广西玉林市2021-2022学年高二上学期物理复习题 静电场及恒定电流 (Word版含答案)

2021年秋季期高二物理期考复习—电场
一、库仑定律适用条件的三点理解
1. 两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为(　　)
A. B. C. D. 无法确定
库仑力作用下的平衡问题
（多选）如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能
静止在斜面上，需在M、N间放一带电小球b，则b应（ ）
带正电，放在A点 B. 带正电，放在B点
C. 带负电，放在C点 D. 带正电，放在C点
3.两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示。A处电荷带正电荷量Q1，B处电荷
带负电荷量Q2，且Q2=5Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则（ ）
Q3为负电荷，且放于A左方
B．Q3为负电荷，且放于B右方
C．Q3为正电荷，且放于A、B之间 D．Q3为正电荷，且放于B右方
4．如图所示，两个带电荷量分别为Q1与Q2的小球固定于相距为d的水平面上，另有一个质量为m，带电荷量为q的带电粒子A，悬浮于空中不动，此时A离Q1的距离为d，离Q2的距离为d。已知重力加速度为g，静电力常量为k。则
A．Q1与Q2可能为异种电荷 B．Q1=3Q2
C．Q1=9Q2 D．Q1=
*5.如图所示，竖直绝缘墙壁上Q处有一个固定的质点A，在Q的上方P点用丝线悬挂着另一个质点B.A、B两质点因带同种电荷而相斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减少，在电荷漏完之前悬线对P点的拉力大小将（ A ）
A. 保持不变 B. 先变小后变大
C. 逐渐减小 D. 逐渐增大
5、【答案】A【解析】：对小球B受力分析用相似三角形法可得答案。
三、电场强度的三种计算方法比较：E＝；E＝k，E＝
6.有关电场强度的理解，下述说法错误的是（ ）
A．由可知，是电场强度的定义式，适用于任何电场
B．由可知，当时，
C．由，在匀强电场中，只要两点间距离相等，则它们之间的电势差就相等
D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在检验电荷无关
四、电场强度的叠加问题
7．直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（　　）
A．，沿y轴正向 B．，沿y轴负
C．，沿y轴正向 D．，沿y轴负向
*8．如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q＞0）的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）（　　）
A． B． C． D．
五、电场线的理解与应用（等量同种电荷，等量异种电荷连线、连线中垂线、对称点电场强度大小和电势高低的比较）
9．下面所述电场中，a、b两点场强和电势都相同的是(　　)
A．距正的点电荷等距离的a、b两点
B．等量异种点电荷的连线的中垂线上，距连线中点O等距离的a、b两点
C．等量同种点电荷的连线上，距连线中点O等距离的a、b两点
D．两块带有等量异种电荷的平行金属板间，距同一板不等距离的a、b两点
10.(多选)两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有a、b、c三点，如图所示，下列说法正确的是（　 　）
A．a、b两点的场强方向相同，b点场强比a点大
B．a点电势比b点高 C．a、b、c三点和无穷远处等电势
D.一个电子在a点无初速度释放，则它将在c点两侧往复振动
11.如图所示，在真空中等量异种点电荷形成的电场中：O是电荷连线的中点，
C、D是连线中垂线上关于O对称的两点，A、B是连线延长线上的两点，且到正、负电荷的距离均等于两电荷间距的一半．则以下结论正确的是(　　)
A．B、C两点场强方向相同 B．A、B两点场强相同
C．C、O、D三点比较，O点场强最弱
D．A、O、B三点比较，O点场强最弱
六、电场力做功、电势能、电势与电势差的关系
12.下列说法中正确的是（　 　）
A.正电荷放于电势越低处，电势能越小 B.负电荷放于电场线越密处，电势能越小
C.正电荷由电势低处移到电势高处，电场力作正功 D.负电荷沿电场线移动，电势能减小
13.（多选）图中a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，
沿电场线向上运动到b点恰好速度为零，下列说法中正确的是(　　)
