2024届寒假物理专项训练材料：静电场作业解析（含答案）

2024届第一中学寒假物理专项练5——静电场

一、单选题：

1.直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、X两点坐标如图。M、N两点各固

定一正点电荷，一电量为。的负点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静

电力常量用上表示，若将该负点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为（）

卜

*™

M0Nx

G(0,-a)

A.华,沿y轴负向B.奖，沿y轴负向

C.斗孳，沿y轴正向D.普，沿y轴正向

4a4a-

2.真空中两个点电荷Q/、Q分别固定于x轴上x/=0和垃=4。的两点，在它们的连线

上场强E与x关系如图所示（取无轴正方向为场强正方向，无穷远处为电势零点），以下

B.。与。2的电荷量之比是1:3

C.无轴上。处的电势小于零

D.正点电荷q在x轴上2a处的电势能比在3a处的小

3.为测定电场中某点的电场强度，先在该点放一点电荷，电荷量为+私测得该点的电

场强度为思；再在该点改放另一个点电荷，电荷量为-2g,测得该点的电场强度为Ez

则（）

A.EI=E2,方向相同B.EI=E2,方向相反

C.EI<E2,方向相同D.EI>E2,方向相反

4.如图所示的非匀强电场中，如果电荷量q=l（T5C的正点电荷仅在电场力的作用下由

A点移动到B点，电场力做功为8X10FJ,贝I］（）

A

B

A.电场中A、B两点间的电势差为80V

B.该点电荷由A点移到B点电势能增加了8X1CF3J

C.该点电荷由A点移到B点动能能减少了8X10FJ

D.该点电荷受到电场力的大小，在A点时比在B点时大

5.如图所示，A、B是两块平行带电的金属板。A板带负电，B板与大地相接，两板

间尸点处固定一带负电的油滴。设尸点的场强大小为E,电势为夕，油滴在尸点的电势

能为丸。现将A、B两板水平错开一段距离（两板间距不变），则（）

A.静电计指针张角减小，。变小

B.静电计指针张角不变，。变大

C.静电计指针张角变大，E变大

D.静电计指针张角变大，纥变小

6.如图所示，A、B两小球带等量异种电荷，电荷量为q,A球被一根绝缘轻绳系于。

点，B球固定在绝缘轻杆上，两球稳定时位于同一高度，轻绳与竖直方向夹角为60。。

已知两球质量均为m,重力加速度为g,静电力常量为鼠则下列说法正确的是（）

A.A、B两球距离初

B.绳拉力大小为百

C.B球对轻杆的作用力大小为2772g

试卷第2页，共4页

D.若B球电荷量变为原来的2倍，稳定后，A、B间库仑力大小变为原来的2倍

7.如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用

下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，”b是轨迹上的两点。下列判断正确的是

B.。点电势大于6点电势

C.带电粒子从。到6动能减小D.带电粒子从。到b电势能减小

8.如图所示，甲中是某电场中的一条电场线。若将一负电荷从A点处由静止释放,

负电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度图像如图乙所示。关于4

8两点的电势高低和场强大小关系，下列说法正确的是()

甲乙

A.(pA〉(pB,EA>EBB.(pA>(pB,&<EB

C.(pA<(pB,EA>EBD.(pA<(pB,EAVEB

二、多选题：

9.真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为

机、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37。。现将该小球

从电场中A点以初速度%竖直向上抛出，经过最高点8后回到与A在同一水平线上的C

点，已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,贝()

4a

A.小球所受的电场力为B.小球在最高点8的动能为瓦加力

C.小球在C点的机械能比在A点多色切片D.小球在C点的动能为今瓯

10.两点电荷M、N分别固定在x=-20cm和坐标原点处，所形成电场的电势在x轴上

的分布如图所示，图线与x轴交于与处，x=20cm处电势最低，取无穷远处电势为0,

一正电荷4自看处由静止释放，则()

A.%处的电场强度为0

B.电荷V、N所带电量大小之比为4:1

C.正电荷q运动的过程中，加速度先增大后减小

D.正电荷4运动的过程中，电势能先减小后增大

三'计算题：

11.电子经过电场加速后射入偏转电场。已知加速电场两极板间电压为U/,偏转电场

两极板间电压为U2,极板长为L相距为d,电子质量为处电荷量为e,（重力不计）。

求：

（1）电子离开加速电场时速度大小Vo；

（2）电子离开偏转电场时竖直方向的位移大小y；

（3）某同学认为将一价氢离子、一价氢离子和二价氢离子的混合物由静止开始进入该

装置，它们会分离为三股粒子束。你认为这位同学的看法是否正确，请说明理由。

试卷第4页，共4页

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2024届第一中学寒假物理专项练5答案

1.D

【详解】因负点电荷。在。点时，G点的场强为零，则可知M、N两点的正点电荷在G点

形成的电场的合场强与负点电荷。在G点产生的场强等大反向，大小为

a

将该负点电荷移到G点，负点电荷。在H点的场强大小为

ET旦.丝

22

(2a)4a2

由对称性可知，M、N两点的正点电荷在G点的场强与在H点的场强等大反向，则H点的

合场强大小为

3kQ

E=E—E=

124a2

方向沿y轴正向。

故选D。

2.C

【详解】A.根据图像可知，0/为x轴负向，a-4a为无轴正向，所以Q/、Q都带负电，故A

错误；

B.因为处场强为零，根据

a"(3a)-

可知Q与Q的电荷量之比是1:9,故B错误；

C.由于两个电荷都带负电，取无穷远处为电势零点时，电场中各点的电势都小于零，所以尤

轴上。处的电势小于零，故C正确;

