【新高考】海南2011-2020年高考物理试题分类汇编之专题9 静电场（ 解析卷）

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海南2011-2020年高考物理试题分类汇编解析
第09专题 静电场
1. （2020年第10题）空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d为电场中的四个点，则（ ）
A. a点的场强比b点的大
B. d点的电势比c点的低
C. 质子在d点的电势能比在c点的小
D. 将电子从a点移动到b点，电场力做正功
【答案】AD
【解析】A．根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小，可知a点的电场线比b点的电场线更密，故a点的场强比b点的场强大，故A正确；
B．根据沿着电场线方向电势不断降低，可知d点的电势比c点的电势高，故B错误；
C．根据正电荷在电势越高的点，电势能越大，可知质子在d点的电势能比在c点的电势能大，故C错误；
D．由图可知，a点的电势低于b点的电势，而负电荷在电势越低的点电势能越大，故电子在a点的电势能高于在b点的电势能，所以将电子从a点移动到b点，电势能减小，故电场力做正功，故D正确。
故选AD。
2.（2019年第1题）如图，静电场中的一条电场线上有M、N两点，箭头代表电场的方向，则（）
A. M点的电势比N点的低
B. M点的场强大小一定比N点的大
C. 电子在M点的电势能比在N点的低
D. 电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大
【答案】C
3.（2018年海南物理卷第9题）如图，a、b、c、d为一边长为的正方形的顶点。电荷量均为q （q>0）的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k。不计重力。下列说法正确的是
A. b点的电场强度大小为
B.过b、d点的直线位于同一等势面上
C.在两点电荷产生的电场中，ac中点的电势最低
D.在b点从静止释放的电子，到达d点时速度为零
【解析】=，b与d等势
【答案】AD
4．（2017年第2题）关于静电场的电场线，下列说法正确的是（ ）
A．电场强度较大的地方电场线一定较疏
B．沿电场线方向，电场强度一定越来越小
C．沿电场线方向，电势一定越来越低
D．电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹
【解析】沿电场线方向，电势一定越来越低，正确。
【答案】C
设电场线为ad’，如下图：若W1=W2，则，因为，所以，又，，所以，也就是a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差。
【答案】21．BD
5．（2017年第4题）如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态。现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动。关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是（ ）
A．F逐渐减小，T逐渐减小
B．F逐渐增大，T逐渐减小
C．F逐渐减小，T逐渐增大
D．F逐渐增大，T逐渐增大
【解析】，增大，则F减小；，F减小，则T减小。
【答案】A
6.（2016年第10题）如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法说法正确的是
A．M带负电荷，N带正电荷
B．M在b点的动能小于它在a点的动能
C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
【答案】ABC
【解析】粒子受到的电场力指向轨迹的凹处，知M带负电，N带正电。根据电场力做功，判断电势能。
7．（2015年第5题）如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距l．在正极板附近有一质量为M、电荷量为q（q＞0）的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为﹣q的粒子．在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面．若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M：m为（　　）
A． 3：2 B． 2：1 C． 5：2 D． 3：1
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．
电场力与电势的性质专题．
【解析】粒子只受到电场力的作用做匀加速直线运动，由牛顿第二定律求出加速度，然后由运动学的公式求出位移，在通过比较位移即可得出它们的质量比．
解：根据题意，两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距 l的平面，所以q的位移为x1= l，而﹣q的位移为：
粒子只受到电场力的作用做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得： ，
又由：
运动的时间是相等的，则：
所以：
【答案】A
【点评】该题中，粒子都在电场中做匀加速直线运动，运动的时间是相等的，粒子的电荷量又相等，所以并不需要求出具体的数值，写出相应的公式，然后采用比值法即可快速得出结论．
8．（2015年第7题）如图，两电荷量分别为Q（Q＞0）和﹣Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方．取无穷远处的电势为零．下列说法正确的是（　　）
A． b点电势为零，电场强度也为零
B． 正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右
C． 将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功
D． 将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大
【解析】两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线．电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向．根据等势面和电场线分布情况，分析电势和场强的关系．
解：A、结合等量异种点电荷的电场的特点可知，两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线．电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向，所以B点的电势等于0，而电场强度不等于0．故A错误；
B、由图，两个点电荷在a点产生的电场强度的方向都向右，所以合场强的方向一定向右，则正电荷在a点受到的电场力的方向向右；正电荷从a向O运动的过程中，电场力做正功，电势能减小，而O点的电势等于0，所以正的试探电荷在a点的电势能大于零，故B正确；
C、正电荷从a向O运动的过程中，电场力做正功，电势能减小．所以将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功；故C正确；
D、两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，所以O、b两点的电势是相等的，将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，二者电势能的变化相等．故D错误．
【答案】BC
9．（2014年第4题）如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，重力加速度为g。粒子运动加速度为
A． B． C． D．

