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1、高考物理电磁学知识点之静电场基础测试题及答案(3)一、选择题1如图所示，匀强电场的场强为E，M与N两点间的距离为d，MN与电场线的夹角为，则M、N两点间的电势差为（）AEd BsinEd C cosEd DtanEd2真空中静电场的电势在 x 正半轴随x的变化关系如图所示，x1、x2、x3为 x 轴上的三个点，下列判断正确的是（）A将一负电荷从x1移到 x2，电场力不做功B该电场可能是匀强电场C负电荷在x1处的电势能小于在x2处的电势能Dx3处的电场强度方向沿x 轴正方向3如图所示是示波管的原理示意图，XX 和 YY 上不加电压时，在荧光屏的正中央出现一亮斑，现将XX 和 YY 分别连接如图甲
2、乙所示电压，从荧光屏正前方观察，你应该看到的是图中哪一个图形？ABCD4下列说法正确的是（）A电场不是实物，因此不是物质B元电荷就是电子C首次比较准确地测定电子电荷量的实验是密立根油滴实验，其实验原理是微小带电油滴在电场中受力平衡D库仑定律122kq qFr与万有引力定律122kmmFr在形式上很相似；由此人们认识到库仑力与万有引力是同种性质的力5空间存在着平行于x 轴方向的静电场，P、M、O、N、Q 为 x 轴上的点，P、Q 之间各点的电势 随位置坐标x 的变化如图所示。一个带电粒子仅在电场力作用下从M 点由静止开始沿 x 轴正方向运动，下列说法正确的是A粒子一定带负电BP点的电势低于M 点
3、的电势CM 点的电场强度小于N 点的电场强度D粒子从M 点向 N 点运动的过程中，电势能一直减小6下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘坐标原点O 处电场强度最大的是ABCD7关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是（）A摩擦起电说明通过做功可以创造电荷B摩擦起电说明电荷可以创造C感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了8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
4、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9如图，三个固定的带电小球a、b 和 c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm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，169kBa、b 的电荷异号，169kCa、b 的电荷同号，6427kDa、b 的电荷异号，6427k10如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A 与一灵敏静电计相连，极板B 接地若极板B 稍向上移动一点，由观察到的静电
5、计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（）A两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大B两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小C极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变小D极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变大11 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个带正电的检验电荷固定在 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，表示 P 点的电势，pE表示正电荷在P 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离0l，则下列各物理量与负极板移动距离x 的关系图像正确的是（）ABCD12 如图所示，虚线a、b、c 代表电场中的三条电场线，实线为一
6、带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q 是这条轨迹上的三点，由此可知A带电粒子在P点时的电势能比在Q 点时的电势能大B带电粒子在P点时的加速度大小小于在Q 点时的加速度大小C带电粒子在P 点时的速度大小大于在Q 点时的速度大小D带电粒子在R 点时的动能与电势能之和比在Q 点时的小，比在P点时的大13如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出ab、两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则（）Aa一定带正电，b一定带负电Ba的速度将减小，b的速度将增加Ca的加速度将减小，b的加速度将增加D两个粒子的动能，一个增加一个减
