2020届高考物理一轮题：静电场练习（带解析）

1、2021届高考物理一轮题：静电场练习及答案*静电场*一、选择题1、(2019·武汉模拟)地面上方存在竖直方向的电场，电场强度随高度的变化而改变，如图甲所示，一带电的物体静止在绝缘的水平地面上，在电场力的作用下开始向上运动。在物体运动过程中所带电量不变，空气阻力不计，物体在运动过程中仅受重力和电场力作用，取水平地面为重力势能的零势能面，其机械能E与竖直位移x的关系图象如图乙所示，其中曲线上A点处的切线的斜率最大，则()A.在x1处电场强度最弱B.在x1x2过程中，物体的动能先增大后减小C.在x3x4过程中，物体向下运动D.在x3x4过程中，物体的电势能一直减少2、如图所示，一带电粒子以

2、某速度进入水平向右的匀强电场中，运动轨迹如图所示，M和N是轨迹上的两点，其中M点是轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是()A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力的方向沿电场线方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加3、(多选)某电场的电场线和等势面如图所示，下列说法正确的是()AB点的电势高于A点的电势B把负电荷从A移到B，静电力做正功，电势能减少C负电荷从B移到A时，静电力做负功DUABUBA4、(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

3、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、(2019·宁夏大学附中四模)a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，O为菱形中心，abc120°。现将三个等量的正点电荷Q分别固定在a、b、c三个顶点上，下列说法正确的有()Ad点电场强度的方向由d指向OBO点电场强度的方向由d指向OCO点的电场强度大于d点的电场强度DO点的电场强度小于d点的电场强度6、如图所示，在一真空区域中AB、CD是圆O的两条直径，在A、B两点各放置电荷量为Q和Q的点电荷，设C、D两点的电场强度大

4、小分别为EC、ED，电势分别为C、D，下列说法正确的是()AEC与ED相同，CD BEC与ED不相同，CDCEC与ED相同，CD DEC与ED不相同，CD7、一无限大接地导体板MN前面放有一点电荷Q，它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板MN存在的情况下，由点电荷Q与其像电荷Q共同激发产生的。像电荷Q的位置就是把导体板当作平面镜时，电荷Q在此镜中的像点位置。如图所示，已知Q所在位置P点到金属板MN的距离为L，a为OP的中点，abcd是边长为L的正方形，其中ab边平行于MN。则()Aa点的电场强度大小为E4kBa点的电场强度大小大于b点的电场强度大小，a点的电势高于b点的电势Cb点的电场强度和

5、c点的电场强度相同D一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中电势能的变化量为零8、如图所示，在E500 V/m的匀强电场中，a、b两点相距d2 cm，它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°，则Uab等于()A5 VB10 VC5 VD10 V9、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

6、插入金属板，则静电计指针偏转角增大10、(2019·浙江学军中学模拟)一边长为r的正三角形的三个顶点，固定有3个点电荷，电荷量分别为q、q和2q，如图，静电力常量为k，则三角形中心处O点的电场强度大小和方向分别为()A，指向电荷量为2q的点电荷B，指向电荷量为2q的点电荷C，背离电荷量为2q的点电荷D，背离电荷量为2q的点电荷二、非选择题1、如图所示，在光滑水平面上有一辆长为L、质量为m的绝缘木板小车正以向右的初速度v0做匀速直线运动，现无初速度释放一个质量也为m，带电量为q(q0)的小物块在小车的正中央，发现物块恰好没有从车上掉下来：(1)求物块与小车上表面间的滑动摩擦因数；(2)

7、若车的初速度为2v0，在物块刚放上小车的同时在空间加一水平向右的匀强电场E1，为了让物块不从车的左端掉下来，求电场强度E1的最小值(重力加速度为g)2、如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y。(2)分析物理量的数量级是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知U=2.0×1

8、02 V，d=4.0×10-2 m，m=9.1×10-31 kg，e=1.6×10-19 C，g取10 m/s2。(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”G的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。【附加题】思考辨析(正确的画“”，错误的画“×”)(1)电场中电场强度为零的地方电势一定为零。( )(2)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。( )(3)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功。( )(4)A、B两点的电势差是恒定的，所

9、以UABUBA。( )(5)等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大。( )(6)电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向。( )2021届高考物理一轮题：静电场练习及答案*静电场*一、选择题1、(2019·武汉模拟)地面上方存在竖直方向的电场，电场强度随高度的变化而改变，如图甲所示，一带电的物体静止在绝缘的水平地面上，在电场力的作用下开始向上运动。在物体运动过程中所带电量不变，空气阻力不计，物体在运动过程中仅受重力和电场力作用，取水平地面为重力势能的零势能面，其机械能E与竖直位移x的关系图象如图乙所示，其中曲线上A点处的切线的斜率最大，则()A.在x1处电场强度最弱B.在x1

10、x2过程中，物体的动能先增大后减小C.在x3x4过程中，物体向下运动D.在x3x4过程中，物体的电势能一直减少【解析】选B。机械能与位移图线的斜率表示受到的电场力，A处的切线的斜率最大，说明此位置受到的电场力F最大，则电场强度E=最大，即在x1处电场强度最强，故A错误；在x1x2过程中，图象的斜率越来越小，则说明受到的电场力越来越小，在x2处物体的机械能最大，图象的斜率为零，则说明此时电场力为零，在这一过程中物体应先加速后减速，故物体的动能先增大后减小，故B正确；在x3x4过程中，物体向上运动，故C错误；在x3x4过程中，机械能在减小，则电场力在做负功，电势能增大，故D错误。2、如图所示，一带

