專題10 靜電場-2021年高考物理各地市模擬題專題匯編

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?專題10 靜電場(解析版)
一、單選題（本大題共20小題）
1.[來源:2021年江蘇省鹽城市、南京市高考物理一模試卷]實(shí)驗(yàn)室中探測到電子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動軌跡為一條拋物線.為研究問題方便，建立如圖所示的坐標(biāo)系，該拋物線開口向下，a、b是拋物線上的兩點(diǎn).下列說法正確的是

A. 勻強(qiáng)電場方向可能沿x軸正方向 B. 勻強(qiáng)電場方向可能沿y軸負(fù)方向
C. 勻強(qiáng)電場中a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)高 D. 電子在b點(diǎn)的動能比在a點(diǎn)的大
【答案】C
【解析】
由電子運(yùn)動軌跡與受力關(guān)系判斷勻強(qiáng)電場情況；由電場力做功判斷動能變化情況；結(jié)合電勢能與動能之和不變及EP=qφ判斷電勢高低。
掌握分析帶電粒子在電場中運(yùn)動軌跡的方法是求解的關(guān)鍵。
【解答】
AB.由電子運(yùn)動軌跡可知電子受到電場力方向指向軌跡的凹側(cè)，在最高點(diǎn)速度沿x軸方向，所以勻強(qiáng)電場方向不可能沿x軸正方向與y軸負(fù)方向，故AB錯(cuò)誤；
CD.如果電子從a至b運(yùn)動，則電場力做負(fù)功，動能減小，電勢能增加，如果粒子從b向a運(yùn)動，則電場力做正功，動能增大，電勢能減小，所以電子在b點(diǎn)的動能比在a點(diǎn)的小，則電子在b點(diǎn)的電勢能比在a點(diǎn)的大，由EP=qφ可知勻強(qiáng)電場中a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)高，故C正確，D錯(cuò)誤。

2.[來源:2021年安徽省蚌埠市高考物理二模試卷]一平行板電容器兩極板保持與恒壓直流電源相連接，若在電容器兩極板間插入某種絕緣介質(zhì)，則該電容器(????)
A. 極板上的電荷量變大，極板間的電場強(qiáng)度變大
B. 極板上的電荷量變大，極板間的電場強(qiáng)度不變
C. 極板上的電荷量變小，極板間的電場強(qiáng)度變大
D. 極板上的電荷量變小，極板間的電場強(qiáng)度不變
【答案】B
【解析】
解：兩極板保持與恒壓直流電源相連接，則電容器兩極板的電壓不變，將某種絕緣介質(zhì)插入后，介電常數(shù)增大，根據(jù)電容的決定式?C=?S4πkd知，介電常數(shù)增大，電容增大。
由于電壓不變，根據(jù)C=QU可知，電量Q增大。
由于電容器的電壓不變，而板間的距離d也不變，根據(jù)E=Ud可知，極板間的電場強(qiáng)度不變，故 ACD錯(cuò)誤，B正確；
故選：B。
兩極板保持與恒壓直流電源相連接，則電容器兩極板的電壓不變，插入后介電常數(shù)增大，根據(jù)電容器介電常數(shù)的變化判斷電容的變化以及電場強(qiáng)度的變化。
本題是電容器的動態(tài)分析問題，關(guān)鍵抓住不變量，當(dāng)電容器與電源終相連，則電勢差不變；當(dāng)電容器與電源斷開，則電荷量不變。要掌握C=QU、C=?S4πkd、E=Ud三個(gè)公式。

3.[來源:2021年云南省昆明一中高考物理第六次復(fù)習(xí)試卷]真空中，在x軸上的原點(diǎn)處和x=6a處分別固定點(diǎn)電荷M、N，在x=2a處由靜止釋放一個(gè)正試探電荷q，假設(shè)試探電荷q只在電場力作用下沿x軸正方向運(yùn)動，試探電荷q的速度與其在x軸上的位置關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是(????)

