高三物理专项静电场.docx

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高三物理专项静电场

2019年高三物理专项静电场

【一】单项选择题

1.〔江苏省南师大附中2018届高三5月份模拟考试试卷〕物理关系不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系。

如关系式U＝IR既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了V〔伏〕与A〔安〕和Ω〔欧〕的乘积等效、现有物理量单位：

M〔米〕、S〔秒〕、V〔伏〕、C〔库〕、A〔安〕和T〔特〕，由它们组合成的单位与力的单位N〔牛〕等效的是

A.C·V·MB.C·T·M／SC.T·A·M／SD.T·M2／S

1.B解析：

根据F安＝QBV可知，1N＝1C·T·M／S，选项B正确。

2.〔河北省邯郸市2018届高三上学期9月份摸底考试物理试卷〕两个分别带有电荷量－Q和＋5Q的相同金属小球〔均可视为点电荷〕，固定在相距为R的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其固定距离变为R／2，那么两球间库仑力的大小为〔〕

A.5F／16B.F／5C.4F／5D.16F／5

2.D解析：

两点电荷相距为R时，

；接触后，两点电荷所带电荷先中和再平分，它们各自带电荷量变为2Q，那么此时，

，选项D正确。

3、〔福建省福州一中2018届高三下学期5月理科综合校模拟〕如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，A、B两点在它们连线的延长线上。

现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从A点开始经B点向远处运动〔粒子只受电场力作用〕，粒子经过A、B两点时的速度分别为VA、VB，其速度图象如图乙所示。

以下说法中正确的选项是〔〕

A、Q2一定带负电B、Q2的电量一定大于Q1的电量

C、B点的电场强度一定为零D、整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大

3、C解析：

因为V－T图象的斜率表示加速度，根据题图乙可知，粒子在B点的加速度为零，其电场力也为零，B点的电场强度一定为零，选项C正确；要使B点的场强为零，Q1、Q2必带异种电荷，所以Q2一定带正电，选项A错误；Q1、Q2单独存在时在B点产生的场强必等大反向，再考虑到Q1到B点的距离较大可知，Q1的电量一定大于Q2的电量，选项B错误；整个运动过程中，粒子的动能和电势能之和保持不变，考虑到其动能先减小后增大，其电势能一定是先增大后减小，选项D错误。

4、〔安徽省安师大附中2018届高三第一次摸底考试物理试卷〕如下图，A、B是真空中的两个等量异种点电荷，M、N、O是AB连线的垂线上的点，且AO》OB。

一带负电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，M、N为轨迹和垂线的交点，设M、N两点的场强大小分别EM、EN，电势分别为φM、φN。

以下说法中正确的选项是

A、点电荷A一定带正电B、EM小于EN

C、φM》φND、此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能

4.B解析：

此试探电荷受到的电场力一定指向运动轨迹的凹侧，再考虑到试探电荷带负电，点电荷B一定带正电，而点电荷A一定带负电，选项A错误；在图中AB连线的垂线上，从O点到无穷远处场强逐渐减小，所以EM小于EN，选项B正确；根据等势面的分布可知，φM《φN，选项C错误；因为电势越低，负电荷的电势能越大，所以带负电的试探电荷在电势较低的M处的电势能大于N处的电势能，选项D错误。

5.〔江苏省徐州市2018届高三模底考试物理试题〕如下图，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，MA＝AB＝BN。

以下说法正确的选项是

A、A、B两点场强相同B、A、B两点电势相等

C、将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功D、负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能

5.A解析：

在M、N连线上，电场线从M指向N，沿着电场线，场强先减小后增大，电势逐渐减小，考虑到对称性，A、B两点场强相同，但A点电势大于B点电势，选项A正确，B错误；将一正电荷从A点移到B点，电场力做正功，选项C错误；因为A点电势大于B点电势，所以负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，选项D错误。

此题答案为A。

6.〔安徽省池州一中2018届高三年级第一次月考理科综合试题〕如下图，电场中一正离子只受电场力作用从A点运动到B点。

离子在A点的速度大小为V0，速度方向与电场方向相同。

能定性反映该离子从A点到B点运动情况的速度—时间〔V－T〕图象是〔〕

6.C解析：

从A到B，正离子受到的电场力方向与运动方向相同，所以该离子做加速运动；考虑到电场线越来越疏，场强越来越小，正离子受到的电场力和加速度也越来越小，该离子从A点到B点运动情况的速度—时间〔V－T〕图象的斜率也越来越小。

综上分析，选项C正确。

7、〔江西省临川一中、师大附中2018届高三上学期8月联考物理试卷〕真空中有两个等量异种点电荷，以连线中点O为坐标原点，以它们的中垂线为X轴，下图中能正确表示X轴上电场强度情况的是〔〕

