届高考物理一轮巩固练习静电场含答案.docx
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届高考物理一轮巩固练习静电场含答案
2021届高考物理一轮巩固练习:
静电场含答案
复习:
静电场*
一、选择题
1、(多选)一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
两板间有一个正检验电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容,E表示两板间的场强,φ表示P点的电势,Ep表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向左平移一小段距离L0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是( )
2、a和b是点电荷电场中的两点,如图所示,a点电场强度Ea与ab连线夹角为60°,b点电场强度Eb与ab连线夹角为30°,则关于此电场,下列分析中正确的是( )
A.这是一个正点电荷产生的电场,Ea∶Eb=1∶
B.这是一个正点电荷产生的电场,Ea∶Eb=3∶1
C.这是一个负点电荷产生的电场,Ea∶Eb=
∶1
D.这是一个负点电荷产生的电场,Ea∶Eb=3∶1
3、电场中某三条等势线如图中实线a、b、c所示。
一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q,已知电势φa>φb>φc,这一过程电子运动的vt图象可能是下图中的( )
A B C D
4、(多选)如图所示,一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点,另一端系一带电小球,置于水平向右的匀强电场中,现把细线水平拉直,小球从A点由静止释放,经最低点B后,小球摆到C点时速度为0,则( )
A.小球在B点时速度最大
B.小球从A点到B点的过程中,机械能一直在减少
C.小球在B点时细线的拉力最大
D.从B点到C点的过程中小球的电势能一直增加
5、(多选)如图所示,真空中有一点电荷甲固定在O点,虚线是其在周围空间产生的电场的三个等势面,且相邻的两个等势面间电势差相同。
实线是点电荷乙在电场中运动轨迹,S、M、N为运动轨迹与等势面的交点,下列说法一定正确的是( )
A.电势φM>φSB.甲、乙为同种电荷
C.电势能EPM>EPND.场强大小ES>EN
6、(双选)反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类,沿着它身体的长度方向分布着电器官,这些器官能在鱼周围产生电场,如图为反天刀周围的电场线分布示意图,A、B、C为电场中的点,下列说法正确的是( )
A.头部带负电
B.A点电场强度大于B点电场强度
C.负离子运动到A点时,其加速度方向向右
D.图中从A至C的虚线可以是正离子的运动轨迹
7、如图所示,真空中两等量异种点电荷Q1、Q2固定在x轴上,其中Q1带正电.三角形acd为等腰三角形,cd边与x轴垂直且与x轴相交于b点,则下列说法正确的是( )
A.a点电势高于b点电势
B.a点场强小于b点场强
C.将电子从a点移动到c点,电场力做正功
D.将电子从d点移动到b点,电势能不变
*8、(双选)已知均匀带电球体在其外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,而均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零。
现有一半径为R、电荷量为Q的均匀带电绝缘球体,M、N为一条直径上距圆心O为
R的两点,静电力常量为k,则( )
A.M、N点的电场强度方向相同
B.M、N点的电场强度方向相反
C.M、N点的电场强度大小均为
D.M、N点的电场强度大小均为
*9、(多选)某带电金属棒所带电荷均匀分布,其周围的电场线分布如图所示,在金属棒的中垂线上的两条电场线上有A、B两点,电场中另有一点C。
已知A点到金属棒的距离大于B点到金属棒的距离,C点到金属棒的距离大于A点到金属棒的距离,则( )
A.A点的电势高于B点的电势
B.B点的电场强度大于C点的电场强度
C.负电荷在A点的电势能小于其在B点的电势能
D.将正电荷沿AC方向从A点移动到C点,电场力做正功
*10、如图所示的装置,可以探究影响平行板电容器电容的因素,关于下列操作及出现的现象的描述正确的是( )
A.电容器与电源保持连接,左移电容器左极板,则静电计指针偏转角增大
B.电容器充电后与电源断开,上移电容器左极板,则静电计指针偏转角增大
C.电容器充电后与电源断开,在电容器两极板间插入玻璃板,则静电计指针偏转角增大
D.电容器充电后与电源断开,在电容器两极板间插入金属板,则静电计指针偏转角增大
*11、水平线上的O点放置一点电荷,图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线,如图所示。
以水平线上的某点O′为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,则下列说法正确的是( )
A.b、e两点的电场强度相同
B.b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差
C.a点电势高于c点电势
D.电子在d点的电势能大于在b点的电势能
*12、如图所示,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,两球之间的距离远大于小球的直径,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( )
A.