A. 點(diǎn)電荷M、N一定都是負(fù)電荷
B. 點(diǎn)電荷M、N所帶電荷量絕對值之比為2︰1
C. x=2a處的電勢一定高于x=5a處的電勢
D. 試探電荷q的電勢能一定是先增大后減小
【答案】C
【解析】
根據(jù)v-x圖象，結(jié)合動能定理判斷出電場力的方向，然后根據(jù)正電荷受到的電場力的方向與電場的方向相同判斷出兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的電場的方向的分布，由此判斷兩個(gè)點(diǎn)電荷的電性；根據(jù)速度變化結(jié)合功能關(guān)系判斷出電勢能的變化；根據(jù)最大速度對應(yīng)的特點(diǎn)，結(jié)合庫侖定律判斷出點(diǎn)電荷的電量之間的關(guān)系。
本題主要考查v-x圖象，屬于新型的圖象題目，結(jié)合動能定理判斷出電場之間的分布是解題的關(guān)鍵。
【解答】
D、試探電荷僅在電場力作用下先加速后減速，其動能先增大后減小，其電勢能先減小后增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
A、試探電荷在x=4a處時(shí)速度最大，電勢能最小，該處的電場強(qiáng)度一定為零;在x軸上從原點(diǎn)處到x=6a處，電場強(qiáng)度從兩頭指向x=4a處，點(diǎn)電荷M、N一定都是正電荷，A錯(cuò);
B、由kQM(4a)2=kQN(2a)2，解得QM=4QN，B錯(cuò)；
C、x=2a處的動能小于x=5a處的動能，因?yàn)橹挥须妶隽ψ龉?，所以動能與電勢能之和守恒，則x=2a處電勢能大于x=5a處電勢能，根據(jù)Ep=qφ，x=2a處電勢高，故C正確。
故選C。

4.[來源:2021年湖北省宜昌市高考物理模擬試卷（2月份）]如圖所示，真空中有三個(gè)電荷量相等的點(diǎn)電荷a、b和c，分別固定在水平面內(nèi)正三角形的頂點(diǎn)上，其中a、b帶正電，c帶負(fù)電，O為三角形中心，A，B，C為三條邊的中點(diǎn)。則

A. B，C兩點(diǎn)場強(qiáng)相同
B. a、b、c所受庫侖力大小之比為1∶1∶3
C. 將某一正試探電荷從B點(diǎn)移動到C點(diǎn)，電勢能減小
D. 在O點(diǎn)自由釋放電子(不計(jì)重力)，會沿OA方向一直運(yùn)動下去
【答案】B
【解析】
根據(jù)電場強(qiáng)度的矢量合成，比較B、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)；分析每個(gè)電荷受到的合力，求出所受庫侖力之比；B、C兩點(diǎn)電勢相等，試探電荷的電勢能相等；從O點(diǎn)釋放電子，分析電子受力情況，判斷電子的運(yùn)動情況。
本題考查了電場的疊加，正確分析受力情況，根據(jù)庫侖定律及平行四邊形定則解題。
【解答】
A.電場強(qiáng)度是矢量，場強(qiáng)的合成滿足平行四邊形定則，通過對BC兩點(diǎn)的矢量合成可知，B、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相同，但方向不同，故A錯(cuò)誤；
B.設(shè)兩點(diǎn)電荷之間的庫侖力為F，a所受b、c的兩個(gè)庫侖力夾角為120°，合力為F，同理b所受庫侖力的合力也為F，c所受a、b的兩個(gè)庫侖力夾角為60°，合力為2Fcos30°=3F，所以a、b、c所受庫侖力大小之比為1:1:3，故B正確；
C.由對稱性可知，B、C兩點(diǎn)的電勢相等，將某一正試探電荷從B點(diǎn)移動到C點(diǎn)，電勢能不變，故C錯(cuò)誤；
D.在O點(diǎn)自由釋放電子，電子受到的合力豎直向上，電子沿OA方向加速運(yùn)動，通過A點(diǎn)后到達(dá)某位置時(shí)，電子受到的合力為零，速度達(dá)最大，繼續(xù)沿OA方向運(yùn)動，電子受到的合力沿AO方向，電子做減速運(yùn)動，所以電子做往復(fù)運(yùn)動，不會沿OA方向一直運(yùn)動下去，故D錯(cuò)誤。
故選B。

5.[來源:2021山東省模擬題]如圖所示，在某勻強(qiáng)電場中有一個(gè)正六面體，邊長l=1?m，已知A、D、H、G點(diǎn)的電勢分別為φA=6?V、φD=6?V、φH=14?V、φG=22?V，則下列說法正確的是

A. F點(diǎn)的電勢為14?V
B. B點(diǎn)的電勢為6?V
C. 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為8?V/m，方向沿DH水平向右
D. 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為82?V/m，方向沿GD斜向上
【答案】D
【解析】
根據(jù)題意各點(diǎn)電勢情況，確定等勢面，結(jié)合電場線與等勢面垂直，確定場強(qiáng)方向，根據(jù)在勻強(qiáng)電場中，沿著兩條平行且相等的線段電勢降落也相等，確定電勢。
該題通過比較幾個(gè)點(diǎn)的電勢，得出該電場的特點(diǎn)與方向，解題的關(guān)鍵是通過使用輔助線來說明問題。
【解答】
CD.在勻強(qiáng)電場中沿任意一條直線電勢都是均勻變化的，D、G兩點(diǎn)的電勢分別為6V、22V，則DG中點(diǎn)的電勢為14V，設(shè)DG的中點(diǎn)為P點(diǎn)，則PH為等勢線，由題意可知AD亦為等勢線，電場線既要與AD垂直，也要與PH垂直，可知電場方向沿GD斜向上，場強(qiáng)大小E=φG-φDdGD=82V/m，故C錯(cuò)誤，D正確；
AB.在勻強(qiáng)電場中，沿著兩條平行且相等的線段電勢降落也相等，可知φF=22V，φB=14V，故AB錯(cuò)誤。