7、小14 如图所示，平行板a、b 组成的电容器与电池E 连接，平行板电容器P 处固定放置一带负电的点电荷，平行板b 接地。现将电容器的b 板向下稍微移动，则()A点电荷所受电场力增大B点电荷在P 处的电势能减少CP 点电势减小D电容器的带电荷量增加15 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P点，用E表示两极板间电场强度，U表示电容器的电压，Ep表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）AE变大，Ep变大 BU变小，Ep不变 CU变大，Ep变小 DU不变，Ep不变16 如图所示是一个平行板电容器,其板
8、间距为d,电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电.现将一个试探电荷q由两极间的A点移动到B点,如图所示,A B两点间的距离为s,连线AB与极板间的夹角为30,则电场力对试探电荷q所做的功等于()AqCsQdBqQsCdC2qQsCdD2qCsQd17 如图所示，在一对带等量异号电荷的平行金属板间，某带电粒子只在电场力作用下沿虚线从 A 运动到 B则（）A粒子带负电B从 A到 B 电场强度增大C从 A 到 B 粒子动能增加D从 A到 B 粒子电势能增加18 如图，电荷量为q1和 q2的两个点电荷分别位于P 点和 Q 点，已知在P、Q 连线至某点R处的电场强度为零，且PR=2RQ，则Aq1=2q2B
9、q1=4q2Cq1=-2q2Dq1=-4q219 如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度()A大小为24 2kQa，方向竖直向上B大小为22 2kQa，方向竖直向上C大小为24 2kQa，方向竖直向下D大小为22 2kQa，方向竖直向下20 如图所示，M、N 两点分别放置两个等量异种电荷，A 是它们连线的中点，B 为连线上靠近 N 的一点，C 为连线中垂线上处于A 点上方的一点。在A、B、C 三点中（）A场强最小的点是C 点，电势最高的点是B 点B场强最小的点是A 点，电势最高的点是C 点C场强最小的点是A
10、 点，电势最高的点是B 点D场强最小的点是C 点，电势最高的点是A点21 两个点电荷Q1、Q2位于 x 轴上 A、B 两点，若取无限远处的电势为零，则在它们形成的电场中，沿x 轴正方向上各点的电势如图所示，且AP PB由图线提供的信息可知AP点的电场强度为零BQ1的电荷量较大C电子沿x 轴从 A 移到 B 的过程中，加速度逐渐减小D电子沿x 轴从 A 移到 B 的过程中，电场力先做正功，后做负功22 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其极板带电量为Q，在两极板之间，用轻质绝缘丝线悬挂质量为m，电量为 q 的带电小球(可看成点电荷)，丝线跟竖直方向成 角时小球恰好平衡，此时小球离右板
11、距离为b，离左板的距离为2b，如图所示，则A小球带正电，极板之间的电场强度大小为sinmgqB小球受到电场力为254kQqbC若将小球移到悬点下方竖直位置，小球的电势能减小D若将细绳剪断，小球经2tanbg时间到达负极23 如图所示，在水平向右的匀强电场中，一质量为m、带电荷为q 的小球，经过P点时速度大小为0v，方向水平向右;经过 Q 点时速度大小也为0v，方向竖直向下，Q 点与 P 点的水平距离与竖直距离相等，重力加速度大小为g,下列说法正确的是A小球从P点到 Q 点的运动过程中速度可能先增大后减小B小球从P 点到 Q 点运动过程中机械能保持不变C小球运动的加速度大小为gD匀強电场的电场强
12、度大小为mgq24 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级板都接地在两极板间有一固定在P 点的点电荷，以E 表示两极板间的电场强度，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25板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为1U，板间场强为1E现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为12d，其他条件不变，这时两极板间电势差2U，板间场强为2E，下列说法正确的是A2121,UUEEB21212,4
