高考物理模拟题分类训练(03期)专题08电场(教师版含解析).docx
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1、专题08 电场 1(2021届福建省名校联盟高三大联考)静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动,N为粒子运动轨迹上的另外一点,则()A粒子在M点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行B运动过程中,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C粒子在N点的速度可能为零D粒子在M点的电势能不大于其在N点的电势能【答案】AC【解析】A电场强度沿着电场线的切线方向,则粒子在a点受电场力的方向一定与过该点的电场线切线平行,故A正确;B带电粒子在只受电场力,且电场线是直线时运动轨迹才与电场线重合,由于该电场未知,所以粒子的轨迹可能与某条电场线重合,故B错误;C由于电场的特点未知,对于带电粒子
2、,其运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小,故C正确;D运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小,在M点与N点,动能可能相等,根据动能定理电场力不做功,电势能也可能相等,也有可能电场力一直做正功,电势能减少,即M点的电势能大于N点的电势能,故D错误。故选AC。2(2021届辽宁省大连市高三模拟)如图所示,在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面滑下,已知在金属块滑下的过程中动能增加了10 J,金属块克服摩擦力做功 2J,重力做功20J,则以下判断正确的是() A金属块带正电荷B金属块克服电场力做功 8JC金属块的电势能减少 12JD金属块的机械能减少 8J【答案】B
3、【解析】根据动能定理,即,解得。即金属块克服电场力做功 8J,电势能增加8J,金属块带负电;除重力以外的其他力的功等于机械能减小,则金属块的机械能减少 2J+8J=10J,故选B。3(2021届福建省厦门市高三质检)如图所示,在光滑绝缘水平面内有一方向与水平面平行的匀强电场,该水平面内的三点恰好位于直角三角形的三个顶点,且长为。已知A点的电势为点的电势为点的电势为0。一带电小球从C点以与边成角、大小为的速度射出,其运动轨迹恰好经过A点。下列说法正确的是()A匀强电场的电场强度大小为B带电小球从C点运动到A点的时间为C带电小球的比荷为D带电小球在A点时的速度大小为【答案】BCD【解析】A由题意可
4、知BC边的中点为D的电势为,因此AD连线为等势线,根据电场线与等势线垂直可判断出电场线方向如下图所示由几何知识可知,为等边三角形,初速度方向与电场线垂直,则匀强电场的电场强度大小为,故A错误;BCD带电小球从C点运动到A点做类平抛运动,根据平抛知识可得联立解得,带电小球从C点运动到A点的时间,带电小球的比荷,带电小球在A点时的速度,故BCD正确。故选BCD。4(2021届广东省广州市高三一模)如图为电容式话筒的原理图,为电源,为电阻,薄片和为电容器两金属极板。人对着说话,振动而不动。在间距离减小的过程中()A电容器的电容不变B通过的电流为零C极板的带电量变大D中有从流向的电流【答案】C【解析】
5、在间距离减小的过程中,根据电容的决定式,可知d变小,电容器电容变大,故A错误;电容式话筒与电源串联,电压保持不变。根据电容的定义式可知,C变大,Q变大,故Q极板的带电量变大,故C正确;极板的带电量变大,电容器充电,所以有逆时针方向电流,即R中有从N流向M的电流,故BD错误;故选择:C。5(2021届广东省惠州市高三三调)一个带电小球被绝缘轻绳悬挂在匀强电场中,小球的重力为8N,受到的电场力大小为4N,当小球保持静止时,轻绳与竖直方向夹角为,则()ABCD【答案】A【解析】如图所示当电场力qE与拉力T垂直时取得最小值,由平衡条件可得,代入数据可得。当电场力竖直向上且与重力大小相等时,拉力为零,故
6、取值范围应为。故选A。6(2021届广东省惠州市高三三调)如图所示,x轴垂直穿过一个均匀分布着正电荷圆环的圆心O,圆环平面与x轴垂直,关于x轴上的电场强度和电势,下列说法正确的是()AO点的电场强度一定为零BO点的电势一定为零C从O点沿x轴正方向,电场强度一直减小D从O点沿x轴正方向,电势一直降低【答案】AD【解析】利用微元法及对称性的特点可知,均匀分布着正电荷圆环的圆心O的电场强度一定为零,A正确;由于正电荷圆环的在x轴的电场方向是从O点沿x轴正方向或从O点沿x轴负方向,所以从O点沿x轴正方向,电势一直降低,O点的电势最高,B错误;D正确;利用极限思想无穷远处场强为0,而且O点的电场强度为零
