吉林省通榆縣第一中學高三物理階段性訓練13靜電場1（原卷版）

吉林省通榆縣第一中學高三物理階段性訓練靜電場1.如圖所示，實線是電場線，一帶電粒子只在電場力的作用下沿虛線由A運動到B的過程中，其速度－時間圖象是選項中的()學*科*網(wǎng)...A.B.C.D.2.帶電粒子僅在電場力作用下，從電場中a點以初速度v0進入電場并沿虛線所示的軌跡運動到b點，如圖所示，則從a到b過程中，下列說法正確的是()A.粒子帶負電荷B.粒子先加速后減速C.粒子加速度一直增大D.粒子的機械能先減小后增大3.將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用絕緣細線相連，豎直懸掛于O點，其中球a帶正電、電荷量為q，球b不帶電，現(xiàn)加一電場強度方向平行豎直平面的勻強電場(沒畫出)，使整個裝置處于平衡狀態(tài)，且繃緊的絕緣細線Oa與豎直方向的夾角為θ＝30°，如圖所示，則所加勻強電場的電場強度大小可能為()A.B.C.D.4.如圖所示，P、Q是兩個電荷量相等的異種點電荷，在其電場中有a、b、c三點在一條直線上，平行于P、Q的連線，b在P、Q連線的中垂線上，ab＝bc，下列說法正確的是()A.電勢：φa＞φb＞φcB.電勢：φa＞φc＞φbC.電場強度：Ea＞Eb＞EcD.電場強度：Eb＞Ea＞Ec5.在某勻強電場中有M、N、P三點，在以它們?yōu)轫旤c的三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角邊NP的長度為4cm。已知電場方向與三角形所在平面平行，M、N和P點的電勢分別為3V、15V和12V。則電場強度的大小為()A.B.C.D.6.兩個不規(guī)則帶電導體間的電場線分布如圖所示，已知導體附近的電場線均與導體表面垂直，a、b、c、d為電場中幾個點，并且a、d為緊靠導體表面的兩點，選無窮遠為電勢零點，則()A.場強大小關系有Eb>EcB.電勢大小關系有φb<φdC.將一負電荷放在d點時其電勢能為負值D.將一正電荷由a點移到d點的過程中電場力做正功7.某靜電場中有一條電場線與x軸重合，縱軸φ表示該條電場線上對應各點的電勢φ隨x的變化規(guī)律，如圖所示．x軸上坐標為x1＝－x0點的電勢和電場強度大小分別為φ1和E1，坐標x2＝x0點的電勢和電場強度大小分別為φ2和E2，下列有關判斷正確的是()A.φ1＞φ2，E1＞E2B.φ1＜φ2，E1＞E2C.φ1＞φ2，E1＜E2D.φ1＜φ2，E1＜E28.如圖所示，在光滑絕緣水平面上，三個帶電質(zhì)點a、b和c分別位于邊長為L的正三角形的三個頂點上；a、b電荷量均為q且為同種電荷，整個系統(tǒng)置于水平方向的勻強電場中．已知靜電力常量為k，若三個質(zhì)點均處于靜止狀態(tài)，則下列說法正確的是()A.如果a、b帶正電，那么c一定帶負電B.勻強電場場強的大小為C.質(zhì)點c的電荷量大小為D.勻強電場的方向與ab邊垂直指向c9.如圖所示，平行線代表電場線，但未標明方向，一個帶正電、電荷量為10－6C的微粒在電場中僅受電場力作用，當它從A點運動到B點時動能增加了10－5J，已知A點的電勢為－10V，則以下判斷正確的是()A.微粒的運動軌跡如圖中的虛線1所示B.微粒的運動軌跡如圖中的虛線2所示C.B點電勢為零D.B點電勢為－20V10.如圖甲，直線MN表示某電場中一條電場線，a、b是線上的兩點，將一帶負電荷的粒子從a點處由靜止釋放，粒子從a運動到b過程中的v－t圖線如圖乙所示，設a、b兩點的電勢分別為φa、φb，場強大小分別為Ea、Eb，粒子在a、b兩點的電勢能分別為Wa、Wb，不計重力，則有()A.