A．带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的
B．a点的电势比b点的电势高
C．带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小 D．a点的电场强度比b点的电场强度大
14.如图所示，空间存在着一水平向右的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带
正电的粒子从A点以竖直向上的速度v进入匀强电场，粒子到达B点时速度方
向与竖直方向成θ角，不计粒子的重力．求：A、B两点间的电势差．
七、电势差与电场强度的关系UAB＝Ed（含在非匀强电场中的运动）
15.在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个电荷量为－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，静电力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点到无限远的电势差分别为（　 ）
A.EpA＝－W，UAO＝ B.EpA＝W，UAO＝－ C.EpA＝W，UAO＝ D.EpA＝－W，UAO＝－
16．（多选）如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心．已知电场线与圆所在平面平行．下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的（ ）
A．a点的电势为6V B．a点的电势为-2V
C．O点的场强方向指向电势为2V的点
D．O点的场强方向指向a点
17. （多选）将一根绝缘细线在匀强电场中连接成一个菱形，如图所示．a、b、c、d分别是菱形的四个点，且∠abc＝120°．已知a、b、c三点电势分别为3V、4V、5V，一个带电量
为＋1.0×10－6C的小蚂蚁在细线区域内爬行．下列说法正确的是( 　)
A.d点电势4V B. O点电势为0V
C.小蚂蚁在b点电势能等于在d点电势能 D. 小蚂蚁在b点电势能小于在d点电势能
18．（多选）如图所示，虚线为一静电场中的等势面1、2、3、4，相邻等势面间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷仅在静电力的作用下沿图中实线从a点运动到b点，经过a、b两点时粒子的动能分别为5 eV和26 eV.当这一点电荷运动到某一位置c时，
其电势能变为－5 eV.下列说法正确的是(　　)
A．粒子从a点运动到b点的过程中电场力做负功
B．粒子在a点的电势能小于其在b点的电势能
C．粒子在c点时的动能为24 eV D．a、b点的电势关系为φa>φb
八、电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹问题
19.如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是(　　)
A．vM＜vN，aM＜aN　　　　　　 B．vM＜vN，φM＜φN
C．φM＜φN，EpM＜EpN D．aM＜aN，EpM＜EpN
20. 如图所示，虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子(重力不计)，以不同的速率，沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的轨迹1和2运动，由轨迹可以断定(　　)
A. 两个粒子带电量一定不同
B. 两个粒子的电性一定不同
C. 粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增大
D. 经过B、C两点，两粒子的速度可能不等
21.（多选） 如图所示，虚线表示电场的一族等势面且相邻等势面电势差相等，一个带正电
的粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子
先后通过M点和N点．在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出( )
A. N点的电势高于M点的电势 B. 粒子在N点的电势能比在M点的电势能大
C. 粒子在M点的速率小于在N点的速率 D. 粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大
九、静电场中的三类图像问题：v t图像；φ x图像；E x图像
