经典高考物理静电场专题复习题

1选修3-1《静电场》专题复习专题1：电场力的力学特性--含电场力作用下的平衡、非平衡问题总结1、（单选）将两个质量均为m的小球a、b用绝缘细线相连，竖直悬挂于O点，其中球a带正电、电荷量为q，球b不带电，现加一电场强度方向平行竖直平面的匀强电场(没画出)，使整个装置处于平衡状态，且绷紧的绝缘细线Oa与竖直方向的夹角为θ＝30°，如图所示，则所加匀强电场的电场强度大小可能为（）A.B.C.D.【答案】B【解析】取小球a、b整体作为研究对象，则受重力2mg、悬线拉力FT和电场力F作用处于平衡，此三力满足如图所示的三角形关系，由图知F的最小值为，由，知，故B对综上所述所述本题答案是：B2、（单选）如图所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方（A、B均视为点电荷），轻绳与竖直方向成30°角，小球A、B静止于同一高度．已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力为（）A.224kQlB.22kQlC.mgD.3mg【答案】A3、（单选）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衡于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（）A.a、b的电荷同号，B.a、b的电荷异号，C.a、b的电荷同号，D.a、b的电荷异号，24、（单选）在光滑绝缘的水平地面上放置四个相同的可看作质点的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所示．现让小球A、B、C都带电荷量为Q的正电荷，让小球D带电荷量为q的负电荷，若四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为()A.13B.33C．3D.3【答案】D【解析】设等边三角形的边长为a，由几何知识可知，BD＝a·cos30°·23＝33a，以B为研究对象，由平衡条件可知，kQ2a2cos30°×2＝kQqBD2，解得Qq＝3，D项正确．5、（单选）如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（）A.a、b、c小球带同种电荷B.a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C.a、b小球电量之比为D.a、b小球电量之比【来源】【全国市级联考】山东省青岛市2018届高三统一质量检测理综物理试题【答案】D【解析】AB：对c小球受力分析可得，a、b小球必须带同种电荷c小球才能平衡。对b小球受力分析可得，b、c小球带异种电荷b小球才能平衡。故AB两项错误。CD：对c小球受力分析，将力正交分解后可得：，又，解得：。故C项错误，D项正确。6、质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角α＝30°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α＝30°，求：(1)A、B小球电性及所带电荷量Q；(2)外加匀强电场的场强E.【答案】(1)A带正电，B带负电，3Q3mglk(2)3103E=9mgkl【解析】（1）由图乙用假设法可判定A球带正电，B球带负电，否则A球、B球均不能处于平衡状态。由图甲3得两小球相距d＝2l－2lsin30°＝l7、如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10–6C，匀强电场的场强E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）小球所受电场力F的大小。（2）小球的质量m。（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。【答案】（1）3.0×10–3N（2）4.0×10–4kg（3）2.0m/s48、如图所示，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A带电量QA=10q，B带电量QB=q，若小球C上加一个水平向右的恒力，欲使A、B、C始终保持r的间距运动，求：(1)C球的电性和电量QC；(2)水平力F的大小。【答案】（1）C球带负电QC=403q（2）F=70k22qr【解析】（1）对A、B、C系统研究得：3FamA球受到B球库仑斥力F1和C球库仑力F2后，要产生水平向右加速度，故F2必为引力，C球带负电。对AB两球有22222CABACBABQQQQQQQQkkkkrrrrmm联立可得：403CQq（2）对整体和A有2223CABAQQQQkkrrFmm2270qFkr专题2：电场力的力学特性——电场力做功问题总结1、（多选）如图所示，在一个匀强电场中有一个三角形ABC，AC的中点为M，BC的中点为N.将一个带正电的粒子从A点移动到B点，电场力做功为WAB=6.0×10-9J.则以下分析正确的是（）A.若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功WMN可能小于3.0×10-9JB.若将该粒子从点M移动到N点，电势能减少3.0×10-9JC.若该粒子由B点移动到N点，电场力做功为—3.0×10-9JD.若被移动的粒子的电量为+2×10-9C，可求得A、B之间的电势差UAB为3V【来源】2017届江西省重点中学盟校高三第一次联考理综物理试卷（带解析）【答案】BD【解析】根据匀强电场中，U=Edcosθ，设AB与MN跟电场线的夹角为θ．则由几何关系得：，；则粒子从M点移动到N点，电场力做功为WMN=qUMN=q•UAB＝WAB＝3.0×10−9J．故A正确，B错误．由于电场方向未知，不能得到BN两点间的电势差，故不能求解粒子由B点移动到N点电场力做功．故C错误．若粒子的电量为q=2×10-7C，由WAB=qUAB得A、B之间的电势差．故D正确．故选BD．52、（多选）如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点。