7.A解析：

对于两个等量异种点电荷形成的电场，在它们连线的中垂线上，从连线中点O到无穷远处场强逐渐减小，所以只有选项A正确。

8、〔福建省厦门双十中学2018届高三5月热身卷理科综合〕阴极射线示波管的聚焦电场是由电极AL、A2形成，实线为电场线，虚线为等势线，Z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，不计电子的重力，那么

A、电极A1的电势高于电极A2的电势

B、电子在P点处的动能大于在Q点处的动能

C、电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度

D、电子从P至R的运动过程中，电场力对它一直做正功

8.D解析：

因为电场线从高电势指向低电势，据此可知，电极A1的电势低于电极A2的电势，选项A错误；P点电势低于Q点电势，带负电的电子在P点的电势能高于在Q的电势能，而电子在P点处的动能小于在Q点处的动能，选项B错误；根据电场线的疏密可知，电场中Q点的电场强度大于R点的电场强度，选项C错误；电子从P至R的运动过程中，电势逐渐变大，电势能逐渐变小，电场力对它一直做正功，选项D正确。

9、〔湖北省黄冈中学2018届高三适应性考试理科综合试卷〕半导体指纹传感器：

在一块半导体基板上阵列了10万金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面、手指贴在其上与其构成了电容器的另一极，由于手指指纹深浅不同，嵴和峪与半导体电容感应颗粒形成的电容值大小不同，其工作过程是通过对电容感应颗粒预先充电到某一参考电压，然后对每个电容的放电电流进行测量，设备将采集到不同的数值汇总，也就完成了指纹的采集，那么

A、指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小

B、指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容小

C、对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指靠近时，各金属电极电量减小

D、对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态

10、〔河北省五校联盟2018届高三第一学期调研测试〕半径为R的大球O被内切地挖去半径为

的小球

，余下的部分均匀地带有电荷量Q。

今在两球球心连线

的延长线上，距大球球心O的距离为R〔R》R〕处放置一个点电荷Q，求Q所受的力。

你可以不必进行复杂的计算，而是根据所学的物理知识和物理方法进行分析，从而判断解的合理性。

A、

B、

C、

D、

10.C解析：

根据量纲可排除选项A；假设R远大于R，可将带电的大球看作点电荷，根据库仑定律，Q所受的力F＝

，观察选项BCD中的表达式，当R趋于无穷大时，只有选项C中的表达式的值趋于

，所以选项C正确。

11.〔辽宁省丹东市四校协作体2018届高三摸底考试〕图示为一个半径为R的均匀带电圆环，其单位长度带电量为

。

取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为X轴。

设轴上任意点P到O点的距离为X，以无限远处为零电势点，P点电势的大小为

。

下面给出

的四个表达式〔式中K为静电力常量〕，其中只有一个是合理的。

你可能不会求解此处的电势

，但是你可以通过一定的物理分析，对以下表达式的合理性做出判断。

根据你的判断，

的合理表达式应为〔〕

A.

B.

C.

D.

11.A解析：

根据题意，当X趋于无穷大时，

＝0，观察四个选项，根据数学知识，只有选项A满足这一条件，所以选项A正确。

另解：

当R趋于零时，可把带电圆环看作电荷量为2πRλ的点电荷，此时

，观察四个选项，根据数学知识，只有选项A满足这一条件，所以选项A正确。

12、〔湖北省武汉市四校2018届高三上学期10月联考物理试题〕竖直平面内，一带正电的小球，系于长为L的不可伸长的轻线一端，线的另一端固定为O点，它们处在匀强电场中，电场的方向水平向右，场强的大小为E。

电场对小球的作用力的大小等于小球的重力。

现先把小球拉到图中的P1处，使轻线伸直，并与场强方向平行，然后由静止释放小球。

小球在经过最低点的瞬间，因受线的拉力作用，其速度的竖直速度突变为零，水平分量没有变化，〔不计空气阻力〕那么小球到达与P1点等高的P2时线上张力T为多少

A、MGB、3MGC、4MGD、5MG

12.B解析：

小球受到的重力与电场力的合力指向右下方，与竖直方向成45°，小球从静止释放后沿合力方向做匀加速直线运动，当小球到达最低点时，绳子伸直，小球的竖直分速度减为零，水平分速度不变。

设小球经过最低点时的速度为V，其水平分速度为VX＝VSIN45°＝

，根据动能定理有MGL＋F电L＝

，其中F电＝MG；小球从最低点上升到P2位置的过程中，合外力做功为零，小球的动能变化为零，即小球在P2位置的速度大小等于

，在P2位置，小球沿水平方向的合外力提供向心力，所以T－MG＝

，联立以上各式，可得T＝3MG，选项B正确。

【二】多项选择题

13、〔广东省罗定市2018届高三下学期三校5月联考〕如下图，在真空中有两个等量正电荷Q，分别置于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，D为无限远处，现将一正电荷Q由C点沿CD移动到D点的过程中，下述结论中正确的选项是〔〕