22．某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点。取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计。在O到A运动过程中，下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能Ek和运动径迹上电势φ随位移x的变化图线可能正确的是(　　)
十、电场力做功与功能关系
23.如图所示，直角三角形ABC为某斜面体的横截面，已知斜面高为h，上表面光滑，与水平面夹角为∠C＝30°，D为底边BC上一点，AD与竖直方向的夹角∠BAD＝30°，D点处静置
一带电荷量为＋Q的点电荷．现使一个带电荷量为－q、质量为m的小球从斜
面顶端由静止开始运动，则小球到达C点时的速度为多大？
下图是你们曾经做过的题目的图形，请回想式复习
十一、平行板电容器的动态分析
(1)先确定是Q还是U不变：电容器保持与电源连接，U不变；电容器充电后与电源断开，Q不变。
(2)用决定式C＝确定电容器电容的变化。
(3)用定义式C＝判定电容器所带电荷量Q或两极板间电压U的变化。
(4)用E＝分析电容器极板间电场强度的变化。
结论：带电量Q不变而仅改变间距d时，电容器内部场强不变。（会推导重点记忆）
十二、带电粒子在电场中的直线运动：qU＝mv2－mv02。
24、如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动。那么(　　)
A．微粒带正、负电荷都有可能
B．微粒做匀减速直线运动
C．微粒做匀速直线运动
D．微粒做匀加速直线运动
25．如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)。求：
(1)小球到达小孔处的速度；
(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；
26．（多选）一束粒子沿两平行金属板中心轴射入板间的匀强电场后，分成三束a、b、c，如图，则（ ）
A．初速度比较， B．板内运动时间比较，
C．动能增加量比较， D．电势能变化量比较
十四、示波管的工作原理（Y方向和X方向各加什么电压才能在荧光屏上看到正弦图，有兴趣者自己看相关资料）
27．(多选)示波管的构造如图所示。如果在荧光屏
上P点出现亮斑，那么示波管中的(　　)
A．极板X应带正电 B．极板X′应带正电
C．极板Y应带正电 D．极板Y′应带正电
*十五、带电粒子在交变电场中的运动
*28、(多选)如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像。当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是(　)
A．带电粒子将始终向同一个方向运动
B．2 s末带电粒子回到原出发点 C．3 s末带电粒子的速度为零
D．0～3 s内，电场力做的总功为零
*十六、用等效法解决带电体在电场、重力场中的圆周运动问题
*29．质量为m的小球带电荷量为，由长为L的绝缘绳系住，在水平向右、场强为E的匀强电场中最初静止于A点，如图所示，已知，为了让小球在竖直平面内做完整的圆周运动，则小球在A点的初速度至少为（ ）（等效最高点问题）
A. B． C． D．
2021年秋季期高二物理期考复习—电场答案
1.【答案】D【解析】：当两球心相距时，两球不能看成点电荷，电荷的中心不在几何中心；如果是同种电荷，排斥，电荷中心距离大于，故；如果是异种电荷，相互吸引，电荷中心距离小于，故；不知道电性，故无法确定其大小，故D正确。
2.【答案】AC【解析】：小球a处于平衡状态，受力平衡，合力为零。
小球受重力，一定向下，支持力一定垂直向上，根据平衡条件，静电引力必然与前两个力的合力等大、反向且在同一条直线上，则b球可以放在C点，带负电；小球可以放在A点，带正电。故AC正确，BD错误。
3.【答案】A【解析】：假设Q3放在Q1Q2之间，那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同，Q3不能处于平衡状态，所以假设不成立。设Q3所在位置与Q1的距离为r13，Q3所在位置与Q2的距离为r23，要能处于平衡状态，所以Q1对Q3的电场力大小等于Q2对Q3的电场力大小。即： ，由于Q2>Q1，所以r23>r13，所以Q3位于Q1的左方。根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，可判断Q3带负电。故选：A。
4．D【解析】带电粒子A受重力、Q1对其库仑力、Q2对其库仑力作用，悬浮于空中不动，所以Q1与Q2一定为同种电荷，故A错误；Q1对其库仑力为，Q2对其库仑力为，根据平衡条件可得，，联立解得，故BC错误，D正确。
