2022高考物理一輪復(fù)習(xí)40電場(chǎng)性質(zhì)的應(yīng)用課時(shí)同步檢測(cè)（含解析）

1、電場(chǎng)性質(zhì)的應(yīng)用1.一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，僅在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向，選項(xiàng)圖中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)()解析：選Db點(diǎn)處沿b指向c的切線方向?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度方向，速率遞減，結(jié)合力與曲線運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系可知電場(chǎng)力與切線夾角大于90，又質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電，可判斷D正確。2(2021年1月新高考8省聯(lián)考重慶卷)如圖所示，虛線表示某電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，a、a、b、b、c、c為分布在等勢(shì)面上的點(diǎn)。一帶電粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功為Wac，從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功為Wac。下列說法正確的是()Ac點(diǎn)的電場(chǎng)方向一定指向b點(diǎn)

2、Ba點(diǎn)電勢(shì)一定比c點(diǎn)電勢(shì)高C帶電粒子從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為0D|Wac|Wac|解析：選C帶電粒子的電性和電場(chǎng)力做功的正負(fù)均未知，所以各等勢(shì)面的電勢(shì)高低未知，電場(chǎng)線的方向未知，A、B錯(cuò)誤；因?yàn)閏和c在同一個(gè)等勢(shì)面上，電勢(shì)差U0，根據(jù)電場(chǎng)力做功WqU可知，帶電粒子從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功為0，C正確；根據(jù)題意可得a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差與a、c兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差相等，根據(jù)電場(chǎng)力做功WqU可知|Wac|Wac|，D錯(cuò)誤。3如圖甲所示，直線AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，一電子僅在電場(chǎng)力作用下由電場(chǎng)線上A點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度平方v2與位移x的關(guān)系如圖乙所示。EA、EB表示A、B兩點(diǎn)的

3、電場(chǎng)強(qiáng)度，A、B表示A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)。以下判斷正確的是()AEAEBCAB DAON，再作出此電場(chǎng)中過O的等勢(shì)線，可知OQ，A錯(cuò)誤；且MO間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度大于ON間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度，故UMOUON，B錯(cuò)誤；因UMQ0，負(fù)電荷從M到Q電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，C正確；正電荷在Q點(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向沿電場(chǎng)線的切線方向而不是圓周的切線方向，D錯(cuò)誤。5.如圖所示為一孤立的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)，一帶電粒子僅在電場(chǎng)力的作用下以某一速度進(jìn)入該電場(chǎng)，依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)，其中A、C兩點(diǎn)與負(fù)點(diǎn)電荷的距離相等，B點(diǎn)是軌跡上距離負(fù)點(diǎn)電荷最近的點(diǎn)。則下列說法正確的是() A粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度最大B電勢(shì)差關(guān)系為UABUB

4、CC粒子帶負(fù)電，并且在B點(diǎn)時(shí)的加速度最大D粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能小于在C點(diǎn)的電勢(shì)能解析：選C根據(jù)題述及題圖知，粒子受到負(fù)點(diǎn)電荷的斥力作用，因此粒子帶負(fù)電，粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)速度減小，從B點(diǎn)到C點(diǎn)速度增大，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度最小，A錯(cuò)誤；由于A、C兩點(diǎn)與負(fù)點(diǎn)電荷的距離相等，則這兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，可得UABUBC，B錯(cuò)誤；軌跡上B點(diǎn)處的電場(chǎng)線最密，所以粒子在B點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力最大，加速度最大，C正確；在粒子由B點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，則粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能，D錯(cuò)誤。6.某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個(gè)圓上的四點(diǎn)，其中MN為圓的直徑，則()

5、AM點(diǎn)的電勢(shì)與Q點(diǎn)的電勢(shì)一樣高BO、M間的電勢(shì)差等于N、O間的電勢(shì)差C一正電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)的電勢(shì)能D將一個(gè)負(fù)電荷由P點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到N點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力不做功解析：選C根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直，可在題圖中M點(diǎn)所在電場(chǎng)線上找到Q點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)Q，根據(jù)沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低可知，Q點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)的電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)分布可知，OM間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度比NO間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度小，故由公式UEd可知，O、M間的電勢(shì)差小于N、O間的電勢(shì)差，故B錯(cuò)誤；O點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)，根據(jù)Epq可知，正電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)的電勢(shì)能，故C正確；P點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)低，負(fù)電荷從低電勢(shì)移動(dòng)到高電勢(shì)電場(chǎng)力做正功，故D錯(cuò)誤。

6、7. (多選)如圖所示的實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子先經(jīng)過M點(diǎn)，再經(jīng)過N點(diǎn)，可以判定()AM點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)BM點(diǎn)的電勢(shì)小于N點(diǎn)的電勢(shì)C粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力D粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力解析：選AD由題圖可知，電場(chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng)，N點(diǎn)處電場(chǎng)線比M點(diǎn)處密集，則N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，同一帶電粒子在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力，D正確，C錯(cuò)誤；沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，M點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)，A正確，B錯(cuò)誤。8.在平面直角坐標(biāo)系的x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的P、Q兩點(diǎn)各放一個(gè)等量點(diǎn)電荷后，x軸上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E隨