A.Q的电势能逐渐增大B.Q的电势能逐渐减小

C.Q受到的电场力先增大后减小D.Q受到的电场力逐渐减小

13.BC解析：

对于两个等量正电荷形成的电场，在它们连线的中垂线上，场强方向从中点即C点指向无穷远处即D点，正电荷Q由C点沿CD移动到D点的过程中，电场力做正功，电势能逐渐减小，选项A错误，B正确；沿着中垂线从C点到D点的过程中，场强先从零逐渐增大后逐渐减小到零，所以Q受到的电场力先增大后减小，选项C正确，D错误；此题答案为BC。

14.〔山东省日照市2018届高三第二学期5月份模拟〕如下图，在圆心O处固定一正点电荷，现从P点以相同的速率发射两个检验电荷A、B，分别沿PM、PN运动到M、N两点，M、N都在以O为圆心的圆上。

假设检验电荷A、B的质量、电荷量均相等，那么以下判断正确的选项是

A.A带负点，B带正电B.P点场强大于M点的场强

C.A、B到达M、N时两粒子速率相等D.A电荷电势能减少，B电荷电势能增加

14.AD解析：

据运动轨迹可知，A受到圆心处正点电荷的吸引作用，而B受到排除作用，所以A带负点，B带正电，应选项A正确；P点离场源点电荷较M点远，所以场强较小，选项B错误；A到达N的过程中，电场力先做正功后做负功，但总功为正值，所以A的速率变大，而B到达M的过程中，电场力做的总功为负值，所以其速率减小，A到达N时的速率较大，选项C错误；A的速率变大，电势能减少，而B的速率变小，电势能增加，选项D正确。

15、〔广东省揭阳一中、潮州金山中学2018届高三联合摸底考试〕一带电粒子射入一正点电荷的电场中，运动轨迹如下图，粒子从A运动到B，那么

A、粒子带负电B、粒子的动能一直变大

C、粒子的加速度先变小后变大D、粒子在电场中的电势能先变小后变大

15.AD解析：

根据运动轨迹可知，粒子受到正点电荷的吸引作用，所以粒子带负电，选项A正确；运动过程中，粒子受到指向场源正电荷的电场力作用，粒子的电场力先做正功后做负功，所以其动能先变大后变小，而其电势能先变小后变大，选项B错误，D正确；粒子从A运动到B的过程中，离场源电荷的距离先变小后变大，所以粒子的加速度先变大后变小，选项C错误。

此题答案为AD。

16、〔江西省临川一中、师大附中2018届高三上学期8月联考物理试卷〕在电场强度大小为E的匀强电场中，将一个质量为M、电量为Q的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成（角做直线运动。

关于带电小球的电势能ε和机械能W的判断，正确的选项是〔〕

A、假设（《90（且SIN（＝QE／MG，那么ε、W一定不变

B、假设45（《（《90（且TAN（＝QE／MG，那么ε一定减小、W一定增加

C、假设0《（《45（且TAN（＝QE／MG，那么ε一定减小、W一定增加

D、假设0《（《45（且TAN（＝QE／MG，那么ε可能减小、W可能增加

ε一定减小，W一定增加，选项B正确；假设0《（《45（且TAN（＝QE／MG，那么电场力即可能沿水平方向且与运动方向间的夹角为锐角，也可能与运动方向间的夹角为钝角，所以电场力即可能做正功，也可能做负功，所以ε可能减小，W可能增加，但是电势能ε和机械能W的和保持不变，选项C错误，D正确。

此题答案为ABD。

17、〔湖北省黄冈中学2018届高三适应性考试理科综合试卷〕如下图，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，在金属块下滑的过程中动能增加了0.7J，金属块克服摩擦力做功0.3J，重力做功1.2J，那么以下判断正确的选项是

A、金属块带正电荷B、电场力做功0.2J

C、金属块的机械能减少1.2JD、金属块的电势能增加0.2J

17.AD解析：

设电场力做功为W，根据动能定理有W＋1.2J－0.3J＝0.7J，可得W＝－0.2J，所以金属块克服电场力做功0.2J，或者说电场力做功为－0.2J，该金属块带正电，选项A正确，B错误；根据电场力做功和电势能的关系可知，金属块的电势能增加0.2J，选项D正确；根据能量守恒定律，金属块的一部分机械能转化为内能和电势能，其减少量为0.3J＋0.2J＝0.5J，选项C错误。