【答案】A
【解析】平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，有金属板时，板间场强可以表达为：，且有，当抽去金属板，则板间距离增大，板间场强可以表达为：，有
，联立上述可解得：，知选项A正确。
10．（2014年第9题）如图（a），直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v-t图线如图（b）所示，设a、b两点的电势分别为、，场强大小分别为、，粒子在a、b两点的电势能分别为、，不计重力，则有
A．＞ B．＞
C．＜ D．＞

【答案】BD
【解析】 由v-t 图像的斜率渐小可知由a到b的过程中，粒子的加速度渐小，所以场强渐小，
＞；根据动能定理，速度增大，可知势能减小，＞，可得选项BD正确。
11．（2013年第1题）如图，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知在P、Q连线至某点R处的电场强度为零，且PR=2RQ。则
A．q1=2q2 B．q1=4q2
C．q1=-2q2 D．q1=-4q2
【答案】B
【解析】本题考查电场强度的叠加，由于R处的合场强为0，故两点电荷的电性相同，结合点电荷的场强公式可知，又，故，本题选B。
12.（2012年第2题）如图，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里。一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变？
A．粒子速度的大小
B．粒子所带的电荷量
C．电场强度
D．磁感应强度
【答案】B
【解析】当粒子沿直线通过正交电、磁场时，q B qE ，当粒子速度改变时，运动轨迹一定改变，A 错；沿直线运动时轨迹与电荷量无关，B项正确；改变电场强度或磁感应强度时，都会改变粒子的运动轨迹，CD错．
13．（2012年第3题）如图，直线上有o、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等。在o点处有固定点电荷。已知b点电势高于c点电势。若一带负电荷的粒子仅在电场力的作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则（ ）
A．两过程中电场力做的功相等
B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功
C．前一过程中，粒子电势能不断减小
D．后一过程中，粒子动能不断减小
【答案】C
【解析】 b 点电势高于c 点电势，表明点电荷带正电，场强方向沿abc 方向．带负电的粒子从c 向a 运动，电场力做正功，由于ab =bc ，有U ab>U bc ，因 此电场力做功W= qU 不等，且W cb14. （2012·海南物理）将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是
A．保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半
B．保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍
C．保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半
D．保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半
【答案】AD
【解析】平行板间匀强电场，保持U 不变，将d 变为原来的两倍，场
强E变为原来的一半，A项正确；由U= Ed ，可知 B错；由，可知，
保持d 不变，则电容器的电容不变，由 C=Q/ U ，可知，将Q 变为原来的两倍，
则U 变为原来的两倍，C错 D 正确．
15．（2012年第12题）N（N>1)个点荷量均为q（q>0）的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，示意如图。若移去圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为 ，方向 。（已知静电力常量为k）
【答案】
16.（2011年第1题）关于静电场，下列说法正确的是（ ）
A.电势等于零的物体一定不带电
B.电场强度为零的点，电势一定为零
C.同一电场线上的各点，电势一定相等
D.负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加
【解析】负电荷沿电场线方向移动时，克服电场力做功，电势能一定增加。选D
【答案】D
【点评】本题考查静电场中电场强度与电势、电势能的关系。难度：容易。
17．（2011年第3题）三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知
A．n=3??? B．n=4???? C．n=5????? D．n=6
【解析】由已知条件，据库仑定律有?? ①球3先与球2接触后，带电量各为，球3再与球1接触后，带电量各为，然后将球3移至远处，此时1、2之间的作用力大小仍为F，则，??? ②
联立①②两式解得：。本题选D。
【答案】D
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