7、坐標(biāo)x的變化曲線如圖所示。規(guī)定沿x軸正向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)的正方向，則下列說法正確的是()A將一個(gè)正試探電荷從P點(diǎn)沿x軸移向Q點(diǎn)的過程中電勢(shì)能先增大后減小Bx軸上從P點(diǎn)到Q點(diǎn)的電勢(shì)先降低后升高C若將一個(gè)正試探電荷從兩點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上的一側(cè)移至另一側(cè)對(duì)稱點(diǎn)的過程中一定是電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功D若將一個(gè)正試探電荷從兩點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上的一側(cè)移至另一側(cè)對(duì)稱點(diǎn)的過程中受到的電場(chǎng)力先增大后減小解析：選D由電場(chǎng)分布可知，P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷，P、Q之間的電場(chǎng)線從P指向Q，則將一個(gè)正試探電荷從P點(diǎn)沿x軸移向Q點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做正功，則電勢(shì)能一直減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；x軸上從P點(diǎn)到Q點(diǎn)的電勢(shì)一直降低，選項(xiàng)B錯(cuò)

8、誤；兩電荷連線的垂直平分線是等勢(shì)面，則若將一個(gè)正試探電荷從兩點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上的一側(cè)移至另一側(cè)對(duì)稱點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力不做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；兩電荷連線的垂直平分線上，在兩電荷連線的中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最大，則若將一個(gè)正試探電荷從兩點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上的一側(cè)移至另一側(cè)對(duì)稱點(diǎn)的過程中受到的電場(chǎng)力先增大后減小，選項(xiàng)D正確。9如圖所示，光滑、絕緣的水平軌道AB與四分之一圓弧軌道BC平滑連接，并均處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E5103 V/m，圓弧軌道半徑R0.4 m。現(xiàn)有一帶電荷量q2105 C、質(zhì)量m5102 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從距B端s1 m處的P點(diǎn)由靜止釋放，加速運(yùn)動(dòng)到B端，再

9、平滑進(jìn)入圓弧軌道BC。重力加速度g10 m/s2，求：(1)物塊在水平軌道上加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和到達(dá)B端的速度vB的大??；(2)物塊剛進(jìn)入圓弧軌道時(shí)受到的支持力NB的大小。解析：(1)在物塊由靜止釋放至運(yùn)動(dòng)到B端的過程中，由牛頓第二定律可知：qEma又由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：sat2解得：t1 s由vBat解得：vB2 m/s。(2)物塊剛進(jìn)入圓弧軌道時(shí)，在沿半徑方向上由牛頓第二定律有：NBmgm解得：NB1 N。答案：(1)1 s2 m/s(2)1 N潛能激發(fā)10. (多選)空間存在一靜電場(chǎng)，一沿x軸的電場(chǎng)線上的電勢(shì)隨x的變化如圖所示。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜

10、止開始沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)。則帶電粒子的加速度a、速度v、動(dòng)能Ek、電勢(shì)能Ep與x的關(guān)系圖像中可能正確的是()解析：選CD沿x軸的電場(chǎng)線上的電勢(shì)隨x的變化圖像的斜率代表電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，x圖像的斜率越來越小，故粒子受到的電場(chǎng)力越來越小，電場(chǎng)力提供加速度，故加速度越來越小，故A錯(cuò)誤；粒子在電場(chǎng)力的作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，故電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增大，由題意得W合W電Ekmv2, 故Ekx圖像的斜率表示電場(chǎng)力的大小，C圖像可讀取的信息是：Ekx圖像的斜率越來越小，由x圖像可知電場(chǎng)力越來越小，故C正確；v2Ek，故v2x圖像的斜率與電場(chǎng)力成正比，故v2x圖像的斜率也越來越小，故vx圖像不可能是一條直線，故B錯(cuò)誤

11、；電場(chǎng)力做功W電Ep(EpEp0)，EpEp0W電，Ep0是初始位置的電勢(shì)能，故Epx圖像的斜率的大小也表示電場(chǎng)力的大小，Epx圖像的斜率越來越小，故電場(chǎng)力也越來越小，符合題意，故D正確。11. (多選)如圖所示虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，則該粒子()A帶負(fù)電B在c點(diǎn)受力最大C在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能D由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化解析：選CD根據(jù)帶電粒子所受合力指向運(yùn)動(dòng)軌跡曲線的凹側(cè)，結(jié)合題圖可知，粒子帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)庫侖定律可

12、知，a、b、c三點(diǎn)中，粒子在a點(diǎn)時(shí)受力最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從b點(diǎn)到c點(diǎn)電勢(shì)減小，帶正電粒子的電勢(shì)能減小，故在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)C正確；由于虛線為等間距的同心圓，根據(jù)Ud(為某段電場(chǎng)強(qiáng)度的平均值)，可得UabUbc，根據(jù)電場(chǎng)力做功公式，可得WabWbc，根據(jù)動(dòng)能定理，粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化，選項(xiàng)D正確。12如圖甲所示，把一個(gè)帶正電的球A放在絕緣支架上，再把一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電小球B用絕緣細(xì)繩懸掛在鐵架臺(tái)上，小球B靜止在P點(diǎn)時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為，電場(chǎng)力方向水平向右。球A與球B之間的距離遠(yuǎn)大于兩球的直徑。求：(1)球B在P點(diǎn)所受電場(chǎng)力F0的大小及球A產(chǎn)生的電場(chǎng)在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E0的大??；(2)現(xiàn)緩慢移動(dòng)鐵架臺(tái)，使球B從P點(diǎn)沿水平方向右移，近似認(rèn)為移動(dòng)過程中電場(chǎng)力方向始終水平向右，用刻度尺測(cè)出P點(diǎn)右側(cè)不同位置到P點(diǎn)的水平距離x，采取(1)中方法確定出該位置球B所受電場(chǎng)力F，然后作出Fx圖像，如圖乙所示。其中M點(diǎn)為水平移動(dòng)過程中的一點(diǎn)，已知x軸上每小格代表的距離為x0，根據(jù)圖像估算P、M兩點(diǎn)間電勢(shì)差UPM的大小。解析：(1)由平衡條件有tan 得F0mgtan 根據(jù)F0qE0得E0