FB.
FC.
FD.
F
二、非选择题
1、如图所示,空间内有场强大小为E的匀强电场,竖直平行直线为匀强电场的电场线(方向未知),现有一电荷量为q,质量为m的带负电的粒子,从O点以某一初速度垂直电场方向进入电场,A、B为运动轨迹上的两点,不计粒子的重力及空气的阻力.
(1)若OA连线与电场线夹角为60°,OA=L,求带电粒子从O点到A点的运动时间及进电场的初速度;
(2)若粒子过B点时速度方向与水平方向夹角为60°,求带电粒子从O点到B点过程中电场力所做的功.
2、思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)电场强度反映了电场力的性质,所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比。
()
(2)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。
()
(3)真空中点电荷的电场强度表达式E=
中,Q就是产生电场的点电荷。
()
(4)在点电荷产生的电场中,以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。
()
(5)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。
()
(6)英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
()
2021届高考物理一轮巩固练习:
静电场含答案
复习:
静电场*
一、选择题
1、(多选)一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
两板间有一个正检验电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容,E表示两板间的场强,φ表示P点的电势,Ep表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向左平移一小段距离L0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是( )
【答案】选B、C。
2、a和b是点电荷电场中的两点,如图所示,a点电场强度Ea与ab连线夹角为60°,b点电场强度Eb与ab连线夹角为30°,则关于此电场,下列分析中正确的是( )
A.这是一个正点电荷产生的电场,Ea∶Eb=1∶
B.这是一个正点电荷产生的电场,Ea∶Eb=3∶1
C.这是一个负点电荷产生的电场,Ea∶Eb=
∶1
D.这是一个负点电荷产生的电场,Ea∶Eb=3∶1
【答案】D [
设点电荷的电荷量为Q,将Ea、Eb延长相交,交点即为点电荷Q的位置,如图所示,从图中可知电场方向指向场源电荷,故这是一个负点电荷产生的电场,A、B错误;设a、b两点到Q的距离分别为ra和rb,由几何知识得到ra∶rb=1∶
,由公式E=k
可得Ea∶Eb=3∶1,故C错误,D正确。
]
3、电场中某三条等势线如图中实线a、b、c所示。
一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q,已知电势φa>φb>φc,这一过程电子运动的vt图象可能是下图中的( )
A B C D
A [结合φa>φb>φc,由题图等势线的特点可确定此电场为非匀强电场,且Q点处电场强度小于P点处电场强度,电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q,做加速度越来越小的加速运动,选项A正确。
]
4、(多选)如图所示,一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点,另一端系一带电小球,置于水平向右的匀强电场中,现把细线水平拉直,小球从A点由静止释放,经最低点B后,小球摆到C点时速度为0,则( )
A.小球在B点时速度最大
B.小球从A点到B点的过程中,机械能一直在减少
C.小球在B点时细线的拉力最大
D.从B点到C点的过程中小球的电势能一直增加
BD [小球所受重力和电场力恒定,重力和电场力的合力恒定,小球相当于在重力和电场力的合力及细线的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动。
