2023年高考物理精品习题静电场全套含解析高中物理.docx

静电场―――（选修3-1） 第Ⅰ课时 库仑定律·电场强度 1．下述说法正确的选项是（ ） A．根据E = F/q，可知电场中某点的场强与电场力成正比． B．根据E = KQ/r2，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q成正比． C．根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强． D．电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹 【答案】B 2.如图9－1－6所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小．c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ ） 图9－1－6 A F1 B F2 C F3 D F4 【解析】根据库仑定律以及同种电荷相斥，异种电 荷相吸，结合平行四边形定那么可得B对 【答案】B 3．电场强度E的定义式为 ，根据此式，以下说法中正确的选项是（ ） ①此式只适用于点电荷产生的电场 ②式中是放入电场中的点电荷的电荷量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度 ③式中是产生电场的点电荷的电荷量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度 ④在库仑定律的表达式中，可以把看作是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小，也可以把看作是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小 A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有③④ 【答案】C 4．用绝缘细线将一个质量为m、带电量为q的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿水平方向的匀强电场．当小球静止时把细线烧断（空气阻力不计）．小球将做（ ） A．自由落体运动 B．曲线运动 C．沿悬线的延长线做匀加速直线运动 D．变加速直线运动 【解析】小球在重力和电场力的合力作用下，从静止开始沿悬线的延长线做匀加速直线运动． 【答案】C 5．如图9－1－7所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重不计，那么电子所受另一个力的大小和方向变化情况是（ ） + － +Q －Q A O B 图9－1－7 A．先变大后变小，方向水平向左 B．先变大后变小，方向水平向右 C．先变小后变大，方向水平向左 D．先变小后变大，方向水平向右 【解析】 根据电场线分布和平衡条件判断． 【答案】B 6．在图9－1－8所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O做圆周运动，以下说法正确的选项是（ ） ①带电小球有可能做匀速率圆周运动 ②带电小球有可能做变速率圆周运动 ③带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小 ④带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小 O E 图9－1－8 A．② B．①② C．①②③ D．①②④ 【解析】利用等效场（复合场）处理． 【答案】D m2 m1 o r1 r2 图甲 7、在光滑的水平面上有两个电量分别为Q1、 Q2的带异种电荷的小球，Q1＝4Q2，m2＝4m1问要保持两小球距离不变，可以使小球做 运动；两小球的速度大小之比为 ．(只受库仑力作用) 【解析】如图甲所示，两小球可绕它们连线上共同的圆心O 作匀速圆周运动． 对m1有： 对m2有： 两球角速度相等，为两球距离可得： 所以 由 可得 【答案】作匀速圆周运动；4／1 图9－1－9 8．在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为+2q和-q，两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点处于平衡状态，如下列图，重力加速度为g，那么细绳对悬点O的作用力大小为_______． 【解析】先以两球整体作为研究对象，根据平衡条件求出 悬线O对整体的拉力，再由牛顿第三定律即可求出细线对 O点的拉力大小． 【答案】2mg+Eq 图9－1－10 9、如图9－1－10所示，真空中一质量为m，带电量为－q的液滴以初速度为v0，仰角α射入匀强电场中以后，做直线运动，求： （1）所需电场的最小场强的大小，方向． （2）假设要使液滴的加速度最小，求所加的 电场场强大小和方向． 【解析】（1）根据矢量合成定那么，当电场力与速度垂直指向左上 方时，电场力最小，此时液滴作匀减速直线运动，有： 得 ，方向与v0垂直指向右下方 （2）当带电粒子作匀速直线运动时，加速度最小有： ，得，方向竖直向下． 【答案】（1），方向与v0垂直指向右下方 （2），方向竖直向下 10．在一高为h的绝缘光滑水平桌面上，有一个带电量为+q、质量为m的带电小球静止，小球到桌子右边缘的距离为s，突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E，且qE = 2 mg，如图9－1－11所示，求： 图9－1－11 （1）小球经多长时间落地？ （2）小球落地时的速度． 【解析】（1）小球在桌面上做匀加速运动，t1=,小球在竖直方向做自由落体运动，t2=,小球从静止出发到落地所经过的时间：t=t1+t2= (2)小球落地时,． 落地速度． A C E BB 图9－1－12 【答案】（1） （2） 11、长木板AB放在水平面上如下列图9-1-12，它的下外表光滑而上外表粗糙，一个质量为、电量为的小物块C从A端以某一初速起动向右滑行，当存在向下的匀强电场时，C恰能滑到B端，当此电场改为向上时，C只能滑到AB的中点，求此电场的场强. 【解析】当电场方向向上时，物块C只能滑到AB中点，说明此时电场力方向向下，可知物块C带负电. 