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    高考物理经典习题:第8章静电场 热点强化练10 静电场性质综合训练(含解析)

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    高考物理经典习题:第8章静电场 热点强化练10 静电场性质综合训练(含解析)

    1、热点强化练10 静电场性质综合训练(时间:40分钟)1.(2020北京市第二次合格性考试)图1为某静电场的电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,这三个点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为a、b、c。把一个检验电荷先后放在a、b、c三点,它受到的电场力大小分别为Fa、Fb、Fc,下列判断正确的是()图1A.FaFbFc B.FaFbFcC.FaFbFc D.FaFbFc答案A解析根据电场线的特点可知,电场线越密电场强度越大,故EaEbEc,电场力FqE,故有FaFbFc,故A正确,B、C、D错误。2.2020浙江省名校联盟创新卷(一)点电荷产生的电场如图2所示,a、b为同一条

    2、电场线上的两点,则下列判断正确的是()图2A.a、b两点的电场强度EaEbB.a、b两点的电势abC.负电荷在a点的电势能较小D.正电荷在b点电场力与电场方向相反答案C解析电场强度跟电场线的疏密程度有关,由点电荷电场线的分布可知,a点的电场线比b点的电场线密,因此EaEb,故选项A错误;电场线的方向指向电势降低的方向,因此ab,故选项B错误;负电荷从a点运动到b点,电场力做负功,电势能增加,因此选项C正确;正电荷所受电场力的方向跟电场线在该点的切线方向相同,故选项D错误。3.(2020浙江选考模拟)如图3所示,真空中固定于A、B两点的点电荷Q12.0106 C、Q22.0106 C,A、B之间

    3、的距离L为2.0 m,MN为AB的中垂线,P点距离A、B的距离也为2.0 m,已知静电力常量k9.0109 Nm2/C2,则()图3A.两点电荷间的库仑力大小为1.8102 NB.P点场强的方向沿y轴正向C.若P点放置q2.0106 C的电荷,该电荷受到的电场力的大小为9.0103 ND.若P点放置q2.0106 C的电荷,该电荷受到的电场力的大小为9103 N答案C解析根据库仑定律,A、B两点电荷间的库仑力大小Fk,代入数据得F9.0103 N,A错误;A、B两点电荷在P点产生的场强大小相等,均为E1k,A、B两点电荷形成的电场在P点的合场强大小E2E1cos 604.5103 V/m,根据

    4、矢量合成的法则,方向为x轴的正方向,B错误;P点处的电荷受到电场力的大小为FqE9.0103 N,C正确,D错误。4.(多选)(2020北京市密云区期末)如图4所示,平行板电容器的A、B板水平正对放置,B板接地(电势为0)。在两板间有一带负电液滴恰好静止不动,若A板向下移动,则下列判断正确的是()图4A.液滴向下运动B.液滴仍静止不动C.若此平行板电容器与静电计相连,则静电计指针张角变小D.此带电液滴电势能不变答案BCD解析根据题意可知,电容器的电量不变。若A板向下移动,板间距减小,根据C、C、E可知,板间场强不变,液滴所受电场力不变,仍平衡,静止不动,故A错误,B正确;若A板向下移动,板间距

    5、减小,根据C可知,电容变大,由C知,板间电压减小,静电计指针张角变小,故C正确;B板接地(电势为0),A板向下移动,板间场强不变,由UEd知,液滴与下极板间的电势差不变,液滴的电势能不变,故D正确。5.(2020山东烟台市高考诊断一模)如图5所示,在xOy平面内有一匀强电场,以坐标原点O为圆心的圆,与x、y轴的交点分别为a、b、c、d,从坐标原点O向纸面内各个方向以等大的速率射出电子,可以到达圆周上任意一点,而到达b点的电子动能增加量最大。则 ()图5A.电场线与x轴平行B.a点电势大于c点电势C.在圆周上的各点中,b点电势最高D.电子从O点射出至运动到b点过程中,其电势能增加答案C解析从坐标

    6、原点O向纸面内各个方向以等大的速率射出电子,可以到达圆周上任意一点,而到达b点的电子动能增加量最大,说明O、b两点间电势差最大,电场线与y轴平行,沿y轴负方向,所以b点电势最高,a点电势等于c点电势,故C正确,A、B错误;电子带负电,从O点射出至运动到b点过程中,电势升高,电场力做正功,其电势能减小,故D错误。6.(2020浙江省名校协作体5月模拟)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,电场力做的功为W。取无限远处电势为0,则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为()A.EpAW,A B.EpAW,AC.EpAW,A D.EpA