D.正点电荷从2a处运动到3a处电场力做正功，电势能减小，故D错误.

3.A

【详解】电场强度由电场本身决定，与放入的检验电荷电性、电量无关，故目=及，方向相

同。

故选Ao

4.D

【分析】根据电场力做功公式W=qU求解A、B两点间的电势差.电场力做功多少.电荷

的电势能就减小多少.由电场线的疏密判断出场强的大小，再分析电场力的大小.

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【详解】A、B两点间的电势差。.二色生=蒙'丫=800丫.故A错误.正电荷由A点移

动到B点，电场力做功为8xlO，J,电势能减小了8X10-3J,动能能增加了8X1CP3J,故BC

错误；由电场线分布可知，A处场强大于B处场强，由F=Eq分析得知，该点电荷在A点

时受到电场力的大小比在B点时大.故D正确.故选D.

5.C

【详解】电容器上下极板错开，正对面积减小，所带电荷量Q不变，根据

联立得

4兀kdQ_4%左Q

可知两极板间电势差U增大（静电计指针张角变大），电场强度E增大；因为A极板带负电,

所以

0<0,q<0

U

BP=-(P=EdBP,Ev=q(p

可知。变小，丸变大。

故选C。

6.C

【详解】AB.对A球分析，受重力mg、绳的拉力T和库仑力R由平衡条件得

Tsin60=F=k'

r~

Tcos60=mg

解得

kq1

F=-Jimg,T=2mg,r=

•fimg

故AB错误；

C.对B球分析，受重力,咫、库仑力厂和轻杆的作用力N,由平衡条件得

根据牛顿第三定律可知B球对轻杆的作用力大小为2mg,故C正确;

答案第2页，共6页

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D.若B球电荷量变为原来的2倍，稳定后，A球会绕O点转动使得轻绳与竖直方向夹角变

大,A、B间距离变小，A、B间库仑力大小会大于原来的2倍，故D错误。

故选C。

7.C

【详解】A.根据电场线的疏密表示电场强度的强弱，可知。点场强大于6点场强，A错误；

B.根据顺着电场线方向，电势降低，可知。点电势小于b点电势，B错误；

CD.粒子的运动轨迹向左弯曲，粒子受到的电场力沿电场线向左，若粒子从。到6,电场

力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，D错误，C正确。

故选C。

8.C

【详解】负电荷从A由静止释放（初速度为0）后，能加速运动到8,说明负电荷受到的静

电力方向从A指向B，那么电场方向就是由2指向4由于沿电场线方向电势逐渐降低，所

以A、8两点的电势关系是例<08；负电荷从A运动到8的过程中，它的加速度是逐渐减

小的（题图乙中曲线切线的斜率表示加速度），由牛顿第二定律知，负电荷从A运动到B时，

F

受到的静电力是逐渐减小的，由石=一知，EA>EB。

q

故选c。

9.BCD

A.如图所示，根据题意可知，小球重力与电场力的合力方向与竖直方向的夹角为37。，由

几何关系可得，小球所受的电场力为

3

F=mgtan37°=—mg

A错误；

B.根据题意可知，小球在竖直方向上做匀减速运动，由运动学公式

v=v0+at

可得，运动到B点的时间为

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g

由牛顿第二定律可得，小球在水平方向上的加速度为

F3

%7=1

则小球运动到B点的速度为

3

以="二］%

则小球在最高点B的动能为

%=6铲甯

B正确;

C.根据对称性可知，小球运动到C点的时间为

则AC间的水平位移为

由功能关系可知，小球从A运动到C,机械能的增加量为

即小球在C点的机械能比在A点多电崂，故C正确；

8

D.根据题意，由对称性可知，小球运动到C点时，竖直分速度为竖直向下的，由运动学公

式可得，小球运动到C点时的水平分速度为

则小球在C点的速度为

则小球在C点的动能为

D正确；

故选BCDo

10.BD

答案第4页，共6页

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【详解】A.。-x图像，斜率表示电场强度，在可处的图像斜率不为零，则电场强度也不为

零，故A错误；

B.x=20cm处图像斜率为零，则满足

(40cm)2(20cm)2

所以电荷Af、N所带电量大小之比为

故B正确；

c.一正电荷q自％处由静止释放，根据电势变化情况可知，自不处右侧场强方向先沿了轴

正方向后