高考物理復(fù)習(xí)沖刺專題13 電場(chǎng)力的性質(zhì)（電磁學(xué)部分）（原卷版）

專題13電場(chǎng)力的性質(zhì)壓軸題一、單選題1．如圖所示，電量為＋q和－q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有（）A．體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)B．體中心和各邊中點(diǎn)C．各面中心和各邊中點(diǎn)D．體中心和各面中心2．均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng).如圖所示,在半球面上均勻分布正電荷,總電荷量為q,球面半徑為R,為通過(guò)半球頂點(diǎn)與球心O的軸線,在軸線上有M,N兩點(diǎn),.已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E,則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為（）A． B．C． D．3．兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷位于x軸上，關(guān)于原點(diǎn)O呈對(duì)稱分布，下列能正確描述電場(chǎng)強(qiáng)度E隨位置x變化規(guī)律的圖是（）A． B．C． D．4．如圖所示，水平面內(nèi)有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，在該平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心，R為半徑的圓，其中AB為圓的直徑，C、D為圓上兩點(diǎn)，且∠CAB=∠DAB=60°．一個(gè)帶電量為+q的粒子，以初速度v從A點(diǎn)三次沿不同的方向射出，分別運(yùn)動(dòng)到B、C、D三點(diǎn)，粒子到達(dá)C點(diǎn)的速度為v，到達(dá)B點(diǎn)的速度為v．不計(jì)粒子重力，若粒子到達(dá)D點(diǎn)的速度大小為，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則（）A．；B．；C．；D．；5．利用圖像研究物理問(wèn)題是物理學(xué)中重要的研究方法。如圖1所示，A、B為點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)（點(diǎn)電荷Q的位置圖中未標(biāo)出）。某同學(xué)規(guī)定x軸表示AB間某點(diǎn)與A點(diǎn)的距離，繪制了圖2所示的圖線①和②來(lái)表示AB連線上某物理量與x之間的關(guān)系，并做出如下判斷，其中正確的是（）A．若Q為正電荷，y軸表示該點(diǎn)的電勢(shì)，則圖線①可以反映電勢(shì)和距離的關(guān)系B．若Q為正電荷，y軸表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，則圖線②可以反映電場(chǎng)強(qiáng)度和距離的關(guān)系C．若Q為負(fù)電荷，y軸表示該點(diǎn)的電勢(shì)，則圖線①可以反映電勢(shì)和距離的關(guān)系D．若Q為負(fù)電荷，y軸表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，則圖線②可以反映電場(chǎng)強(qiáng)度和距離的關(guān)系6．如圖所示，a、b、c、d、e為同一直線上的五個(gè)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間的距離都為L(zhǎng)．處于a、e兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電荷量都為q，處于a點(diǎn)的為負(fù)電荷，處于e點(diǎn)的為正電荷．在c點(diǎn)有一與直線垂直的均勻帶電薄板，帶電量為Q，電性未知．已知d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（已知靜電力常量為k）（）A．B．C．D．7．如圖所示，兩電荷量分別為－Q和+2Q的點(diǎn)電荷固定在直線MN上，兩者相距為L(zhǎng)，以+2Q的點(diǎn)電荷所在位置為圓心、為半徑畫圓，a、b、c、d是圓周上四點(diǎn)，其中a、b在MN直線上，c、d兩點(diǎn)連線垂直于MN，下列說(shuō)法正確的是（）A．c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相同B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)C．c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同D．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度8．如圖所示，在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)管壁恰好無(wú)壓力，則固定于圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（）A．3mg/q B．mg/qC．2mg/q D．4mg/q9．如圖所示，空間有一正三棱錐OABC，點(diǎn)A′、B′、C′分別是三條棱的中點(diǎn)．現(xiàn)在頂點(diǎn)O處固定一正的點(diǎn)電荷，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．A′，B′，C′三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．△ABC所在平面為等勢(shì)面C．將一正的試探電荷從A′點(diǎn)沿直線A′B′移到B′點(diǎn)，靜電力對(duì)該試探電荷先做正功后做負(fù)功D．若A′點(diǎn)的電勢(shì)為φA′，A點(diǎn)的電勢(shì)為φA，則A′A連線中點(diǎn)D處的電勢(shì)φD一定小于10．如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有直角三角形OBC，電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行，若三角形三點(diǎn)處的電勢(shì)分別用φO、φB、φC，已知φO＝0V，φB＝3V，φC＝6V，且邊長(zhǎng)OB，OC，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為200V/m．B．勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向斜向下與OB夾角（銳角）為30°C．一個(gè)質(zhì)子由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做的功是3eVD．一個(gè)電子由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)再運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能減少了3eV二、多選題11．電荷量不等的兩點(diǎn)電荷固定在x軸上坐標(biāo)為－3L和3L的兩點(diǎn)處，其中坐標(biāo)為－3L處的點(diǎn)電荷帶電量的絕對(duì)值為Q，兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)的電勢(shì)隨x變化的關(guān)系圖象如圖所示，其中x=L處的電勢(shì)最低，x軸上M、N兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為－2L和2L，已知靜電力常量為k，則下列說(shuō)法正確的是（）A．兩點(diǎn)電荷一定均為正電荷B．原點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)大小為C．正檢驗(yàn)電荷在原點(diǎn)O處受到向左的電場(chǎng)力D．負(fù)檢驗(yàn)電荷由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能先減小后增大12．如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場(chǎng)線，虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡.設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為、，電勢(shì)能分別為、.下列說(shuō)法正確的是（）A．電子一定從A向B運(yùn)動(dòng)B．若>，則Q靠近M端且為正電荷C．無(wú)論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有<D．B點(diǎn)電勢(shì)可能高于A點(diǎn)電勢(shì)13．如圖所示，水平面內(nèi)的等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q分別固定于A、B兩點(diǎn)．光滑絕緣直導(dǎo)軌CD的上端點(diǎn)D位于到A、B中點(diǎn)的正上方，且與A、B兩點(diǎn)的距離均為L(zhǎng)．在D處質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球套在軌道上（忽略它對(duì)原電場(chǎng)的影響），并由靜止釋放，已知靜電力常量為k，重力加速度為g．忽略空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（）A．D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為B．小球到達(dá)CD中點(diǎn)時(shí)，其加速度為零C．小球剛到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能為D．小球沿直軌道CD下滑過(guò)程中，其電勢(shì)能先增大后減小14．光滑絕緣水平面上固定兩個(gè)等量點(diǎn)電荷，它們連線的中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示．一質(zhì)量m=1g的帶正電小物塊由A點(diǎn)靜止釋放，并以此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，沿光滑水平面經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)（圖中未畫出），其運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v-t圖像如圖乙所示，其中圖線在B點(diǎn)位置時(shí)斜率最大，根據(jù)圖線可以確定（）A．中垂線上B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大B．兩點(diǎn)電荷是負(fù)電荷C．B點(diǎn)是連線中點(diǎn)，C與A點(diǎn)必在連線兩側(cè)D．15．某電場(chǎng)是由平面內(nèi)兩個(gè)相同的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，其中一個(gè)點(diǎn)電荷固定不動(dòng)且到P點(diǎn)的距離為d，另一個(gè)點(diǎn)電荷以恒定的速率在該平面內(nèi)繞P點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，圖線AC段與CE段關(guān)于直線t=t0對(duì)稱，若撤去運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷，測(cè)得P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為E0，已知EA=EE=E0，EB=ED=E0，EC=0，靜電力常量為k，不考慮磁場(chǎng)因素，則下列說(shuō)法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2dB．.運(yùn)動(dòng)電荷的速率為C．0~時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)電荷的位移大小為D．0~時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)電荷的位移大小為d三、解答題16．如圖所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線上端固定，下端拴一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的小球，將它置于方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，使細(xì)線豎直拉直時(shí)將小球從A點(diǎn)靜止釋放，當(dāng)細(xì)線離開(kāi)豎直位置偏角α＝60°時(shí)，小球速度為0。（1）試分析小球運(yùn)動(dòng)到細(xì)線和豎直方向偏角為多大時(shí)，球速最大？并求出電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。（2）若小球恰好完成豎直圓周運(yùn)動(dòng)，求小球在A點(diǎn)應(yīng)有的初速度vA的大小（可含根式）。17．由某種能導(dǎo)電的材料做成正方體物塊ABCD-EFGH，質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為l，如圖所示，物塊放在絕緣水平面上，空間存在垂直水平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知材料電阻可忽略不計(jì)，與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為（），重力加速度為g。（1）如果固定物塊，垂直ABCD表面向里給物塊通以恒定電流I，已知電流的微觀表達(dá)式I=neSv（n為該材料單位體積的自由電子數(shù)，e為電子電荷量大小，S為垂直電流的導(dǎo)體橫截面積，v為電子定向移動(dòng)的速率），物塊某兩個(gè)正對(duì)表面會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，請(qǐng)指出這兩個(gè)正對(duì)表面及其電勢(shì)高低的情況，并求出兩表面間的電壓；（2）如果垂直表面BCGF向左施加大小為mg的恒力，物塊將在水平面由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)。已知該材料介電常數(shù)為，其任意兩正對(duì)表面可視作平行板電容器，電容，其中S為正對(duì)面積，d為兩表面間距。求：①當(dāng)物塊速度為v時(shí)物塊某兩個(gè)表面所帶電荷量大小Q，并指出帶電荷的兩個(gè)表面及其電性；②任一時(shí)刻速度v與時(shí)間t的關(guān)系。18．如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在m≤x≤0的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=4.0×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與x軸交于P點(diǎn)；在x＞0的區(qū)域內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=4N/C、方向沿y軸正方向的條形勻強(qiáng)電場(chǎng)，其寬度d=2m．一質(zhì)量m=6.4×10-27kg、電荷量q=-3.2×10-19C的帶電粒子從P點(diǎn)以速度v=4×104m/s，沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)最終通過(guò)x軸上的Q點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），不計(jì)粒子重力．求：（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；（3）當(dāng)電場(chǎng)左邊界與y軸重合時(shí)Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)；（4）若只改變上述電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，要求帶電粒子仍能通過(guò)Q點(diǎn)，討論此電場(chǎng)左邊界的橫坐標(biāo)x′與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E′的函數(shù)關(guān)系．19．半徑為