    7、W,A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,电场力做的功为W,则电荷的电势能减小W,无限处电荷的电势能为零,则电荷在A点的电势能为EpAW,UA0A,则A点的电势A,故选项A正确。7.(多选)(2020江苏如皋中学模拟)如图6,一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。下列说法正确的是()图6A.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解析由粒子

    8、运动轨迹可知,M受到的是吸引力,N受到的是排斥力,可知M带负电荷,N带正电荷,故A正确;M从a到b点,库仑力做负功,根据动能定理知,动能减小,则b点的动能小于在a点的动能,故B正确;d点和e点在同一等势面上,电势相等,则N在d点的电势能等于在e点的电势能,故C正确;N从c到d,库仑斥力做正功,故D错误。8.(多选)(2020广东佛山市二模)如图7所示,匀强电场中的A、B、C三点构成一个直角三角形,BC边垂直AC边,BAC30,BC边长度为d,已知电场方向与该直角三角形的某一边平行。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子(不计重力)在该电场中运动,经过A点时速度大小为v0、方向沿AB;经过BC边的

    9、中点D时,速度大小为vD,方向与BC边垂直。以下选项正确的是()图7A.电场方向与AC边平行B.A、B、C三点中B点电势最高C.vDv0D.电场强度大小E答案BD解析因带正电的粒子沿AB方向入射,垂直BC边射出,且已知电场方向与该直角三角形的某一边平行,根据做曲线运动的物体所受的合力方向指向轨迹的凹向,可知粒子所受电场力方向平行于BC向下,选项A错误;沿电场线电势逐渐降低,可知A、B、C三点中B点电势最高,选项B正确;粒子在垂直于BC方向做匀速运动,可知vDv0cos 30v0,选项C错误;由A到D由动能定理qEmvmv,解得E,选项D正确。9.(多选)(2020山西阳泉市上学期期末)如图8所

    10、示,在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点,把小球拉起至A点,此时细线与场强平行,然后把小球从A点无初速释放,经最低点B后到达B的另一侧C点时速度为零,则 ()图8A.小球在B点时速度最大B.小球从A点到B点再到C点的过程中,机械能一直在减少C.小球在B点时的绳子拉力最大D.从B点到C点的过程中小球的电势能一直增加答案BD解析小球受电场力水平向右,则由平衡知识可知,小球的平衡位置在AB之间的某位置,小球在平衡位置时的速度最大,绳子在此位置时绳子的拉力也是最大,则选项A、C错误;小球从A点到B点再到C点的过程中,只有电场力和重力做功,则小

    11、球的机械能和电势能之和守恒,因此过程中电场力一直做负功,电势能变大,则机械能一直在减少,选项B正确;从B点到C点的过程中,电场力对小球做负功,则小球的电势能一直增加,选项D正确。10.(多选)(2020浙江宁波市适应性考试)如图9甲所示,一绝缘的圆环上均匀分布着正电荷,一光滑细杆过圆心且垂直于圆环平面,杆上套有带正电的小球。t0时刻把小球从a点由静止释放后,小球沿细杆运动经过b、c两点,小球运动的vt图像如图乙所示。下列判断正确的是()图9A.小球从a点运动到b点的过程中电势能增大B.圆环在圆心处产生的电场强度为0C.a点的电场强度大于b点的电场强度D.a、b两点电势差Uab小于b、c两点电势

    12、差Ubc答案BD解析小球带正电,则小球从a点运动到b点的过程中,电场力做正功,电势能减小,故A错误;根据对称性可知,绝缘竖直圆环上均匀分布的正电荷在圆心处产生的场强完全抵消,则带电圆环在圆心处产生的场强为零,故B正确;由乙图可知小球在a处的加速度小于b处加速度,由qEma,可知a点的电场强度小于b点的电场强度,故C错误;根据动能定理qUabmv0m0.420.08m,qUbcmvmvm(0.720.42)0.165m,可得a、b两点电势差Uab小于b、c两点电势差Ubc,故D正确。11.(多选)(2020天津市和平区第二次质量调查)如图10所示,一带电的粒子以一定的初速度进入某点电荷产生的电场

    13、中,沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点,其中a点的场强大小为Ea,方向与ab连线成30角;b点的场强大小为Eb,方向与ab连线成60角,粒子只受电场力的作用,下列说法中正确的是()图10A.粒子带正电B.a点的电势低于b点的电势C.从a到b,系统的电势能减小D.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度答案AC解析将Ea、Eb延长,其交点为Q点,如图所示,由图可知场源电荷在Q位置,电场方向指向场源电荷,故电荷为负电荷,根据曲线运动所受合力指向曲线内侧,所以粒子带正电,故A正确;由图可知,RaRb,且点电荷的电场中等势面是以场源电荷为圆心的同心圆,沿着电场线方向,电势逐渐降低,故a点的电势