6.[來源:2021年廣東省新高考“八省聯(lián)考”高考物理適應(yīng)性試卷]如圖所示，在某靜電除塵器產(chǎn)生的電場中，帶等量負(fù)電荷的兩顆微粒只受電場力作用，分別從p點(diǎn)沿虛線pm、pn運(yùn)動，被吸附到金屬圓筒上．下列說法正確的是

A. p點(diǎn)的電勢高于n點(diǎn)的電勢
B. 微粒在p點(diǎn)的電勢能小于在m點(diǎn)的電勢能
C. 微粒從p到n的動能變化量大于從p到m的動能變化量
D. 微粒從p到n的電勢能變化量等于從p到m的電勢能變化量
【答案】D
【解析】
沿電場線方向電勢降低，電場力做正功，電勢能降低，電場力做負(fù)功，電勢能增加，在只有電場力做功的情況下，電勢能的減少量等于動能的增加量．
【解答】
A、根據(jù)電場線指向電勢降低的方向，則p點(diǎn)的電勢低于n點(diǎn)的電勢，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B、微粒帶負(fù)電，其從p點(diǎn)到m點(diǎn)運(yùn)動，電場力做正功，電勢能減少，則p點(diǎn)的電勢能大于m點(diǎn)的電勢能，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
D、根據(jù)電場線的分布可知，m、n兩點(diǎn)在同一等勢面上，所以p、n的電勢差等于p、m的電勢差，即Upn=Upm，由電勢能變化量ΔEp=-eU知，微粒從p到n的電勢能變化量等于從p到m的電勢能變化量，故選項(xiàng)D正確；
C、由于微粒只受電場力作用，根據(jù)動能定理得：eU=ΔEk，則微粒從p到n的動能變化量等于從p到m的動能變化量，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
故選D。

7.[來源:2021年湖南省新高考“八省聯(lián)考”高考物理適應(yīng)性試卷]如圖，兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，分別固定在絕緣水平桌面上的A、B兩點(diǎn)，一絕緣圓形細(xì)管水平固定在桌面A、B兩點(diǎn)間，且圓形細(xì)管圓心O位于A、B連線的中點(diǎn)，細(xì)管與A、B連線及中垂線交點(diǎn)分別為C、E、D、F。一個(gè)帶負(fù)電的小球在細(xì)管中按順時(shí)針方向做完整的圓周運(yùn)動，不計(jì)一切摩擦，下列說法正確的是(????)

A. 小球從C運(yùn)動到D的過程中，速度先減小后增大
B. 在兩個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中，C點(diǎn)的電勢比F點(diǎn)的電勢低
C. 小球在C、E兩點(diǎn)的速度大小相等，有相同的電勢能
D. 小在D、F兩點(diǎn)所受的電場力相同
【答案】C
【解析】用對稱法求解

8.[來源:2021年江蘇省揚(yáng)州市高考物理調(diào)研試卷（2月份）（一模）]在x軸上的A、B兩點(diǎn)各有一個(gè)點(diǎn)電荷，其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示，P點(diǎn)電勢最低．下列說法正確的是(????)

A. 兩點(diǎn)電荷帶異種電荷
B. A處的點(diǎn)電荷所帶電荷量較小
C. M處的電場強(qiáng)度小于N處的電場強(qiáng)度
D. 電子沿x軸從M點(diǎn)移動到N點(diǎn)，電勢能先減小后增大
【答案】B
【解析】
解決本題的突破口是知道φ-x圖像的斜率表示場強(qiáng)，確定斜率為零的地方，結(jié)合點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=kqr2，電勢與電勢能的關(guān)系Ep=qφ等進(jìn)行分析求解。
【解答】
C.φ-x圖像的斜率表示場強(qiáng)，M點(diǎn)斜率大于N點(diǎn)，所以M點(diǎn)場強(qiáng)大于N點(diǎn)場強(qiáng)，故C錯(cuò)誤;
A.P點(diǎn)斜率為零，則場強(qiáng)為零，說明A、B帶同種電荷，故A錯(cuò)誤;
B.設(shè)AP=r1，BP=r2，根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式，結(jié)合P點(diǎn)場強(qiáng)為零，可知kqAr12=kqBr22，據(jù)圖顯然r1Eb，φa?>φb B. Ea?>Eb，φa