11、电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，运动轨迹如图所示，M和N是轨迹上的两点，其中M点是轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是()A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力的方向沿电场线方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加【答案】C带电粒子所受合力指向运动轨迹的内侧，所以带电粒子受到的电场力水平向左，粒子向M点运动过程中电场力做负功，所以粒子到达M点时的动能最小，速率最小，选项A、B错误；因为是匀强电场，粒子受到的电场力恒定，加速度恒定，选项C正确；粒子靠近M点的过程，电场力做负功，电势能增加，远离M点的过程，电场力做正功，电势能减少，选项D错误。3、(多选)某电场的

12、电场线和等势面如图所示，下列说法正确的是()AB点的电势高于A点的电势B把负电荷从A移到B，静电力做正功，电势能减少C负电荷从B移到A时，静电力做负功DUABUBA答案ABC4、(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

13、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、(2019·宁夏大学附中四模)a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，O为菱形中心，abc120°。现将三个等量的正点电荷Q分别固定在a、b、c三个顶点上，下列说法正确的有()Ad点电场强度的方向由d指向OBO点电场强度的方

14、向由d指向OCO点的电场强度大于d点的电场强度DO点的电场强度小于d点的电场强度【答案】C由电场的叠加原理可知，d点电场的方向为由O指向d，O点的电场方向也是由O指向d，故A、B错误；设菱形的边长为r，根据点电荷电场强度表达式Ek，三个点电荷在d点产生的场强大小相等，由场强的叠加可知，d点的场强大小Ed2k，O点的场强大小为E04k，可见d点的电场强度小于O点的电场强度，故D错误，C正确。6、如图所示，在一真空区域中AB、CD是圆O的两条直径，在A、B两点各放置电荷量为Q和Q的点电荷，设C、D两点的电场强度大小分别为EC、ED，电势分别为C、D，下列说法正确的是()AEC与ED相同，CDBEC

15、与ED不相同，CDCEC与ED相同，CDDEC与ED不相同，CD【答案】C根据等量异号电荷周围电场的分布情况可知，C、D两点的电场强度大小相等、方向相同，正电荷周围电势为正，负电荷周围电势为负，故D点电势一定小于C点电势，C选项正确7、一无限大接地导体板MN前面放有一点电荷Q，它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板MN存在的情况下，由点电荷Q与其像电荷Q共同激发产生的。像电荷Q的位置就是把导体板当作平面镜时，电荷Q在此镜中的像点位置。如图所示，已知Q所在位置P点到金属板MN的距离为L，a为OP的中点，abcd是边长为L的正方形，其中ab边平行于MN。则()Aa点的电场强度大小为E4kBa点的

16、电场强度大小大于b点的电场强度大小，a点的电势高于b点的电势Cb点的电场强度和c点的电场强度相同D一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中电势能的变化量为零【答案】B由题意可知，点电荷Q和金属板MN周围空间的电场与等量异种点电荷产生的电场等效，所以a点的电场强度Ekk，A错误；等量异种点电荷周围的电场线和等势面分布如图所示：由图可知Ea>Eb，a>b，B正确；图中b、c两点的场强不同，C错误；由于a点的电势大于d点的电势，所以一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中电场力做正功，电荷的电势能减小，D错误。8、如图所示，在E500 V/m的匀强电场中，a、b两点相距d2 cm，它

17、们的连线跟电场强度方向的夹角是60°，则Uab等于()A5 VB10 VC5 VD10 V答案C9、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

18、合U和C可判断B正确，C、D错误。10、(2019·浙江学军中学模拟)一边长为r的正三角形的三个顶点，固定有3个点电荷，电荷量分别为q、q和2q，如图，静电力常量为k，则三角形中心处O点的电场强度大小和方向分别为()A，指向电荷量为2q的点电荷B，指向电荷量为2q的点电荷C，背离电荷量为2q的点电荷D，背离电荷量为2q的点电荷【答案】BO点是三角形的中心，到三个点电荷的距离均为lr，两个电荷量为q的点电荷在O处产生的场强大小为E1E2k，根据对称性和几何知识得知两个电荷量为q的点电荷在O处产生的合场强为E12E1k；再与电荷量为2q的点电荷在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为EE

19、12E3kkk，方向指向电荷量为2q的点电荷，故选B。二、非选择题1、如图所示，在光滑水平面上有一辆长为L、质量为m的绝缘木板小车正以向右的初速度v0做匀速直线运动，现无初速度释放一个质量也为m，带电量为q(q0)的小物块在小车的正中央，发现物块恰好没有从车上掉下来：(1)求物块与小车上表面间的滑动摩擦因数；(2)若车的初速度为2v0，在物块刚放上小车的同时在空间加一水平向右的匀强电场E1，为了让物块不从车的左端掉下来，求电场强度E1的最小值(重力加速度为g)【答案】(1)0.25(2)解析：(1)物块与小车相互作用的过程中，系统动量守恒选取向右为正方向，mv02mv.根据能量守恒可知，系统产

20、生的热量等于动能的损失mg·mv2mv2.联立解得，0.25.(2)电场方向水平向右，物块向右做匀加速直线运动，qE1mgma1.小车在摩擦力作用下向右做匀减速直线运动，a2g.分析可知，当E1取最小值时，二者共速时，物块恰好到达小车的左端v共a1t2v0a2t.tt.联立解得，E1.2、如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y。(2)分析物理量的数量级是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知U=2.0×102 V，d=4.0×10-2 m，m=9.1×10-31 kg，e=1.6×10-19 C，g取10 m/s2。(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”G的概念，并简要说明电势