期中复习专题训练（静电场）- 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.docx

高二上学期期中复习专题训练（静电场）类型一、电势高低与电势能大小的判断1某形状不规则的导体置于静电场中，由于静电感应，在导体周围出现了如图所示的电场分布，图中虚线表示电场线，实线表示等势面，A、B、C为电场中的三个点下列说法正确的是（ ）AA点的电势高于B点的电势B将电子从A点移到B点，电势能减小CA点的电场强度大于B点的电场强度D将电子从A点移到C点，再从C点移到B点，电场力做功为零2如图所示，真空中两等量异种点电荷Q1、Q2固定在x轴上，其中Q1带正电三角形acd为等腰三角形，cd边与x轴垂直且与x轴相交于b点，则下列说法正确的是（ ）Aa点电势高于b点电势Ba点场强小于b点场强C将电子从a点移动到c点，电场力做正功D将电子从d点移动到b点，电势能不变3图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是（ ）A平面c上的电势为零B该电子可能到达不了平面fC该电子经过平面d时，其电势能为4 eVD该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍4(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示，c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则（ ）Aa点的电场强度比b点的大 Ba点的电势比b点的高Cc点的电场强度比d点的大 Dc点的电势比d点的低类型二、等量电荷的电场5(多选)如图所示，P、Q处固定有等量的同种正电荷，O为P、Q连线的中点，在P、Q连线的垂直平分线上，一个带电粒子在A点由静止释放，结果粒子在A、B、C三点的加速度大小相等，且A、C关于P、Q连线对称，不计粒子受到的重力，则下列说法正确的是（ ）A粒子在C点的速度大小为零B带电粒子在O点的速度最大C带电粒子在O点的加速度为零D带电粒子从A点运动到B点的过程中，加速度先减小后增大6(多选)如图所示，实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线是以正点电荷为中心的圆，M点是两点电荷连线的中点，N点在虚线上若将一试探正点电荷沿逆时针方向从M点经虚线移动到N点，则（ ）A电荷所受电场力逐渐减小 B电荷所受电场力大小不变C电荷将克服电场力做功 D电荷的电势能保持不变7如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C为连线中垂线距A点距离也为d的一点下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是（ ）AEAEC>EB；ACB BEB>EA>EC；AC>BCEA<EB，EA<EC；A>B，A>C D因为零电势点未规定，所以无法判断电势的高低8(多选)如图所示，M、N两点处于同一水平面，O为M、N连线的中点，过O点的竖直线上固定一根绝缘光滑细杆，杆上A、B两点关于O点对称第一种情况，在M、N两点分别放置电量为Q和Q的等量异种点电荷，套在杆上带正电的小金属环从A点无初速释放，运动到B点；第二种情况，在M、N两点分别放置电量为Q的等量同种点电荷，该金属环仍从A点无初速释放，运动到B点则两种情况中（ ）A金属环运动到B点的速度第一种情况较大B金属环从A点运动到B点所用的时间第一种情况较短C金属环从A点运动到B点的过程中，动能与重力势能之和均保持不变D金属环从A点运动到B点的过程中(不含A、B两点)，在杆上相同位置的速度第一种情况较大类型三、根据粒子运动进行相关问题判断9(多选)如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等实线为一带正电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则下面说法中正确的是（ ）A三个等势面中，a的电势最高B对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较大C对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大D带电粒子由M运动到N时，加速度增大10(多选)如图，一点电荷固定于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单独在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点已知M粒子带正电荷，不计粒子重力下列说法正确的是（ ）Aa点电势比d点的电势高 BM在b点的动能小于它在a点的动能CN在d点电势能等于它在e点电势能 