13、UUEEC2121,2UUEED21212,2UUEE【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C 解析：C【解析】由题，A、B两点间的距离为d及AB连线与电场方向的夹角为，则这两点沿电场的方向的距离cosdd，A、B两点间的电势差cosUEdEd C 项正确故选C【点睛】解决本题的关键掌握匀强电场的场强公式，注意在公式UEd中，d 表示沿电场线方向上的距离2C 解析：C【解析】【分析】【详解】A从1x移到2x，电势在降低，将一负电荷从高电势到低电势，其电势能增加，则电场力做负功，故A 错误；B由于电势与x的图象斜率表示电场强度，而图象的斜率是变化，因此电场强度是变化，不是匀强电场，故
14、B 错误；C由图像可知，1x处的电势高于2x处的电势，则负电荷在1x处的电势能小于在2x处的电势能，故 C 正确；D从2x到3x的电势升高，则逆着电场线方向，因此3x处的电场强度方向电场强度方向沿x轴负方向，故D 错误。故选 C。3D 解析：D【解析】【分析】示波管的YY偏转电压上加的是待显示的信号电压，XX偏转电极通常接入锯齿形电压，即扫描电压，当信号电压与扫描电压周期相同时，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象。【详解】设加速电场的电压为U1，偏转电场的电压为U2，偏转电极的长度为L，板间距离为d，根据推论得知，偏转距离为214U LyU d，可见，偏转距离与偏转电压U2成正
15、比，由几何知识得知，电子在荧光屏偏转的距离也与偏转电压成正比，则偏转电极XX 上加上随时间作线性变化的电压时，电子在荧光屏偏转的距离与时间也是线性关系，形成一条亮线，若电压是周期性变化，就可以使电子在水平方向不断扫描。在偏转电极YY 上加按正弦规律变化的电压，电子在荧光屏偏转的距离按正弦规律变化，而在偏转电极XX 上加适当频率的扫描电压，水平方向电子不断从右向左匀速扫描，在荧光屏上出现一条正弦曲线；由于X 方向的电压变化的周期为T0，而 Y 方向变化的周期为2T0，所以在2T0时间内 X 方向变化2次，Y 方向变化一次。在荧光屏上将出现由两条线组成的图象；由于开始时X 方向与 Y 方向的电压都
16、是0，所以两条线在坐标原点交叉。故D 正确，ABC 错误，故选D。【点睛】本题关键要清楚示波管的工作原理，要用运动的合成与分解的正交分解思想进行思考，注意两极所加电势差的正负。4C 解析：C【解析】【分析】【详解】A电场是客观的物质存在，选项A 错误；B元电荷是最小的电荷量，电子是实物粒子，选项B 错误；C密立根通过研究微小的带电油滴在匀强电场中受到的电场力与重力平衡，得出了电子的电荷量，选项C 正确；D库仑力和万有引力虽然形式上很相似，但它们是两种不同的相互作用力；库仑定律只适用于真空中两静止的点电荷之间的作用力，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成
17、点电荷。选项D 错误。故选 C。5D 解析：D【解析】【分析】根据电势来确定电场线的方向，再依据电场力方向，从而确定电性；依据电场线方向，确定电势的高低；由图象的斜率来确定电场强度的大小；由粒子运动中，电场力做功的正负来确定电势能变化。【详解】由图可知，粒子从M到Q，电势渐渐降低，且粒子由静止开始运动，因此电场线方向由P到 Q 点，那么粒子带正电，故A 错误；由于电场线方向由P到 Q，则沿着电场线方向，电势降低，那么P点的电势高于M 点的电势，故B 错误；根据 =E x，可知，图象的斜率的绝对值大小表示电场强度的大小，那么M 点的电场强度小于N 点的电场强度，故C 错误；因带电粒子仅在电场力作
18、用下从M 点由静止开始沿x 轴向右运动，电场力做正功，则电势能一直减小，故D 正确；故选D。【点睛】本题要理解电势 随位置坐标x 图象的含义，知道其斜率表示电场强度，掌握沿着电场线方向，电势降低，并理解电场力做功与电势能的变化情况。6B 解析：B【解析】【详解】根据点电荷的电场强度公式2kqEr可得各14圆环上的电荷在O 点的电场场强大小，再根据矢量合成，求出合场强，最后比较它们的大小即可由于电荷均匀分布，则各14圆环上的电荷等效集中于14圆环的中心，设圆的半径为r，则 A 图 O 点处的场强大小为2AkqEr；将 B 图中正、负电荷产生的场强进行叠加，等效两电荷场强方向间的夹角为90，则在
19、O 点的合场强22BkqEr,方向沿 x轴负方向；C 图中两正电荷在O 点的合场强为零，则 C 中的场强大小为2ckqEr，D 图由于完全对称，易得合场强ED=0故 O 处电场强度最大的是图B故答案为B【考点定位】本题考查电场的叠加,要注意采用等效思想及矢量的运算难度：中等7C 解析：C【解析】【详解】摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体，在转移过程中电荷总量是守恒的，故AB错误；感应起电是电荷从物体的一个部分转移到物体另一个部分，且在转移过程电荷总量也是守恒的，并不是从带电的物体转移到原来不带电的物体，故C 正确；D 错误；故选C8A 解析：A【解析】A、当用带电玻璃棒与电容器a 板接触