6．【答案】C【解析】A．定义式适用于任何电荷产生的电场，A正确；
B．是由库仑定律导出的点电荷电场强度的表达式，当时，，B正确；
C．公式适用于匀强电场，只有在沿电场线的方向的两点间距离相等，它们之间的电势差才相等，故C错误；D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与F、q无关，不能说电场强度与F成正比，与q成反比，D正确．本题选错误的，故选C．
7．答案B：【解答】解：G点处的电场强度恰好为零，说明负电荷在G点产生的合场强与正电荷在G点产生的场强大小相等方向相反，根据点电荷的场强公式可得，正电荷在G点的场强为，负电荷在G点的合场强也为，当正点电荷移到G点时，正电荷与H点的距离为2a，正电荷在H点产生的场强为，方向沿y轴正向，由于GH对称，所以负电荷在G点和H点产生的场强大小相等方向相反，大小为，方向沿y轴负向，所以H点处场合强的大小为，方向沿y轴负向，所以B正确；故选：B。
8.答案：B【解析】：对称法：电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为，
而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷，与在a点处有一电荷量为q（q＞0）的固定点电荷，在b点处的场强为零，
则圆盘在此处产生电场强度也为．那么圆盘在此d产生电场强度则仍为。而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为，由于都在d处产生电场强度方向相同，即为两者大小相加。所以两者这d处产生电场强度为，故B正确，ACD错误。
9.答案：B解析：正的点电荷电场线和等势面分
布如图甲所示，a、b两点在同一等势面上，电
势相同，场强大小相同，但方向不同，故A错．
由图乙知，a、b两点位于同一等势面上，故两
点电势相同，a、b两点处电场线分布疏密程度
相同，且a、b两点处电场线的切线方向也相同，
故两点场强相同．由图丙，a、b两点分别位于对称的等势面上，故两点电势相同，a、b两点处电场线分布的疏密程度相同，两点场强大小相同，但a点场强方向沿连线指向b，b点场强方向沿连线指向a，故两点场强方向不相同．而带有等量异种电荷的平行金属板产生的是匀强电场，距同一板不等距离的a、b两点场强相等，电势不等，故D错．
10.【答案】AC【解析】等量异种电荷电场线和等势线的分布图如图所示，
中垂线上场强方向相同，但是b点场强比a点大，A选项正确；中垂线
上电势相等，与无穷远处等势，B选项错误，C选项正确；一个电子在a
点受到的电场方向垂直于垂直平分线向左，无初速度释放后，将向左下
方运动，不可能到达c点，D选项错误.
11.【答案】B【解析】根据电场线分布，B、C两点的场强方向相反，故A错误；根据对称性看出，A、B两处电场线疏密程度相同，则A、B两点场强大小相同，又场强方向相同，故B正确；根据电场线的分布情况可知：C、O、D三点中，O处电场线最密，则O点的场强最强．故C错误；设A到＋q的距离为r，则A、B点的场强大小为EA＝EB＝k－k＝；O点的场强大小为EO＝2k，所以A、O、B三点比较，O点场强最强．故D错误．
12.【答案】A【解析】根据推论可知，正电荷放于电势越低处，电势能越小．故A正确．负电荷放于电场线越密处，电场强度越大，受到的电场力大，但电势能不一定越小．故B错误．正电荷由电势低处移到电势高处，电荷的电势能增加，则电场力做负功．故C错误．负电荷受到的电场力的方向与电场线的方向相反，顺着电场线移动，负电荷电势能增大．故D错误．故选A.
13.答案　ABD解析：带电质点从a由静止释放，能沿电场线竖直向上运动，电荷所受的电场力也一定是竖直向上的；电势沿电场线方向降低，a点的电势一定比b点的电势高；如果带电质点的重力可以忽略，质点由静止开始运动，就会一直运动下去，所以本题中的质点受到的重力不能忽略，且质点一开始所受电场力一定大于重力，如果电场是匀强电场，质点也应该永远加速运动下去，但质点到达b点速度为零，说明质点已经进行了一段减速运动，受到的电场力比重力要小，可见电场力是逐渐变小的，这是一个非匀强电场的电场线，且场强越来越小．综上所述，A、B、D三项正确．
14.【解析】在B点：从A到B据动能定理有，得
15.【答案】A【解析】依题意，－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，静电力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限远处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为EpA＝－W，A到无限远的电势差为UAO＝－UOA＝－＝.