DN在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功类型四、匀强电场中电势差与电场强度的关系11(多选)如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V，正六边形所在平面与电场线平行下列说法正确的是（ ）A通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B匀强电场的电场强度大小为10 V/mC匀强电场的电场强度方向为由C指向AD将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×1019 J12如图所示，在匀强电场中，场强方向与abc所在平面平行，acbc，abc60°，ac0.2 m一个电量q1×105C的正电荷从a移到b，电场力做功为零；同样的电荷从a移到c，电场力做功为1×103J.则该匀强电场的场强大小和方向分别为（ ）A500 V/m沿ab由a指向b B500 V/m垂直ab向上C1 000 V/m垂直ab向上 D1 000 V/m沿ac由a指向c13如图所示，电荷量为Q的正点电荷(图中未画出)与直角三角形ABC处在同一平面内D为AB的中点，A30°.若将正的试探电荷从A移到B，或从D移到C，电场力做功均为零则（ ）A点电荷Q一定在AC的中点BC点电势比A点电势高CB点的场强比C点的场强大D将负试探电荷从C点移到B点，电场力做正功14匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1 m，D为AB的中点，如图所示，已知电场线的方向平行于ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14 V、6 V和2 V设场强大小为E，一电量为1×106C的正电荷从D点移到C点，电场力所做的功为W，则（ ）AW8×106JE>8V/m BW6×106JE>6V/mCW8×106JE8V/m DW6×106JE<6V/m15如图所示，真空中有一匀强电场(图中未画出)，电场方向与圆周在同一平面内，ABC是圆的内接直角三角形，BAC60°，O为圆心，半径R6 cm，位于A处的粒子源向平面各个方向发射初动能均为9 eV、电荷量e的粒子，有些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为12 eV，达到C点的粒子电势能为6 eV(取O点电势为零)，忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）A圆周上A、C两点的电势差为8 VB圆周上B、C两点的电势差为4 VC匀强电场的场强大小为100 V/mD当某个粒子经过圆周上某一位置时，可以具有6 eV的电势能，且同时具有6 eV的动能16如图所示，水平面内有A、B、C、D、M、N六个点，它们均匀分布在半径为R2 cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场已知A、C、M三点的电势分别为A(2) V、C2 V、M(2) V，下列判断正确的是（ ）A电场强度的方向由A指向DB电场强度的大小为1 V/mC该圆周上的点电势最高为4 VD沿圆周将电子从D点经M点移到N点，电场力先做负功后做正功17(多选)如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们是一个四边形的四个顶点，abcd，abbc,2abcdbc2l，电场线与四边形所在平面平行已知a点电势为24 V，b点电势为28 V，d点电势为12 V一个质子(不计重力)经过b点的速度大小为v0，方向与bc成45°，一段时间后经过c点，则下列说法正确的是（ ）Ac点电势为20 V B质子从b运动到c所用的时间为C场强的方向由a指向c D质子从b运动到c电场力做功为8电子伏特类型五、图像在电场中的应用18(多选)如图甲所示，有一绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面为竖直平面一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环，细杆上套有一个质量为m10 g的带正电的小球，小球所带电荷量q5.0×104 C小球从C点由静止释放，其沿细杆由C经B向A运动的v­t图象如图乙所示小球运动到B点时，速度图象的切线斜率最大(图中标出了该切线)则下列说法正确的是（ ）A在O点右侧杆上，B点场强最大，场强大小为E1.2 V/mB由C到A的过程中，小球的电势能先减小后变大C由C到A电势逐渐降低DC、B两点间的电势差UCB0.9 V19(多选)如图甲所示，x轴上固定两个点电荷Q1、Q2(Q2位于坐标原点O)，轴上有M、N、P三点(未画出)，间距MNNPQ1、Q2在x轴上产生的电势随x变化关系如图乙所示则（ ）AN点电场强度大小为零B从M点到P点电场强度先增大后减小CM、N之间电场方向沿x轴正方向D一正试探电荷从P移到M过程中，电场力做功|WPN|WNM|20如图甲所示半径为R的均匀带正电球体，A、B为过球心O的直线上的两点，且OA2R，OB3R；空间场强大小沿球体半径方向分布情况如图乙所示，图中E0已知，E­r曲线下OR部分的面积等于2R3R部分的面积，则下列说法正确的是（ ）AA点的电势低于B点的电势BA点的电场强度小于B点的电场强度C从球面到A点的电势差小于AB两点间的电势差D带电量为q的正电荷沿直线从A点移到B点的过程中，电场力做功E0Rq类型六、电场力做功与电场中的功能关系21(多选)如图所示，ABC为表面光滑的斜劈，D为AC中点，质量为m带正电的小滑块沿AB面由A点静止释放，滑到斜面底端B点时速度为v0，若空间加一与ABC平面平行的匀强电场，滑块仍由静止释放，沿AB面滑下，滑到斜面底端B点时速度为v0，若滑块由静止沿AC面滑下，滑到斜面底端C点时速度为v0，则下列说法正确的是（ ）A电场方向与BC垂直 B滑块滑到D点时机械能增加了mvCB点电势是C点电势的2倍 DB点电势与D点电势相等22如图所示，地面上某个空间区域存在这样的电场，水平虚线上方为场强E1，方向竖直向下的匀强电场；虚线下方为场强E2，方向竖直向上的匀强电场一个质量m，带电量q的小球从上方电场的A点由静止释放，结果刚好到达下方电场中与A关于虚线对称的B点，则下列结论正确的是（ ）A若AB高度差为h，则UABB带电小球在A、B两点电势能相等C在虚线上、下方的电场中，带电小球运动的加速度相同D两电场强度大小关系满足E22E123(多选)如图甲所示，在绝缘水平面上方的MM和PP范围内有电场强度方向水平向右的电场，电场强度大小沿电场线方向的变化关系如图乙所示一质量为m、带电荷量为q的小物块(可视为点电荷)从水平面上的A点以初速度v0向右运动，到达B点时速度恰好为零若滑块与水平面之间的动摩擦因数为，A、B两点间的距离为l，重力加速度为g.则下列判断正确的是（ ）A小物块在运动过程中所受到的电场力一直小于滑动摩擦力B此过程中产生的内能大于CA、B两点间的电势差为D小物块在运动过程中的中间时刻，速度大小等于类型七、电场中能量守恒 24(多选)如图所示，空间有竖直向下的匀强电场，完全相同的两根绝缘轻质弹簧下端固定在水平地面上，在其正上方质量均为m的a、b两物块均从距弹簧上端高h处自由下落，已知a物块的电荷量为q，b物块的电荷量为q，设地面处的重力势能为零，不计空气阻力，重力大于电场力，从释放到弹簧压缩到最短的过程中，下列说法正确的是（ ）Aa、b两物块机械能的变化量相同B若释放的高度均增加相同的值，a、b两物块速度最大时所具有的重力势能均不变Ca、b两物块速度最大时，b的重力势能大于a的重力势能Da、b两物块运动到最低点时，b的重力势能小于a的重力势能25(多选)两个带电量分别为Q1、Q2的正点电荷(电荷量Q1>Q2)固定在光滑绝缘水平面的M、N两点，O点为M、N连线中点，有一质量为m，带电量为q的小球在M、N连线的A、B两点间做往复运动，小球经过O点时速度为v0，O点电势为O，则（ ）AA点电势A等于B点电势B B小球在A点时的电势能为qOmvCOA>OB D小球在O点时速度最大26(多选)如图所示，在水平方向的匀强电场中，一质量为m的带电小球用一轻绳连接恰好在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动，运动轨迹上均匀地分布着A、B、C、D、F、G、H和P点，OA垂直于电场强度方向已知小球带电量为q(q>0)，电场强度E，则下列说法正确的是（ ）A小球在A点速度为B小球运动至C点和H点时绳子拉力相等C小球运动过程中绳子的最大拉力为6mgD小球运动过程中的最小速度为27如图所示，一足够长的固定斜面，倾角30°.质量为M0.2 kg的绝缘长板A，以初速度v03 m/s沿斜面匀速下滑空间有一沿斜面向下的匀强电场，电场强度E2.5×102 N/C.质量为m0.1 kg，电量为q4×104C的光滑小物块B，轻放在A板表面上(整个过程未从上端滑出)，此后经时间t0.1 s，撤去电场，当物块速度为v8 m/s时恰好离开A板，g取10 m/s2.