20、，由于静电感应，从而在b 板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A正确；B、根据电容器的决定式：，将电容器b 板向上平移，即正对面积S减小，则电容 C 减小，根据可知，电量 Q 不变，则电压U 增大，则静电计指针的张角变大，故选项 B 错误；C、根据电容器的决定式：，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容 C 增大，根据可知，电量 Q 不变，则电压U 减小，则静电计指针的张角减小，故选项 C 错误；D、根据可知，电量 Q 增大，则电压U 也会增大，则电容C 不变，故选项D 错误。点睛：本题是电容器动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是电容与哪些因素有什么
21、关系。9D 解析：D【解析】【分析】【详解】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a，b 的连线，可知，a、b 的电荷异号，对小球c 受力分析，如下图所示因 ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此 acbc，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有43FaacFbbc根据库仑定律有2caaQ qFkac，2cbQ qbFkbc综上所得2246433274abqq故 D 正确，ABC 错误。故选D。10D 解析：D【解析】【分析】【详解】由图分析可知电容器极板上的电荷量几乎不变，将极板B 稍向上移动一点，极板正对面积减小，根据公式4SCkd，电容减
22、小，由公式QCU可判断出电容器极板间电压变大，静电计张角增大，故D 正确，ABC 错误【点睛】本题要抓住电荷量不变的条件，根据电容的定义式QCU分析电容如何变化11C 解析：C【解析】【详解】A由电容器的决定式：4SCkd可知 C 与两极板间距离d 成反比，故C 与 x 不是线性关系，故A 错误；B电容器充电后与电源断开，电荷量Q 不变，由:4SCkdQCUUEd可得：4 kQES所以可知电场强度E 是定值，故B 错误；C因负极板接地，电势为零，所以P点电势为：()PE LxL 为 P 点到负极板的初始距离，因为E 不变，随 x增大而线性减小，故C 正确；D由：pEq可知pE与成正比，故也随x
23、 增大而线性减小，故D 错误。故选 C。12C 解析：C【解析】【详解】A以 b电场线为例，结合曲线运动轨迹、速度、合外力三者位置关系，可知该粒子在b电场线处受到的电场力向右，又由于粒子带负电，所以该处电场强度向左，所以P点电势大于 Q 点电势，所以粒子在P点电势能小于Q 点。A 错误BP点电场线比Q 点密集，所以P点加速度大于Q 点。B 错误C从 P到 Q 电场力做负功，所以P点动能大于Q 点，因此 P点速度大于Q 点，C 正确D因为全程只受电场力，所以动能和电势能之和是定值，D 错误13C 解析：C【解析】【详解】带电粒子做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，由于电场线的方向不知，所以粒
24、子带电性质不确定，故A 错误；从题图中轨迹变化来看速度与力方向的夹角小于90所以电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，故BD 错误；电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以a受力减小，加速度减小，b 受力增大，加速度增大，故C 正确。14B 解析：B【解析】【详解】A.因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B 板下移，则板间距离d 增大，则板间电场强度E 变小，由F=Eq 可知电荷所受电场力变小，故A 错误；BC.板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由U=Ed知，P与a板的电压减小，而a的电势不变，故P 的电势升高，由EP=q而 q 为负值，故电势能减小，故B 正确
25、，C 错误；D.由 Q=CU，又有4SCkd，故 C 减小，Q 减小，故D 错误。15B 解析：B【解析】【分析】【详解】电容器充电后断开电源后，电容器的电量不变，板间距离减小，根据电容的决定式：4SCkd，可知电容器的电容增大，又有：4SCkUCddQEU、，可得推论公式4 kQES所以电容器中电场强度E只与电量及极板面积有关，与极板距离无关。E不变，P点距离下极板距离h不变，EpEh不变，UEd，E不变d变小，所以U变小。因此B正确ACD错误。故选 B。16C 解析：C【解析】【详解】由电容的定义式C=Q/U 得板间电压U=Q/C，板间场强E=U/d=Q/Cd 试探电荷q 由 A 点移动到