16．答案：AC，【解析】在匀强电场中，任意两平行直线上相等距离的电势差相等，所以，a点电势比10V低4V，即为6V，故A正确，B错误．a点的电势为6V，根据电场线应与等势面垂直，且沿电场线电势依次降低，O点的场强方向应指向图中电势为2V的点，故C正确，D错误．
17.【答案】AC【解析】AB、O点是对角线的交点，由题意知，O点电势，故，故A正确，B错误；CD、bd电势相等，电势能也相等，故C正确，D错误．
18.答案：CD解析：粒子从a点运动到b点的过程中动能增加，电场力做正功，A选项错误；只有电场
做功，动能和电势能之和保持不变，即粒子从a点运动到b点的过程中电势能减小，B选项错误；相邻
的等势面之间的电势差相等，粒子在等势面3的电势为0，动能为19 eV，总能量为19 eV，粒子在c
点时的电势能为－5 eV，则动能为24 eV，C选项正确；正电荷在电势高的地方电势能大，粒子在a点
的电势大，a点的电势能大，a、b点的电势关系为φa>φb，故D选项正确．
19.解析：选D　电场线密的地方场强大，粒子受到的电场力大，所以aMφN，故B、C错误。又由Ep＝qφ和能量守恒知，带负电的粒子在电势越低的位置，具有的电势能越大，而动能越小，即EpMvN，故A错误，D正确。
20.【答案】B【解析】试题分析：由图无法判定两电荷在同一位置时所受电场力的大小，故无法判定两粒子带电量的大小关系，故A错误．由图可知电荷1受到中心电荷的斥力，而电荷2受到中心电荷的引力，故两粒子的电性一定不同．选项B正确;由B选项分析可知2粒子在从A向C运动过程中电场力先做正功后做负功，故动能先增大后减小．而粒子1在从A向B运动过程中电场力先做负功后做正功，故动能先减小后增大．由于BC两点在同一等势面上，故粒子1在从A向B运动过程中电场力等于2粒子在从A向C运动过程中电场力所做的总功．由于两粒子以不同的速率从A点飞入电场故两粒子的分别经过B、C两点时的速率一定不相等．可知C对；D错；
21.【答案】AB【解析】粒子带正电，由运动轨迹可知，电场力的方向指向右下方即电场线的方向指向右下方，根据电场的性质“顺着电场线的方向电势降落”可知N点的电势高于M点的电势，A选项正确；电场力做负功，电势能增加，B选项正确；电场力做负功，动能减小，C选项错误；根据电场线或等势面的疏密表电场强弱可知，D选项错误．
22.解析：选B　沿OA方向的电场强度先减小后增大，粒子运动的加速度a随时间t的变化为先减小后增大，粒子运动速度v随时间t的变化图像斜率先减小后增大，图像A错误B正确。根据电势图像斜率表示电场强度可知，运动径迹上电势φ随位移x的变化图线的斜率应该为先减小后增大，图像C错误。由动能定理，粒子的动能Ek 随位移x的变化图线斜率与电场强度成正比，粒子的动能Ek随位移x的变化图线的斜率应该为先减小后增大，图像D错误。
23.解：点电荷Q周围的等势面为以Q为圆心的同心圆，又由几何关系可知，AD＝CD，因此A、C在同一等势面上，即A、C两点电势相等，则小球在A、C两点的电势能相等；由能量守恒定律可知，从A到C过程中，小球动能增加量等于重力势能的减少量，即mv2＝mgh，解得：v＝.
24、解析：选B　微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的电场力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的电场力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故B正确。
25.解析：(1)由v2＝2gh 得v＝
(2)在极板间带电小球受重力和电场力，有mg－qE＝ma 0－v2＝2ad
得 U＝Ed Q＝CU 得
26.【答案】AC【解析】AB.粒子在匀强电场中受到沿垂直于极板方向的电场力作用，在垂直于极板方向做初速度为零的匀加速直线运动，在平行于极板的方向不受力而做匀速直线运动。在垂直于极板方向，由得，
由于，则；在平行于极板方向，由得，
对于a、b，由于，，故有，故A正确，B错误；
CD.电势能变化量的大小等于电场力做功的大小，则，
得；动能增加量等于电场力做的功，则，
故C正确，D错误。故选：AC
27.答案：AC　根据亮斑的位置，电子偏向XY区间，说明电子受到静电力作用发生了偏转，因
此极板X、极板Y均应带正电。
28、解析：选CD　设第1 s内粒子的加速度为a1，第2 s内的加速度为a2，由a＝可知，a2＝2a1，可见，粒子第1 s内向负方向运动，1.5 s末粒子的速度为零，然后向正方向运动，至3 s末回到原出发点，粒子的速度为0，由动能定理可知，此过程中电场力做功为零，综上所述，可知C、D正确。
29.【答案】D【解析】小球做圆周运动的等效最高点与A点关于圆心对称，当小球在等效最高点且速度最小时，绳子的拉力为零，此时的合力，
根据牛顿第二定律得，解得：，
从等效最高点到等效最低点，由动能定理可得，解得，
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