7、,所以从O点沿x轴正方向,电场强度先增大后减小,C错误。故选AD。7(2021届广东省江门市高三一模)电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极,A为阳极,两极之间的距离为d,在两极之间加上高压U,有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力,元电荷为e,则下列说法正确的是()AA、K之间的电场强度B电子由K沿电场线到A电势能逐渐增大C电子在K附近受到的电场力比在A附近要大D电子到达A极板时的动能等于【答案】D【解析】A、K之间的电场强度是非匀强电场,所以A错误;电子由K沿电场线到A电场力做正功,电势能逐渐减小,所以B错误;电子在K附近受到的电场线比在A附近要疏,则电子在K附近受到的电场力比
8、在A附近要小,所以C错误;由电场力做功及动能定理有,则电子到达A极板时的动能等于,所以D正确;故选D。8(2021届广东省六校高三联考)如图所示,在x轴上放有两个电荷量分别为q1和q2的点电荷,其中q1位于x轴的坐标原点,电荷q2的右侧各点电势随x变化的关系如图曲线所示,其余部分的电势变化情况没有画出,其中B点电势为零,BD段中的电势最低点为C点,则()AB点的电场强度大小为零BA点的电场强度强度方向向左C两点电荷的电荷量的大小关系为q1q2,故C错误;根据电场力做功,将一带负电的试探电荷从C点移到D点,电场力做正功,故D错误。故选B。9(2021届广东省梅州市高三质检)如图所示,a、b两点位
9、于以正点电荷Q为中心的正方体顶点,c点在上表面中心,则()Aa、b两点的场强相同Ba、b、c三点的电势相等C负试探电荷在a点的电势能大于在c点的电势能D正试探电荷沿ab连线从a到b,电场力先做正功后做负功【答案】C【解析】a、b两点距离正点电荷Q的距离相等,则a、b两点的场强大小相同,但方向不同,故A错误;a、b两点距离正点电荷Q的距离相等,电势相等,但c点距离正点电荷Q的距离比a、b近,故电势不相等,故B错误;c点距离正点电荷Q的距离比a点距离正点电荷Q的距离近,则 ,故负试探电荷在a点的电势能大于在c点的电势能,故C正确;正试探电荷沿ab连线从a到b,距离正点电荷Q的距离先变小再变大,则电
10、势先变大后变小,正电荷电势能先变大后变小,故电场力先做负功后做正功,故D错误。故选C。10(2021届广东省汕头市高三一模)光滑绝缘足够大的水平面上P点固定一点电荷,在点电荷的附近静止释放一个带电小球,小球仅在电场力作用下从静止开始向右运动,下列说法正确是()A带电小球做匀加速直线运动B带电小球电势能逐渐增大C在相等的时间间隔内,小球位移的增加量逐渐减少D在运动相同距离的过程中,小球动量的增加量逐渐减少【答案】CD【解析】小球仅在电场力作用下从静止开始向右运动,则带点小球受向右的电场力作用,小球离点电荷越来越远,根据可知电场力越来越小,加速度越来越小,带电小球做非匀变速直线运动,选项A错误;带
11、电小球离点电荷越来越远,电场力做正功,电势能逐渐减小,选项B错误;带电小球加速度越来越小,根据可知在相等的时间间隔内,小球位移的增加量逐渐减少,选项C正确;带电小球加速度越来越小,但速度越来越大,在运动相同距离的过程中,时间越来越短,根据可知小球动量的增加量逐渐减少,选项D正确。故选CD。11(2021届广东省湛江市高三模拟)真空中有两个固定的等量异种点电荷A、B,过直线延长线上的O点作的垂线,以O点为圆心的圆与的延长线和垂线分别交于a、c和b、d四点,如图所示。下列说法正确的是()Aa点的电势高于b点的电势Ba点的电场强度大于b点的电场强度C带负电的试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能D
12、带正电的试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能【答案】B【解析】电场线的分布如图所示由于沿电场线方向电势逐渐降低,a点的电势低于b点的电势,选项A错误;由于等势线与电场线垂直,画出过b点的等势线,可知b、d两点与b点的电势相等,而电场线的疏密表示电场强度的大小,可得a点的电场强度大于b点的电场强度,选项B正确;带负电的试探电荷从a点移到点的过程中电场力做正功,电势能减小,即带负电的试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能,选项C错误;带正电的试探电荷从c点移到点的过程中电玚力做正功。电势能减小,即带正电的试探电荷在c点的电势能大于在d点的电势能,选项D错误;故选B。12(2021届广东省肇庆
