2019高考物理第一章靜電場專題訓(xùn)練

《第一章靜電場》一、單選題（18題是只有一個(gè)答案正確；912題有多個(gè)答案正確）1．半徑相同的兩個(gè)金屬小球A、B帶有電荷量大小相等的電荷，相隔一定的距離，兩球之間的相互吸引力大小為F。今用第三個(gè)半徑相同的不帶電的金屬小球C先后與A、B兩個(gè)球接觸后移開，這時(shí)，A、B兩個(gè)球之間的相互作用力大小是A．14FB．18F【答案】B【解析】兩球之間的相互吸引力，則兩球帶等量異種電荷；假設(shè)A帶電量為Q，B帶電量為Q，兩球之間的相互吸引力的大小是：F=kQ?Qr2；第三個(gè)不帶電的金屬小球C與A接觸后，A和C的電量都為Q2；C與B接觸時(shí)先中和再平分，則C、B分開后電量均為Q4，這時(shí)，A、B兩球之間的相互作用力的大?。篎'=kQ點(diǎn)睛：要清楚帶電體相互接觸后移開，同種電荷電量平分，異種電荷電量先中和再平分，根據(jù)庫侖定律的內(nèi)容，找出變化量和不變量熟練應(yīng)用庫侖定律即可求題．2．如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，C為電容器，電流表A和電壓表V均可視為理想電表。閉合開關(guān)S后，在將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過程中A．電流表A的示數(shù)變小，電壓表V的示數(shù)變大B．小燈泡L變暗C．電源的總功率變大，效率變小D．通過定值電阻R1的電流方向自右向左【答案】C【解析】電壓表測量兩端的電壓或者電容器兩端的電壓，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過程中滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻減小，電路總電阻減小，故電路總電流增大，所以通過燈泡L的電流增大，即小燈泡變亮，電流表示數(shù)增大，由于總電阻減小，所以根據(jù)閉合回路歐姆定律可得路端電壓減小，而小燈泡兩端的電壓增大，所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小，即電壓表示數(shù)減小，故AB錯(cuò)誤；根據(jù)公式可得電源的總功率增大，根據(jù)公式可得電源的效率減小，故C正確；由于電容器兩端的電壓減小，所以根據(jù)公式可得電容器上的電荷量減小，故通過定值電阻R1的電流方向自左向右，D錯(cuò)誤3．如圖所示，在豎直平面內(nèi)，AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半徑為r的圓上，在C點(diǎn)由一固定點(diǎn)電荷，電荷量為Q，現(xiàn)從A點(diǎn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的點(diǎn)電荷由靜止釋放，該點(diǎn)電荷沿光滑絕緣軌道ADB運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)的速度大小為4gr。已知重力加速度為g，規(guī)定電場中B點(diǎn)的電勢(shì)為零，則在A．D點(diǎn)的電勢(shì)為7mgrB．A點(diǎn)的電勢(shì)高于D點(diǎn)的電勢(shì)C．D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小是A點(diǎn)的2倍D．點(diǎn)電荷q在D點(diǎn)具有的電勢(shì)能為7mgr【答案】A【解析】試題分析：由A到D電場力做正功，根據(jù)動(dòng)能定理可知，，解得；則，因?yàn)?，故，A正確；A點(diǎn)的電勢(shì)低于D點(diǎn)的電勢(shì)，B錯(cuò)誤；A、D點(diǎn)的電場強(qiáng)度；，即D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小是A點(diǎn)的倍，C錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷q在D點(diǎn)具有的電勢(shì)能為7mgr，D錯(cuò)誤；故選A。4．已知均勻帶電球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零，電勢(shì)處處相等．如圖所示，正電荷均勻分布在半球面上，Ox為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線．A、B為軸上的點(diǎn)，且OA=OB．C、D為直徑上的兩點(diǎn)，且OC=OD．則下列判斷正確的是()A．A點(diǎn)的電勢(shì)與B點(diǎn)的電勢(shì)相等B．C點(diǎn)的電場強(qiáng)度與D點(diǎn)的電場強(qiáng)度不相同C．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度與B點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同D．在A點(diǎn)由靜止開始釋放重力不計(jì)的帶正電粒子，該粒子將沿AB做勻加速直線運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】試題分析：由題意可知半球面右邊的電場線是水平向右的，沿電場線方向電勢(shì)逐漸降低，B錯(cuò)誤；均勻帶電半球相當(dāng)于一個(gè)均勻帶正電的球和半個(gè)均勻帶負(fù)電的球，這個(gè)半球放在圖的另一邊．