26、 B 点，电场力做功为：sin302qQsWqEsCd，选项 C 正确，ABD 错误，故选C。【点睛】本题只要抓住电场力具有力的一般性质，根据功的一般计算公式就可以很好地理解电场力做功，并能正确计算功的大小17C 解析：C【解析】【详解】一对带等量异号电荷的平行金属板间的电场为匀强电场，则从A 到 B 电场强度不变，带电粒子受到的电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场力的方向与电场强度的方向相同，且与带电粒子的速度方向夹角为锐角，则可判断粒子带正电，电场力对带电粒子做正功，从A 到 B电势能减少，动能增加，故C 正确18B 解析：B【解析】【分析】【详解】已知点 R处的电场强度为零，可知两点电荷的电性
27、相同根据题述，q1和 q2在点 R处的电场强度大小相等，方向相反，由真空中点电荷周围的场强公式2kQEr知，122212kqkqrr，将r1=2r2代入，可得q1=4q2，故 B 正确 ACD错误。故选 B。19C 解析：C【解析】【详解】四个点电荷中处于对角线上的两个正负点电荷产生的电场强度的方向沿对角线方向且由正电荷指向负电荷，四个点电荷中任意一个点电荷在对角线交点处产生的电场强度大小为2222()2kQkQEaa，根据叠加原理，正方形两条对角线交点处的电场强度24 2kQEa总，方向竖直向下.故 C正确，ABD错误故选 C20A 解析：A【解析】【详解】根据等量异种电荷电场线的分布，知道
28、EBEAEC，场强最小的是C 点。等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，知A C，沿着电场线方向电势逐渐降低，异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，知BA，所以电势最高点是B点；故 A 正确，BCD错误。21B 解析：B【解析】【详解】A、该图象的斜率等于场强E，则知 P点电场强度不为零，A 错误；B、如果 Q1和 Q2为等量异种电荷，点连线中垂线是等势面，故连线中点为零电势点；由于APPB，故 Q1Q2，B 正确；C、从 x 图象的斜率可知，A 到 B 的区间电场强度先减小后增大，故电子在沿x 轴从 A移到 B 的过程中，受到的电场力先减小后增大，加速度也是先减小后增大，C 错误；D、电
29、子沿x 轴从 A 移到 B 的过程中，电场力方向始终指向x 轴负方向，与电子移动方向相反，故电场力一直做负功，D 错误22D 解析：D【解析】由题意可知，小球带正电，匀强电场方向向右，小球受竖直向下的重力mg、水平向右的电场力 qE、沿细线斜向上的拉力F 作用，处于平衡状态.受力如图所示.由平衡条件可得TsinqE，Tcosmg，可得tanmgEq，故 A 错误；B、小球受到电场力为tanmgF电，故 B 错误；C、将小球移到悬点下方竖直位置，电场力水平向右，运动方向向左，电场力做负功，小球的电势能增大，故C 错误；D、剪断细线后，小球将沿电场力qE和重力 mg 的合力方向做初速度为零的匀加速
30、直线运动.此运动可看作是水平方向的初速度为零、加速度qEam的匀加速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动，设小球碰到金属板所需要的时间为t,由212bat,得222tanbbbtqEagm，故 D 正确；故选 D【点睛】剪断细线后，电荷在复合场中运动，采用运动的分解与合成的方法研究，是常用的方法23D 解析：D【解析】【分析】【详解】由题可知，小球受电场力（水平向左）和重力（竖直向下）作用，小球从P 点运动到Q 点速度先减小后增大，因Q 点与 P 点的水平距离x 与竖直距离h相等，由动能定理得220011022qExmghmvmv解得mgqE故小球运动的合力为222qEmgmg则加速度为2
31、2mgagm运动过程除重力做功外还有电场力做功，故小球在运动过程中机械能不守恒，故ABC 错误，D 正确.选 D。24D 解析：D【解析】试题分析：若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据4SCkd可知，C变大，Q 一定，则根据Q=CU可知，U 减小，则静电计指针偏角减小；根据UEd，Q=CU，4SCkd，联立可得4 kQES，可知 Q 一定时，E不变；根据U1=Ed1可知 P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，P 点的电势不变，则EP不变；故选项ABC 错误，D 正确【学科网考点定位】电容器、电场强度、电势及电势能【名师点睛】此题是对电容器的动态讨论；首先要知道电容器问题的两种情况：电容器带电荷量一定和电容器两板间电势差一定；其次要掌握三个基本公式：4SCkd，UEd，Q=CU；同时记住一个特殊的结论：电容器带电荷量一定时，电容器两板间的场强大小与两板间距无关25C 解析：C【解析】由公式 C4Sk d、CQU和 EUd得 U4k dQS，E4k QS，当 Q 变为 2Q、d 变为2d时，电压U 不变，电场强度E变为原来的2 倍 C正确