    14、高于b点电势,故B错误;由于a点的电势高于b点电势,由正电荷在电势高处电势能大,即粒子从a到b电势能减小,故C正确;由图可知,RaRb,且根据Ek可知粒子在a点的场强小于在b点的场强,故粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,故D错误。12.(2020浙江省山水联盟开学考)如图11所示,环形塑料管半径为R,竖直放置,且管的内径远小于环的半径,ab为该环的水平直径,环的ab及其以下部分有水平向左的匀强电场,电场强度的大小E,管的内壁光滑。现将一质量为m,电荷量为q的小球从管中a点由静止开始释放,则()图11A.小球到达b点时速度为零,并在adb间往复运动B.小球每周的运动过程中最大速度在圆弧ad之

    15、间的某一位置C.小球第一次和第二次经过最高点c时对管壁的压力之比为15D.小球第一次经过最低点d和最高点c时对管壁的压力之比为41答案C解析带电小球从a点由静止释放,只有重力和电场力做功,带电小球到达b点,重力势能不变,电势能减小,故到达b点时的动能为EkqE2R2mgR,故A错误;当小球重力和电场力的合力正好沿半径方向时,小球的速度最大,所以速度最大点在d点的左侧,故B错误;第一次过d点时,根据动能定理,有mgRqERmv,根据向心力公式,有FN1dmg,解得FN1d5mg,第一次过c点,根据向心力公式,有FN1cmg,第一次经过c点的动能为mvmgR,FN1cmg,则小球第一次经过最低点d

    16、和最高点c时对管壁的压力之比为FN1dFN1c51,故D错误;从a点释放到第二次到c点过程,根据动能定理,有mgR2qE2Rmv,据向心力公式,有FN2cmg,解得FN2c5mg,则小球第一次和第二次经过最高点c时对管壁的压力之比为FN1cFN2c15,故C正确。13.(多选)(2020辽宁葫芦岛市上学期质监)如图12所示,质子和粒子(氦核)分别从静止开始经同一加速电压U1加速后,垂直电场方向进入同一偏转电场,偏转电场电压U2。两种粒子都能从偏转电场射出并打在荧光屏MN上,粒子进入偏转电场时速度方向正对荧光屏中心O点。下列关于两种粒子运动的说法正确的是()图12A.两种粒子会打在屏MN上的同一

    17、点B.两种粒子不会打在屏MN上的同一点,质子离O点较远C.两种粒子离开偏转电场时具有相同的动能D.两种粒子离开偏转电场时具有不同的动能,粒子的动能较大答案AD解析两种粒子在加速电场中由动能定理得qU1mv0,在偏转电场中,平行于极板方向Lv0t,垂直于极板方向a,yat2,离开偏转电场的速度偏向角为,有tan ,联立以上各式得y,tan ,偏移量y和速度偏向角都与粒子的质量m、电荷量q无关,所以偏移量y相同,速度方向相同,则两种粒子打在屏MN上同一个点,故A正确,B错误;对两个粒子先加后偏的全过程,根据动能定理qU1qEk0,因粒子的电荷量q较大,故离开偏转电场时粒子的动能较大,C错误,D正确

    18、。14.(多选)(2020湖南永州市第二次模拟)如图13所示,一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置,板长为L,板间距离为d,距板右端L处有一竖直屏M。一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度v0沿中线射入两板间,最后垂直打在M上,已知重力加速度为g,下列结论正确的是()图13A.两极板间电场强度大小为B.两极板间电压为C.整个过程中质点的重力势能增加D.若仅增大两极板间距,该质点仍能垂直打在M上答案BD解析据题分析可知,小球在平行金属板间轨迹应向上偏转,做类平抛运动,飞出电场后,小球的轨迹向下偏转,才能最后垂直打在M屏上,前后过程质点的运动轨迹有对称性,如图可见两次偏转的加速度大小相等,根据牛顿第二定律得qEmgmg,得到E,由UEd可知板间电压为U,故A错误,B正确;小球在电场中向上偏转的距离为yat2,而ag,t,解得y,小球打在屏上的位置与P点的距离为s2y,重力势能的增加量为Epmgs,故C错误;仅增大两板间的距离,因两板上电荷量不变,根据E,而C,解得E,可知板间场强不变,小球在电场中受力情况不变,则运动情况不变,故仍垂直打在屏上,故D正确。


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