然后看AB兩點(diǎn)，可以看到，AB兩點(diǎn)在在上述涉及到的正電半球和負(fù)電半球中的相同的位置上．而由題目給出的條件，正電球在AB兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場為零．所以，A點(diǎn)正電半球產(chǎn)生的電場強(qiáng)度相當(dāng)于負(fù)電半球產(chǎn)生的電場強(qiáng)度，而與B點(diǎn)的環(huán)境比較，唯一的區(qū)別是電荷符號(hào)相反，從而電場大小相同，只有可能有方向的區(qū)別，而分析可知，方向是相同的，故電場強(qiáng)度相等，B正確；電場線方向水平向右，所以在A點(diǎn)釋放靜止帶正電的微粒（重力不計(jì)），微粒將作加速運(yùn)動(dòng)，距離遠(yuǎn)后電場力減小，所以是變加速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；本題沒有選取零勢(shì)點(diǎn)，所以帶正電的微粒在O點(diǎn)的電勢(shì)能不一定為零，D錯(cuò)誤；故選A．5．如圖所示，帶有等量異種電荷的兩塊很大的平行金屬板、水平正對(duì)放置，兩板間有一帶電微粒以速度沿直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，迅速將板上移一小段距離，則此后微粒的運(yùn)動(dòng)情況可能是（）A．沿軌跡①做曲線運(yùn)動(dòng)B．方向改變沿軌跡②做直線運(yùn)動(dòng)C．方向不變沿軌跡③做直線運(yùn)動(dòng)D．沿軌跡④做曲線運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】試題分析：由題，平行金屬板所帶電量和正對(duì)面積都不變，根據(jù)推論得知，只改變兩板的距離時(shí)，板間的場強(qiáng)不變，粒子的受到電場力也不變，微粒的運(yùn)動(dòng)方向不變，仍沿軌跡③做直線運(yùn)動(dòng)．故選C6．下列措施中，不屬于防止靜電危害的是A．油罐車后有一條拖在地上的鐵鏈條B．小汽車上有一根露在車面上的小天線C．在印染廠中保持適當(dāng)?shù)臐穸菵．在地毯上夾雜0.05～0.07mm的不銹鋼絲導(dǎo)電纖維【答案】B【解析】油罐車在運(yùn)輸過程中，油和罐之間不斷摩擦，從而產(chǎn)生大量的靜電，通過后面裝一條拖地的鐵鏈，及時(shí)導(dǎo)走，這是防止靜電危害，A錯(cuò)誤；小汽車上有一根露在車面上的小天線是為了更好地接受無線電信號(hào)，B正確；印刷車間中，紙張間摩擦產(chǎn)生大量靜電，所以印刷車間中保持適當(dāng)?shù)臐穸?，及時(shí)把靜電導(dǎo)走，避免靜電造成的危害，C錯(cuò)誤；不銹鋼絲的作用是把鞋底與地毯摩擦產(chǎn)生的電荷傳到大地上，以免發(fā)生靜電危害，D錯(cuò)誤．7．如圖所示，某同學(xué)在研究電子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，得到了電子由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的軌跡（圖中實(shí)線所示），圖中未標(biāo)明方向的一組虛線可能是電場線，也可能是等差等勢(shì)面，則下列說法正確的判斷是A．如果圖中虛線是電場線，電子在a點(diǎn)動(dòng)能較小B．如果圖中虛線是等勢(shì)面，電子在b點(diǎn)動(dòng)能較小C．不論圖中虛線是電場線還是等勢(shì)面，a點(diǎn)的場強(qiáng)都大于b點(diǎn)的場強(qiáng)D．不論圖中虛線是電場線還是等勢(shì)面，a點(diǎn)的電勢(shì)都高于b點(diǎn)的電勢(shì)【答案】C【解析】試題分析：若虛線是電場線，從軌跡彎曲方向可知電場力沿著電場線向左，ab曲線上每一點(diǎn)的瞬時(shí)速度與電場力方向均成鈍角，故電子做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小，電子在a點(diǎn)動(dòng)能較大，A錯(cuò)誤；若虛線為等勢(shì)面，根據(jù)等勢(shì)面與電場線處處垂直可大致畫出電場線，顯然可看出曲線上每個(gè)位置電子受到的電場力與速度成銳角，電子加速運(yùn)動(dòng)，故動(dòng)能增大，電子在b點(diǎn)動(dòng)能較大，B錯(cuò)誤；不論圖中虛線是電場線還是等勢(shì)面，由電場線的密集程度可看出a點(diǎn)的場強(qiáng)較大，故C正確；若虛線是等勢(shì)面，從電子曲線軌跡向下彎曲可知電場線方向垂直虛線向上，沿著電場線方向電勢(shì)越來越低，故a點(diǎn)電勢(shì)較小；若虛線是電場線，從軌跡彎曲方向可知電場力沿著電場線向左，故電場線方向向右，沿著電場線方向電勢(shì)越來越低，故a點(diǎn)電勢(shì)較大，故D錯(cuò)誤．8．如圖所示，兩等量異種電荷在同一水平線上，它們連線的中點(diǎn)為O，豎直面內(nèi)的半圓弧光滑絕緣軌道的直徑AB水平，圓心在O點(diǎn)，圓弧的半徑為R，C為圓弧上的一點(diǎn)，OC與豎直方向的夾角為37°，一電荷量為+q，質(zhì)量為m的帶電小球從軌道的A端由靜止釋放，沿軌道滾動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度v=2gR，g為重力加速度，取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則A．