13、市高三统测)将一带正电的点电荷Q固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方,点电荷Q与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中b、d两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上,a、b、c三点在同一条平行于薄板的直线上,a、c关于b点对称。关于各点的电场强度及电势的判断,正确的是()Ac点电势比b点电势低Ba点电势与b点电势相等Ca点电场强度与c点电场强度相同Db点电场强度大于d点电场强度【答案】AD【解析】点电荷周围电场公式,所以c点与a点的电势均比b点电势低,故A正确,故B错误;电场强度为矢量,可知a点电场强度与c点电场强度大小相等,方向不相同,故C错误;越靠近点电荷周围,电场线越密集,电场强
14、度越大,可知b处更靠近点电荷,故b点电场强度大于d点电场强度,D正确;故选AD。13(2021届广东省执信中学高三模拟)在生产和科学实验的许多领域,常常需要通过控制电极的形状和电势来调整和控制电场。如图示,两平行金属极板正对放置,在极板G的中央挖一圆孔。将两极板加一定电压,且K极板电势较高,用实验的方法描绘出等势面,如图示。设从极板K的中心处发射出一束平行于中心轴(x轴)的电子,不考虑电子的重力及电子间的相互作用力。下列说法正确的是()A孔右侧的电场线向中心轴会聚B电子通过孔后向远离中心轴的方向发散C如有两束电子会聚到同一点F,电场力对它们做功一定相同D沿着中轴线运动的电子一直做匀减速直线运动
15、【答案】C【解析】K极板电势较高,越向右的等势面电势越低,电场线与等势面垂直,从高等势面指向低等势面,孔右侧的电场线与等势面垂直且远离中心轴向右发散,故A错误;孔右侧的电场线远离中心轴向右发散,电子带负电,电子所受电场力方向与电场强度方向相反,在孔右侧电子所受电场力指向中心轴线方向,电子通过孔后向靠近中心轴的方向汇聚,故B错误;电子从极板K的中心处发射会聚到同一点F,K板中心与F点间的电势差U相等,由可知,电场力对它们做功一定相同,故C正确;离孔较远处(板边缘除外)两极板间的电场是匀强电场,匀强电场的等差等势面间的距离相等;由图示图象可知,离孔较近处,两极板间的等势面间的距离不相等,因此离孔较
16、近处,不是匀强电场,;所以沿着中轴线运动的电子不能一直做匀减速直线运动,故D错误。故选C。14(2021届广东省珠海市高三质检)如图所示,在O点固定一点电荷,带电粒子A运动轨迹如图中实线所示,虚线b、c是以O为圆心的同心圆,忽略粒子A对O处点电荷电场的影响。下列说法正确的是()A粒子A与O处点电荷是异种电荷B虚线b处的电势低于虚线c处的电势C粒子A的加速度先增大后减小D粒子A的动能先增大后减小【答案】C【解析】根据曲线运动合外力总是指向轨迹弯曲的一面,所以粒子A与O处点电荷是同种电荷,相互排斥,A错误;由于只是知道两电荷是同种电荷,但是电荷的电性无法确定,所以虚线b处的电势与虚线c处的电势无法
17、比较,B错误;越靠近点电荷O的位置场强越强,电场力越大,加速度越大,所以粒子A的加速度先增大后减小,C正确;电场力先做负功,后做正功,所以粒子A的动能先减后小增大,D错误。故选C。15(2021届河北省“五个一名校联盟”高三联考)如图所示,a、b为等量同种点电荷Q1、Q2连线的三等分点,重力不计的带电粒子从a点由静止释放,沿ab方向运动。则带电粒子从a运动到b的过程中,其速度随时间变化的图像可能正确的是()ABCD【答案】B【解析】因为等量同种电荷的连线中点处场强为零,所以带电粒子从a运动到b的过程中,电场力先减小后增大,并且对称分布。所以速度图像的斜率先减小后增大,并且图像对称。故选B。16
18、(2021届河北省“五个一名校联盟”高三联考)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷(上极板带正电),与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的正点电荷,以E表示两板间的电场强度,U表示两板之间的电势差,Ep表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则()AE不变,Ep不变BU不变,E减小C增大,E不变D不变,Ep增大【答案】A【解析】两板间的电场强度,因此电场强度与板间距无关,即E不变,P点到下极板距离不变,则P点的电势不变,所以点电荷在P点的电势能Ep不变,故A正确,D错误;电容器没有连接电源
19、,故电容器带电量不变,上极板向下移动,板间距减小,根据可知,电容增大,由电容的定义式可得,极板间的电势差减小,故静电计指针偏角减小,故BC错误。故选A。17(2021届河北省邯郸市高三一模)如图所示,在光滑绝缘水平面上的O点处固定一带电荷量为Q的点电荷,一电荷量为的带正电小球仅在库仑引力的作用下绕Q做椭圆运动,O点为椭圆的一个焦点,两顶点到O点的距离分别为a和。现将小球所带电荷量改为,并使小球仅在库仑引力的作用下以的半径绕O点做匀速圆周运动,若小球带电荷量为时在M点所受的库仑力与带电荷量为时在N点所受的库仑力大小相等,则下列说法正确的是()A在点电荷Q形成的电场中,M点的电势高于N点的电势B小
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