当小球运动到重力和电场力的合力和细线的拉力共线时(不是B点),小球的速度最大,此时细线的拉力最大,A、C错误;从A点到C点的过程中,小球所受重力做正功,小球摆到C点时速度为0,所以电场力对小球做负功,小球从A点到B点的过程中,机械能一直在减少,B正确;从B点到C点的过程中,小球克服电场力做功,小球的电势能一直增加,D正确。
]
5、(多选)如图所示,真空中有一点电荷甲固定在O点,虚线是其在周围空间产生的电场的三个等势面,且相邻的两个等势面间电势差相同。
实线是点电荷乙在电场中运动轨迹,S、M、N为运动轨迹与等势面的交点,下列说法一定正确的是( )
A.电势φM>φSB.甲、乙为同种电荷
C.电势能EPM>EPND.场强大小ES>EN
BC [本题考查电场强度、电势和电势能等。
由于题中没有给出固定在O点的点电荷甲的电性,不能判断出M、S两点电势高低,选项A错误;根据点电荷乙在电场中运动轨迹可知,甲、乙为同种电荷,选项B正确;点电荷乙在电场中从M运动到N,电场力做正功,电势能减小,电势能EPM>EPN,选项C正确;根据点电荷电场强度公式可知,场强大小ES ] 6、(双选)反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类,沿着它身体的长度方向分布着电器官,这些器官能在鱼周围产生电场,如图为反天刀周围的电场线分布示意图,A、B、C为电场中的点,下列说法正确的是( ) A.头部带负电 B.A点电场强度大于B点电场强度 C.负离子运动到A点时,其加速度方向向右 D.图中从A至C的虚线可以是正离子的运动轨迹 【答案】BD [电场线从正电荷或无穷远处出发,终止于无穷远处或负电荷,根据电场线由鱼的头部出发可知,头部带正电,故A错误;电场线疏密程度表示电场强度大小,A处电场线比B处密,所以A处电场强度大于B处电场强度,故B正确;负离子在A点受到的电场力向左,其加速度方向向左,故C错误;正离子所受的电场力方向沿着电场线的方向,且指向运动轨迹的凹侧,故D正确。 ] 7、如图所示,真空中两等量异种点电荷Q1、Q2固定在x轴上,其中Q1带正电.三角形acd为等腰三角形,cd边与x轴垂直且与x轴相交于b点,则下列说法正确的是( ) A.a点电势高于b点电势 B.a点场强小于b点场强 C.将电子从a点移动到c点,电场力做正功 D.将电子从d点移动到b点,电势能不变 【答案】C 根据等量异号点电荷周围电场的分布情况,Q1带正电,Q2带负电,沿着电场线电势逐渐降低,电场线从b指向a,故b点的电势大于a点电势,A选项错误;离电荷越近,电场强度越大,a点的电场强度大,B选项错误;将电子从a点移动到c点,电场力做正功,C选项正确;d点与b点不在同一个等势面上,将电子从d点移动到b点,电势能变化,D选项错误. *8、(双选)已知均匀带电球体在其外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,而均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零。 现有一半径为R、电荷量为Q的均匀带电绝缘球体,M、N为一条直径上距圆心O为 R的两点,静电力常量为k,则( ) A.M、N点的电场强度方向相同 B.M、N点的电场强度方向相反 C.M、N点的电场强度大小均为 D.M、N点的电场强度大小均为 【答案】BD [根据均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零,知M点的场强等于以O为圆心半径为 R的均匀球体在M点产生的场强,这个球体之外的球壳在M点产生的场强为零,这个球体所带电荷量为q= Q= ,M点的电场强度大小为EM=k = ,方向向左,根据对称性知N点的电场强度大小也为 ,方向向右,故A、C错误,B、D正确。 ] *9、(多选)某带电金属棒所带电荷均匀分布,其周围的电场线分布如图所示,在金属棒的中垂线上的两条电场线上有A、B两点,电场中另有一点C。 已知A点到金属棒的距离大于B点到金属棒的距离,C点到金属棒的距离大于A点到金属棒的距离,则( ) A.A点的电势高于B点的电势 B.B点的电场强度大于C点的电场强度 C.负电荷在A点的电势能小于其在B点的电势能 D.将正电荷沿AC方向从A点移动到C点,电场力做正功 BD [由题图结合电场线的特点可知,该题中金属棒两侧的电场是对称的。 根据电场线的疏密表示电场强度的大小,可知B点的电场强度大于C点的电场强度,选项B正确;根据沿着电场线方向电势逐渐降低,可知A点电势低于B点电势,选项A错误;根据电势能与电势的关系可知,负电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能,选项C错误;将正电荷沿AC方向从A点移动到C点,电场力做正功,选项D正确。 ] *10、如图所示的装置,可以探究影响平行板电容器电容的因素,关于下列操作及出现的现象的描述正确的是( ) A.电容器与电源保持连接,左移电容器左极板,则静电计指针偏转角增大 B.电容器充电后与电源断开,上移电容器左极板,则静电计指针偏转角增大 C.电容器充电后与电源断开,在电容器两极板间插入玻璃板,则静电计指针偏转角增大 D.电容器充电后与电源断开,在电容器两极板间插入金属板,则静电计指针偏转角增大 B [电容器与电源保持连接时两极板间的电势差不变,静电计指针偏转角不变,A错误;与电源断开后,电容器所带电荷量不变,结合U= 和C= 可判断B正确,C、D错误。 ] *11、水平线上的O点放置一点电荷,图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线,如图所示。 以水平线上的某点O′为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,则下列说法正确的是( ) A.b、e两点的电场强度相同 B.b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差 C.a点电势高于c点电势 D.电子在d点的电势能大于在b点的电势能 B [由图看出,b、e两点电场强度的大小相等,但方向不同,而电场强度是矢量,所以b、e两点的电场强度不同,故A错误;根据对称性可知,b、c两点间电势差与e、d两点间电势差相等,故B正确;根据顺着电场线电势逐渐降低可知,离点电荷O越远,电势越低,故a点电势低于c点的电势,故C错误;d点的电势高于b点的电势,由Ep=qφ=-eφ,则知电子在d点的电势能小于在b点的电势能,故D错误。 ] *12、如图所示,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,两球之间的距离远大于小球的直径,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( ) A. FB. FC. FD. F 【答案】A [由于A、B间有吸引力,故A、B带异种电荷。 设A、B带的电荷量分别为Q、-Q,则两球之间的相互吸引力即为静电力: F=k 。 当C球与A球接触后,A、C两球的电荷量都为: q1= 。 当C球再与B球接触后,B、C两球的电荷量都为: q2= = 。 所以此时A、B两球之间的相互作用力的大小为F′= =k = ,故A正确。 ] 二、非选择题 1、如图所示,空间内有场强大小为E的匀强电场,竖直平行直线为匀强电场的电场线(方向未知),现有一电荷量为q,质量为m的带负电的粒子,从O点以某一初速度垂直电场方向进入电场,A、B为运动轨迹上的两点,不计粒子的重力及空气的阻力. (1)若OA连线与电场线夹角为60°,OA=L,求带电粒子从O点到A点的运动时间及进电场的初速度; (2)若粒子过B点时速度方向与水平方向夹角为60°,求带电粒子从O点到B点过程中电场力所做的功. 【答案】 (1) v0= (2) 解析: (1)带电粒子做曲线运动,受力指向轨迹的内侧,电场力方向向上,带电粒子带负电,电场强度方向竖直向下. 水平方向的位移Lsin60°=v0t. 竖直方向的位移Lcos60°= · t2. 联立解得,t= ,v0= . (2)根据运动的合成与分解知识可知,粒子到达B点的速度v= =2v0. 带电粒子从O点到B点过程中,根据动能定理可知, W= mv2- mv . 联立解得电场力做功W= mv = . 2、思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)电场强度反映了电场力的性质,所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比。 () (2)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。 () (3)真空中点电荷的电场强度表达式E= 中,Q就是产生电场的点电荷。 () (4)在点电荷产生的电场中,以点电荷为球心的同一球面上各点的电场强度都相同。 () (5)电场线的方向即为带电粒子的运动方向。 () (6)英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。 () 【答案】 (1)× (2)√(3)√(4)×(5)×(6)√
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