一电荷量为q（q0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1：若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是（）A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B.若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为C.若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为D.若W1=W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】BDC、因为不知道匀强电场方向，所以场强大小不一定是，故C错误；D、若W1=W2，说明由因为；解得：，故D正确；故选BD3、（单选）一电场线在竖直平面上的分布如图所示。电场中的A、B两点的电场强度分别为AE、BE，电势分别为A、B。一个质量为m、电荷量为q的带电小球，从电场中的A点运动到B点，A、B两点间的高度差为h。小球经过A点时的速度大小为1v，运动至B点时的速度大小为2v，该过程的速度偏向角为α，电场力做功为W，则以下判断中正确的是()A.AEBEB.ABC.如果电荷为负电荷，则1v2vD.22211122Wmvmvmgh【答案】D64、(多选)如图所示，长为L、倾角为θ＝30°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，则()A．小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能B．A、B两点的电势差一定为mgl2qC．若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最小值一定是mg2qD．若该电场是AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷解析：小球初、末速度均为v0，从A到B，由动能定理得qUAB－mgLsin30°＝0，解得A、B两点的电势差为UAB＝mgL2q，qUAB＝mgL2，电场力做正功电势能减少．EpBEpA，A错误，B项正确；若电场是匀强电场，该电场的电场强度的最小值为mg2q，C项正确；若该电场是AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的，则Q可以是负电荷，D项错误．答案：BC5、（多选）如图所示，在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的正点电荷，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点时速度为v，图中θ=60°，规定电场中P点的电势为零．则在+Q形成的电场中（）A．N点电势高于P点电势B．N点电势为qmv22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﹣21mv2答案及解析：.BC解：A、根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势，而M、P两点的电势相等，则N点电势低于P点电势．故A错误．B、根据动能定理得：检验电荷由N到P的过程：﹣q（φN﹣φP）=mv2，由题，P点的电势为零，即φP=0，解得，N点的电势φN=﹣．故B正确．C、P点电场强度大小是EP=k，N点电场强度大小是EN=k，则EP：EN=：=4：1．故C正确．D、检验电荷在N点具有的电势7能为EP=﹣qφN=mv2．故D错误．故选BC6、（多选）如图所示，倾角为θ=30°的光滑绝缘直角斜面ABC，D是斜边AB的中心，在C点固定一个带电荷量为+Q的点电荷．一质量为m，电荷量为﹣q的小球从A点由静止释放，小球经过D点时的速度为v，到达B点时的速度为0，则（）A．小球从A到D的过程中静电力做功为21mv2B．小球从A到D的过程中电势能逐渐减小C．小球从A到B的过程中电势能先减小后增加D．AB两点间的电势差UAB=qmv2答案及解析：.CD解：A、斜面的倾角为θ=30°，斜面上AD=DB，由几何关系可知，AC=AD=CD，即A到C的距离与D到C的距离是相等的，所以D与A的电势相等，则由W=qU，知A到D的过程中电场力做的功等于0．故A错误；B、由于即A到C的距离与D到C的距离是相等的，由几何关系可知，沿AD的方向上的各点到C的距离先减小后增大，距离减小的过程中电场力对负电荷做正功，所以从A懂啊D的过程中负电荷的电势能先减小后增大，故B错误；C、结合B的分析，同理可知，小球从A到B的过程中电势能先减小后增加．故C正确；D、设AB的长度为2L，则AD=DB=L，在小球从A到D两点得过程中，由动能定理有：在小球从A到B的过程中有：mg•2L+（﹣q）UAB=0﹣0所以：．故D正确．故选：CD7、（单选）如图甲所示，一绝缘的竖直圆环上均匀分布着正电荷．一光滑细杆从圆心垂直圆环平面穿过圆环，杆上套有带正电的小球，现使小球从a点由静止释放，并开始计时，后经过b、c两点，运动过程中的v－t图如图乙所示．下列说法正确的是()A．带电圆环在圆心处产生的场强不为零B．a点场强大于b点场强C．电势差Uab小于UbcD．小球由b到c的过程中平均速度小于0.55m/s【答案】C——A、根据电场的叠加原理和对称性可以知道,带电圆环在圆心处产生的场强为零，故A错误；B、由乙图知,小球在a处的加速度小于b处加速度,由知,a点场强小于b点场强,故B错误.C、根据动能定理得:8可得，故C正确D、小球由b到c的过程中做非匀加速运动,位移大于匀加速运动的位移,所以平均速度大于故D错误；综上所述本题答案是：C8、（多选）如图所示，O、B、A为一粗糙绝缘水平面上的三点，一电荷量为﹣Q的点电荷固定在O点，现有一质量为m，电荷量为+q的小金属块（可视为质点），从A点以初速度v0沿它们的连线向固定点电荷运动，到B点时速度最小，其大小为v．已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ，AB间距离为L、静电力常量为k，则（）A．OB间的距离为mgkQqB．小金属块由A向O运动的过程中，电势能先增大后减小C．小金属块由A向O运动的过程中，加速度先减小后增大D．在点电荷﹣Q形成的电场中，A、B两点间的电势差UAB=qmgLmvmv22220AC解：A、