标）如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为M，N，P，Q，一电子由M点分别到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（）A直线a位于某一等势面内，MQB直线c位于某一等势面内，MNC若电子由M点运动到Q点，电场力做正功D若电子由P点运动到Q点，电场力做负功18（2015山东）直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（）A，沿y轴正向B，沿y轴负向C，沿y轴正向D，沿y轴负向19（2015安徽）已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，0为常量，如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电量为Q，不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为（）A和B和C和D和20（2013全国）图1中A，B是很大的平行导体板，在两板间加上图2所示的周期性矩形电压，其周期T和电压U0都已知（在t0时，A的电势高于B的电势）。在非常靠近A板处放置一带正电的小球，不计重力，已知当t0时释放小球，经电压变化一周期后小球刚好到达B板（但不与B碰）且速度为0若在tT时释放小球，则再经过一周期，小球（）A仍刚好运动到B板处，且速度为0B将与B发生碰撞C运动到A，B问的中点处，且速度为0D回到A板处，且速度为0二多选题（共13小题）21（2018海南）如图，a、b、c、d为一边长为L的正方形的顶点。电荷量均为q（q0）的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k。不计重力。下列说法正确的是（）Ab点的电场强度大小为B过b、d点的直线位于同一等势面上C在两点电荷产生的电场中，ac中点的电势最低D在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零22（2018新课标）如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点，一电荷量为q（q0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是（）A此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为C若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为D若W1W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差23（2018新课标）如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（）Aa的质量比b的大B在t时刻，a的动能比b的大C在t时刻，a和b的电势能相等D在t时刻，a和b的动量大小相等24（2018新课标）图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV下列说法正确的是（）A平面c上的电势为零B该电子可能到达不了平面fC该电子经过平面d时，其电势能为4eVD该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍25（2017江苏）在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确有（）Aq1和q2带有异种电荷Bx1处的电场强度为零C负电荷从x1移到x2，电势能减小D负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大26（2017天津）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aAaB，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EpAEpBDB点电势可能高于A点电势27（2017新课标）一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V下列说法正确的是（）A电场强度的大小为2.5V/cm B坐标原点处的电势为1 VC电子在a点的电势能比在b点的低7eVD电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV28（2017新课标）在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed，点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标（ra，a）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd下列选项正确的是（）AEa：Eb4：1BEc：Ed2：1CWab：Wbc3：1DWbc：Wcd1：329（2016新课标）如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知（）AQ点的电势比P点高B油滴在Q点的动能比它在P点的大C油滴在Q点的电势能比它在P点的大D油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小30（2015天津）如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1，之后进入电场竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（）A偏转电场E2对三种粒子做功一样多B三种粒子一定打到屏上的同一位置C三种粒子运动到屏上所用时间相同D三种粒子打到屏上时的速度一样大31（2015江苏）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是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（）Aa点的电场强度比b点的大Ba点的电势比b点的高Cc点的电场强度比d点的大Dc点的电势比d点的低32（2014新课标）关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（）A电场强度的方向处处与等电势面垂直B电场强度为零的地方，电势也为零C随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向33（2014新课标）如图，在正电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，M30，M、N、P、F四点处的电势分别用M、N、P、F表示，已知MN、PF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（）A点电荷Q一定在MP的连线上B连接PF的线段一定在同一等势面上C将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功DPM三计算题（共4小题）34（2017新课标）真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变。持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点。