求：(1)撤去电场时物块B的动能EkB和0.1 s内的电势能变化量Ep；(2)撤去电场时，A板的速度vA；(3)物块B在A板上运动的全过程，系统发热Q.28在动摩擦因数0.2的足够长的粗糙绝缘水平槽中，长为2L的绝缘轻质细杆两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B，如图为俯视图(槽两侧光滑)A球的电荷量为2q，B球的电荷量为3q(均可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力)现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内，已知虚线MP恰位于细杆的中垂线，MP和NQ的距离为3L，匀强电场的电场强度为E，方向水平向右释放带电系统，让A、B从静止开始运动(忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响)求：(1)小球B第一次到达电场边界MP所用的时间；(2)小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小；(3)带电系统运动过程中，B球电势能增加量的最大值类型八、考题集萃实战演练1(多选)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed.点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra，a)标出，其余类推现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd.下列选项正确的是（ ）AEaEb41 BEcEd21 CWabWbc31 DWbcWcd132如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直，则（ ）AA点的场强大小为 BB点的场强大小为EkCD点的场强大小不可能为零 DA、C两点的场强相同3(多选)如图所示，两个带电小球A、B分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上，且在同一竖直平面内，用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止现将B球移动一些，发现A球随之移动少许，两球在虚线位置重新平衡则重新平衡时的情况与移动前相比，下列说法正确的是（ ）A推力F变小 B斜面对B的弹力变大C墙面对A的弹力变大 D两小球之间的距离变大4如图所示，竖直固定的光滑绝缘细杆上O点套有一个电荷量为q(q>0)的小环，在杆的左侧固定一个电荷量为Q(Q>0)的点电荷，杆上a、b两点与Q正好构成等边三角形，c是ab的中点使小环从O点无初速释放，通过a点的速率为v若已知abOal，静电力常量为k，重力加速度为g则（ ）A在a点，小环所受弹力大小为 B在c点，小环的动能最大C在c点，小环的电势能最大 D在b点，小环的速率为 5真空中相距l的两个固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向在电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且NEF>NFE则（ ）AE带正电，F带负电，且QE>QFB在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点C过N点的等势面与EF连线垂直D负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能6(多选)如图所示，半径R0.5 m的圆弧接收屏位于电场强度方向竖直向下的匀强电场中，OB水平，一质量为m104 kg、带电荷量为q8.0×105 C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O点0.3 m的A点以初速度v03 m/s水平射出，粒子重力不计，粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出)，取C点电势0，则（ ）A该匀强电场的电场强度E100 V/m B粒子在A点的电势能为8×105 JC粒子到达C点的速度大小为5 m/s D粒子速率为4 m/s时的电势能为4.5×104 J7(多选)两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，下列说法不正确的是（ ）Aq1为正电荷，q2为负电荷 B|q1|<|q2|CC点的电场强度为零D将一带负电的检验电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功8在绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图甲所示，已知B处电荷的电量为Q图乙是AB连线之间的电势与位置x之间的关系图象，图中xL点为图线的最低点，x2L处的纵坐标0，x0处的纵坐标0，x2L处的纵坐标0若在x2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为q的带电物块(可视为质点)，物块随即向右运动求：(1)固定在A处的电荷的电量QA；(2)为了使小物块能够到达x2L处，试讨论小物块与水平面间的动摩擦因数所满足的条件；(3)若小物块与水平面间动摩擦因数，小物块运动到何处时速度最大？并求最大速度vm