電場中A點(diǎn)的電勢(shì)為mgRB．電場中B點(diǎn)的電勢(shì)為-2mgRC．小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為mgRD．小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能與電勢(shì)能的和為1.6mgR【答案】A【解析】取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，則最低點(diǎn)處電勢(shì)為0．小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過程中，由動(dòng)能定理可得：mgR+qUAO＝12mv2；解得UAO＝mgRq；而UAO=φA0；解得φA＝mgRq，故A正確；由對(duì)稱性可知：UAO=UOB，即為：φA0=0φB，故有：φB＝?mgRq，故B錯(cuò)誤；小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，由動(dòng)能定理得：Ek=qUAB=2mgR，故C錯(cuò)誤；小球在最低點(diǎn)處的動(dòng)能和電勢(shì)能的總和為：E1＝12mv2+0＝2mgR，由最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程，動(dòng)能、電勢(shì)能、重力勢(shì)能的總量守恒，而重力勢(shì)能增加量為：△Ep=mgR（1cos37°）=0.2mgR；故動(dòng)能、電勢(shì)能的綜合減少了0.2mgR，所以小球在C點(diǎn)的動(dòng)能和電勢(shì)能的總和為：E29．如圖所示，a、b、c、d為勻強(qiáng)電場中的等勢(shì)面，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子在A點(diǎn)以大小為v1的速度射入電場，沿如圖軌跡到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為v2，且速度與等勢(shì)面平行，A、B連線長為L，連線與等勢(shì)面間的夾角為θ，不計(jì)粒子受到的重力，則（）A．v1大于v2B．等勢(shì)面b的電勢(shì)比等勢(shì)面c的電勢(shì)高C．粒子從A運(yùn)動(dòng)到B所用時(shí)間為LD．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為m(【答案】ACD【解析】由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，粒子受向上的電場力，可知從A到B電場力做負(fù)功，動(dòng)能減小，即v1大于v2，選項(xiàng)A正確；粒子帶正電，受向上的電場力，可知場強(qiáng)方向向上，等勢(shì)面b的電勢(shì)比等勢(shì)面c的電勢(shì)低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；粒子在水平方向不受力，可知在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v2，則從A到B的時(shí)間為Lcosθv2，選項(xiàng)C正確；由A到B根據(jù)動(dòng)能定理：-EqLsinθ=110．如圖所示，將電動(dòng)勢(shì)為E的電源與電容為C的電容器相連，中間接有一個(gè)理想二極管，一個(gè)質(zhì)最為m、電荷量為q的粒子靜止在P點(diǎn)，則()A．若下板上移，電容器的電容增大，帶電粒子將向上加速B．若下板上移，電容器的電容減小，帶電粒子將向下加速C．若下板下移，電容器的電容減小，帶電粒子將靜止不動(dòng)D．若下板下移，電容器的電容增大，帶電粒子將向上加速【答案】AC【解析】AB、若下板上移，即極板間距減小，依據(jù)電容的決定式C=?S4πkd，那么電容C增大；根據(jù)電源與電容器相連，則電容器的電壓不變，再由電容的定義式C=QU可知，電容器處于充電狀態(tài)，即電量Q會(huì)增多，而電場強(qiáng)度公式E=Ud=4πkQ?SCD、若下板下移，即極板間距增大，依據(jù)電容的決定式C=?S4πkd，那么電容C減小，根據(jù)電源與電容器相連，則電容器的電壓不變，再由電容的定義式C=QU可知，電容器處于要放電，但二極管的作用，即電量Q不會(huì)減小，而電場強(qiáng)度公式E=Ud=4πkQ?S故選：A、C11．某空問有一電場，其電場中的電勢(shì)?在x軸上的分布如圖所示。下列說法正確的是：A．在x軸上，從x1到x2的這段范圍內(nèi)場強(qiáng)方向向左B．在x軸上，從x1到x2過程中電場強(qiáng)度大小逐漸增大C．把一負(fù)電荷從x1移到x2，電場力做正功D．