重力加速度大小为g。（1）油滴运动到B点时的速度；（2）求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。35（2017新课标）如图，两水平面（虚线）之间的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和q（q0）的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求（1）M与N在电场中沿水平方向的位移之比；（2）A点距电场上边界的高度；（3）该电场的电场强度大小。36（2017北京）如图所示，长l1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37已知小球所带电荷量q1.0106C，匀强电场的场强E3.0103N/C，取重力加速度g10m/s2，sin370.6，cos370.8求：（1）小球所受电场力F的大小。（2）小球的质量m。（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。37（2014安徽）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间的距离为d，上板正中有一小孔质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）求：（1）小球到达小孔处的速度；（2）极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量；（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间四解答题（共3小题）38（2016北京）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于版面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离y；（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因已知U2.0102V，d4.0102m，m9.11031kg，e1.61019C，g10m/s2（3）极板间既有电场也有重力场电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的G概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点39（2015新课标）如图，一质量为m、电荷量为q（q0）的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30不计重力。求A、B两点间的电势差。40（2014新课标）如图，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，BOA60，OBOA，将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点，使此小球带电，电荷量为q（q0），同时加一匀强电场，场强方向与OAB所在平面平行现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍，若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点时的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g，求：（1）无电场时，小球到达A点时的动能与初动能的比值；（2）电场强度的大小和方向1234567891011121314151617BDADCCABACACDDDBB1819202122232425262728293031323334BDDADBDBDABACBCABDACABABACDADAD34.【解答】解：（1）方法一：设油滴质量为m，带电荷量为q，增大后的电场强度为E2，根据题中条件可以判断电场力与重力方向相反；对于匀速运动阶段，有qE1mg对于场强突然增大后的第一段t1时间，由牛顿第二定律得：qE2mgma1对于场强第二段t1时间，由牛顿第二定律得：qE2+mgma2由运动学公式，可得油滴在电场反向时的速度为：v1v0+a1t1油滴在B的速度为：vBv1a2t1联立至式，可得：vBv02gt1；方向向上；方法二：选向上为正方向，由动量定理有：mg2t+qE1tqE1tmvmv0解得：vBv02gt1；方向向上；（2）设无电场时竖直上抛的最大高度为h，由运动学公式，有：v022gh根据位移时间关系可得：v0t1+v1t1油滴运动有两种情况：情况一：位移之和x1+x2联立、可得：E2E1+由题意得E2E1，即满足条件，即当或才是可能的；情况二：位移之和x1+x2联立、可得：E2E1+由题意得E2E1，即满足条件，即，另一解为负，不合题意，舍去。答：（1）油滴运动到B点时的速度为v02gt1；（2）增大后的电场强度的大小为E1+，t1和v0应满足的条件为或；或E1+；相应的t1和v0应满足的条件为。35.【解答】解：（1）两带电小球的电量相同，可知M球在电场中水平方向上做匀加速直线运动，N球在水平方向上做匀减速直线运动，水平方向上的加速度大小相等，两球在竖直方向均受重力，竖直方向上做加速度为g的匀加速直线运动，由于竖直方向上的位移相等，则运动的时间相等，设水平方向的加速度大小为a，对M，有：，对N：v0at，可得，解得xM：xN3：1。（2、3）设正电小球离开电场时的竖直分速度为vy，水平分速度为v1，两球离开电场时竖直分速度相等，因为M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍，则有：，解得，因为v1v0+at2v0，则2v0，因为M做直线运动，设小球进电场时在竖直方向上的分速度为vy1，则有：，解得vy1，在竖直方向上有：，解得A点距电场上边界的高度h。因为M做直线运动，合力方向与速度方向在同一条直线上，有：，则电场的电场强度E。答：（1）M与N在电场中沿水平方向的位移之比为3：1（2）A点距电场上边界的高度为；（3）该电场的电场强度大小为。36.【解答】解：（1）根据电场力的计算公式可得电场力FqE1.01063.0103 N3.0103 N；（2）小球受力情况如图所示：根据几何关系可得mg，所以m4104kg；（3）电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则mgl（1cos37），解得：v2m/s。答：（1）小球所受电场力F的大小为3.0103 N。（2）小球的质量为4104kg。（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小为2m/s。37.【解答】解：（1）由解得：（2）对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式，有：mg（h+d）qEd0得电容器两极板间的电压为：UEd电容器所带电荷量QCU得（3）加速过程：mgt1mv减速过程，有：（mgqE）t20mvtt1+t2联立解得：t答：（1）小球到达小孔处的速度为；（2）极板间电场强度大小为，电容器所带电荷量为；（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间为38.【解答】解：（1）电子在加速场中加速，根据动能定理，则有：eU0解得：v0电子在偏转电场