此题答案为AD。

18、〔湖北省部分重点中学2018届高三上学期起点考试理科综合试题〕如下图，把一个带正电的小球A放在光滑的绝缘斜面上，欲使球A能静止在斜面上，现在直线MN上放一个带电小球B，那么B可能：

A.带正电，放在A点B.带正电，放在B点C.带负电，放在C点D.带负电，放在D点

18.ABD解析：

根据题意，B受到的电场力一定具有沿斜面向上的分力，据此可知，选项ABD均有可能。

19.〔辽宁省五校协作体2018届高三上学期初联考物理试题〕在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定一个电荷量为＋Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为M，电荷量为－Q的负检验电荷，该检验电荷经过P点时的速度为V，图中θ＝60º，规定电场中P点的电势为零。

那么在＋Q形成的电场中

A.N点电势高于P点电势B.N点电势为－

C.P点电场强度大小是N点的4倍D.检验电荷在N点具有的电势能为－

19.BC解析：

距离场源正点电荷越远，电势越低，所以N点电势低于P点电势，选项A错误；检验电荷运动过程中的动能和电势能之和保持不变，所以－QφN＝

，φN＝

，选项B正确；设OP＝R，根据几何关系有ON＝2R，

，

，所以

，选项C正确；检验电荷在N点具有的电势能为

，选项D错误。

此题答案为BC。

20.〔河北省邯郸市2018届高三上学期9月份摸底考试物理试卷〕如下图，平行板电容器的A板带正电，与静电计上的金属球相连；平行板电容器的B板和静电计的外壳均接触。

此时静电计指针张开某一角度，那么以下说法中正确的选项是〔〕

A.B板向左平移，静电计指针张角变大

B.B板向上平移，静电计指针张角变大

C.在两板间插入介质板，静电计指针张角变大

D.在两板间插入金属板，〔金属板与A、B板不接触〕静电计指针张角变大

20.AB解析：

首先要清楚，两极板间电压变大时，静电计指针张角才会变大；根据题意，电容器所带电荷量不变，那么根据电容决定因素

可知，B板左移时，D增大，C减小，再根据U＝Q／C，U增大，张角变大，选项A正确；同理，B板上移时，S减小，C减小，U增大，张角变大，选项B正确；在板间插入介质或金属板时，C增大，U减小，张角减小，选项CD错误。

此题答案为AB。

【三】非选择题

21.〔河北省邯郸市2018届高三上学期9月份摸底考试〕如下图是某一兴趣小组在探究带点粒子偏转时用过的装置简化模型图，在XOY坐标系中，Y轴左侧为沿X轴正方向的匀强电场，场强大小未知，Y轴右侧为沿Y轴负方向的另一匀强电场，场强大小为E2。

MN为一可以记录粒子落点位置的荧光屏，MN与Y轴垂直，且MN与Y轴相交于A点，其中CO＝D，OA＝D／2。

假设在X轴的C点无初速度释放一个电荷量为Q、质量为M的正离子〔不计重力〕，结果正离子打在荧光屏上的B点，经过测量发现AB＝OA，求：

〔1〕假设取O点电势为零，那么B电势

为多少；

〔2〕Y轴左侧沿X轴正方向的匀强电场场强E1的大小。

21.解析：

〔1〕OB间电势差UOB＝E2DOB＝E2D／2，又UOB＝0－

，所以

＝－E2D／2。

〔2〕设正离子到达O点的速度为V0，根据动能定理有E1QD＝

；

粒子从O到B过程做类平抛运动，那么

，

，由牛顿第二定律得，A＝E2Q／M。

联立以上各式，解得E1＝

。

22、〔江西省临川一中、师大附中2018届高三上学期8月联考物理试卷〕质量为M＝1.0KG、带电量Q＝＋2.5×10－4C的小滑块（可视为质点）放在质量为M＝2.0KG的绝缘长木板的左端，木板放在光滑水平面上，滑块与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.2，木板长L＝1.5M，开始时两者都处于静止状态，所在空间加有一个方向竖直向下强度为E＝4.0×104N／C的匀强电场，如下图。

取G＝10M／S2，试求：

〔1〕用水平力F0拉小滑块，要使小滑块与木板以相同的速度一起运动，力F0应满足什么条件？

〔2〕用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动，在1.0S末使滑块从木板右端滑出，力F应为多大？

〔3〕按第〔2〕问的力F作用，在小滑块刚刚从木板右端滑出时，系统的内能增加了多少？

〔设M与M之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等，滑块在运动中带电量不变〕

22.解析：

〔1〕当拉力F0作用于滑块上，木板能够产生的最大加速度为：

为使滑块与木板共同运动，滑块最大加速度AM≤AM，

。