电场方向向下时有： 电场方向向上时，有： 【答案】 第Ⅱ课时 电势能·电势差·电势 1、关于电势和电势能以下说法中正确的选项是( ) A. 在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大； B. 在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大； C. 在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能； D. 在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能. 【解析】由可知，可得结果 【答案】D 2、如图9－2－9所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，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（ ） 图9－2－9 A．场强最小的点是A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C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 【解析】根据等量异种点电荷的电场线和等势面分布以及电场的迭加运算可知 【答案】C 图9－2－10 3．某电场中等势面分布如下列图，图9－2－10中虚线表示等势面，:过a、c两点的等势面电势分别为40 V和10 V，那么a、c连线的中点b处的电势应（ ） A.肯定等于25 V B.大于25 V C.小于25 V D.可能等于25 V 【解析】由电势的a高b低可知，电场线从a等势面指向b等势面；而且由等势面的形状可知（等势面一定跟电场线垂直）电场强度左边强，右边弱．因此 【答案】C 图9－2－11 4．AB连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从A点处自由释放，电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图象如图9－2－11所示，比较A、B两点电势φ的上下和场强E的大小，以下说法中正确的选项是（ ） A.φA＞φB，EA＞EB B.φA＞φB，EA＜EB C.φA＜φB，EA＞EB D.φA＜φB，EA＜EB 【解析】由速度越来越大可知，动能增大，电势能减小，且由图中速度变化律可知，加速度越来越小，即电场力越来越小． 【答案】A 5．如图9－2－12所示，长为L，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为 +q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v0，那么（ ） 图9－2－12 A．A、B两点的电势差一定为mgLsinθ/q B．小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能 C．假设电场是匀强电场，那么该电场的场强的最大值一定是mg/q D．假设该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，那么Q 一定是正电荷 【解析】由动能定理可知：，．A对 电场力做正功，电势能减少，B错； 假设对匀强电场，因为而不确定，所以C错 【答案】A 6、 在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极小．有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度到达104N/C时可击昏敌害．身长50cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压 可达 V． 【解析】 【答案】5000V 7、.质量为m、电荷量为q的质点，在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B点，其速度方向改变的角度为θ（rad），AB弧长为s，那么A、B两点间的电势差=_______，AB弧中点的场强大小E=_______. O B A 图甲 【解析】 如图甲所示，带电体匀速圆周运动，一定在点电荷 的电场中运动，设点电荷为，可知弧AB为一等 势面，因此．弧AB上个点场强相等，有： 而对圆周运动：，所以 又因为 得 【答案】， 8、在匀强电场中建立一直角坐标系，如图9－2－13所示从坐标系原点沿轴前进0.346 m到A点，电势降低34.6V ；从坐标原点沿前进0.2m到B点，电势升高34.6V，求匀强电场的大小和方向． O A B A′ E 图甲 O A B 图9－2－13 【解析】找出A点关于轴的对称点A′,由题意可知A′和B电势相等,连接这两点是一等势线,作A′B连线的垂线，便是电场线，由题意可知电场的方向斜向上如图甲，有： ， 方向如图斜向上 9、倾角为30°的直角三角形底边长为2L，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现在底边中点O处固定一正电荷Q，让一个质量为m的带正电质点q从斜面顶端A沿斜边滑下（不脱离斜面），如图9－2－14所示，已测得它滑到B在斜面上的垂足D处时速度为v，加速度为a，方向沿斜面向下，问该质点滑到斜边底端C点时的速度和加速度各为多大 图9－2－14 【解析】在D点： 在C点： D和C在同一等势面上，FD=FD′可得 又因为D和C在同一等势面上，质点从D到C的过程中电场力不作功，运用动能定理可得： vC= 【答案】vC=， 10．如下列图有三根长度皆为l＝1.00 m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O点，另一端分别挂有质量皆为m＝1.00×kg的带电小球A和B，它们的电量分别为一q和＋q，q＝1.00×C．A、B之间用第三根线连接起来．空间中存在大小为E＝1.00×106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时 A、B球的位置如图9－2－15所示．现将O、B之间的线烧断，由于