把一負(fù)電荷從x1移到x2，電場力做負(fù)功【答案】AC【解析】在x軸上，從x1到x2的這段范圍內(nèi)電勢(shì)逐漸升高，可知電場方向向左，選項(xiàng)A正確；因?x圖像的斜率等于電場強(qiáng)度，可知從x1到x2過程中電場強(qiáng)度大小逐漸減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電場方向向左，則把一負(fù)電荷從x1移到x2，電場力向右，電場力做正功，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選AC.12．四個(gè)電荷量大小相同的點(diǎn)電荷位于正方形四個(gè)角上，電性與各點(diǎn)電荷附近的電場線分布如圖所示。ab、cd分別是正方形兩組對(duì)邊的中垂線，O為中垂線的交點(diǎn)，P、Q分別為ab，cd上的兩點(diǎn)，OP>OQ，下列說法中正確的是A．P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)相等，場強(qiáng)不同B．P點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)的低C．PM兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于QM間的電勢(shì)差D．帶負(fù)電的試探電荷在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)小【答案】AD【解析】A、電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小，電場線越密，電場強(qiáng)度越大，根據(jù)圖象知P點(diǎn)的電場強(qiáng)度比Q點(diǎn)的小.根據(jù)電場線與等勢(shì)面垂直，可知ab與cd是兩條等勢(shì)線，則P與O的電勢(shì)相等，Q與O的電勢(shì)也相等，所以P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)相等；故A正確.B、ab連線上各點(diǎn)的電勢(shì)相等，沿著電場線方向，電勢(shì)逐漸降低可知，M點(diǎn)比ab連線上各點(diǎn)的電勢(shì)低，則M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的低；故B錯(cuò)誤；C、由于P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)相等，所以PM兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于QM間的電勢(shì)差，故C錯(cuò)誤；D、P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，又根據(jù)B項(xiàng)分析可知M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的低，則Q點(diǎn)的電勢(shì)高于M點(diǎn)的電勢(shì)，而負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，所以帶負(fù)電的試探電荷在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)??；故D正確.故選AD.二、非選擇題13．現(xiàn)有A、B、C三點(diǎn)為一直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，∠B＝30°，在A、B兩點(diǎn)放置兩點(diǎn)電荷qA、qB，測得C點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向與AB平行，如圖所示。則（1）判斷qA、qB的電性（即正、負(fù)）。（4分）（2）求qA與qB的比值。（6分）【答案】A帶負(fù)電，B帶正電1∶8【解析】試題分析：（1）根據(jù)電場的疊加可得，兩者都帶負(fù)電（2）根據(jù)點(diǎn)電荷電場公式可得sin300=14．如圖所示，在平行金屬帶電極板MN電場中將電荷量為-4×10-6C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到M板，電場力做負(fù)功8×10-4J，把該點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到(1)A點(diǎn)的電勢(shì)φA(2)U(3)M板的電勢(shì)φM【答案】（1）100V（2）300V（3）300V【解析】(1)A、N間的電勢(shì)差：又UAN=φ則A點(diǎn)的電勢(shì)為：φA(2)根據(jù)帶電粒子做功規(guī)律可知：WMA所以M、N板間的電勢(shì)差為：UMN(3)由UMN=φ得M板的電勢(shì)為：φ15．如圖所示，帶電荷量為+4×10－8C的滑塊在電場強(qiáng)度大小為2×104N／C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，沿光滑絕緣水平面由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)。已知M、N間的距離為0．1m。求：（1）滑塊所受電場力的大??；（2）M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；（3）電場力所做的功。【答案】（1）8×104N（2）2×103V（3）8×105J【解析】（1）滑塊所受的電場力為：F=qE=4×10一8×2×104N=8×104N