φa＞φbB.Ea＞EbC.Ea＜EbD.Wa＞W(wǎng)b11.如圖，在正點電荷Q的電場中有M、N、P、F四點，M、N、P為直角三角形的三個頂點，F(xiàn)為MN的中點，∠M＝30°，M、N、P、F四點處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φP＝φF，點電荷Q在M、N、P三點所在平面內(nèi)，則()A.點電荷Q一定在MP的連線上B.連線PF的線段一定在同一等勢面上C.將正試探電荷從P點搬運到N點，電場力做負功D.φP大于φM12.如圖所示為勻強電場的電場強度E隨時間t變化的圖象．當t＝0時，在此勻強電場中由靜止釋放一個帶電粒子，設帶電粒子只受電場力的作用，則下列說法中正確的是()A.帶電粒子將始終向同一個方向運動B.2s末帶電粒子回到原出發(fā)點C.3s末帶電粒子的速度為零D.0～3s內(nèi)，電場力做的總功為零13.板長為L的平行金屬板與水平面成θ角放置，板間有勻強電場。一個帶負電、電量為q、質(zhì)量為m的液滴，以速度v0垂直于電場方向射入兩板間，如圖所示，射入后液滴沿直線運動，兩極板間的電場強度E＝____。液滴離開電場時的速度為_____。(液滴的運動方向沒有改變)14.長為L的絕緣細線下端系一帶正電的小球，其帶電荷量為Q，懸于O點，如圖所示。當在O點另外固定一個正電荷時，如果小球靜止在A處，則細線拉力是重力mg的兩倍，現(xiàn)將小球拉至圖中B處(θ＝60°)，放開小球讓它擺動，問：(1)固定在O處的正電荷的帶電荷量為__________(2)小球擺回到A處時懸線拉力為___________三、計算題15.質(zhì)量都是m的兩個完全相同、帶等量異種電荷的小球A、B分別用長l的絕緣細線懸掛在同一水平面上相距為2l的M、N兩點，平衡時小球A、B的位置如圖甲所示，線與豎直方向夾角α＝30°，當外加水平向左的勻強電場時，兩小球平衡位置如圖乙所示，線與豎直方向夾角也為α＝30°，求：(1)A、B小球電性及所帶電荷量Q；(2)外加勻強電場的場強E.16.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電場中，已知勻強電場的場強E＝5×103V/m，圓弧軌道半徑R＝0.4m?，F(xiàn)有一帶電荷量q＝＋2×10－5C、質(zhì)量m＝5×10－2kg的物塊(可視為質(zhì)點)從距B端s＝1m處的P點由靜止釋放，加速運動到B端，再平滑進入圓弧軌道BC，重力加速度g＝10m/s2求：(1)物塊在水平軌道上加速運動的時間和到達B點的速度vB的大??；(2)物塊剛進入圓弧軌道時受到的支持力NB的大小。吉林省通榆縣第一中學高三物理階段性訓練靜電場1.如圖所示，實線是電場線，一帶電粒子只在電場力的作用下沿虛線由A運動到B的過程中，其速度－時間圖象是選項中的()A.B.C.D.【答案】B【解析】試題分析：電場線的疏密程度表示場強大小，A點電場線密集，故電場強度大，電場力大，故加速度大，所以粒子的加速度一直減小，由粒子的運動軌跡彎曲方向可知，帶電粒子受電場力的方向大致斜向左下方，與電場強度方向相反，故粒子帶負電，電場力做負功，速度慢慢減小，所以粒子做加速度減小的減速運動，故B正確．考點：考查了電場線，速度時間圖像【名師點睛】根據(jù)帶電粒子運動軌跡判定電場力方向，再結合電場強度方向判斷電性，然后根據(jù)電場線的疏密程度判斷加速度的大小，從而判斷粒子的運動情況選擇速度圖象．2.帶電粒子僅在電場力作用下，從電場中a點以初速度v0進入電場并沿虛線所示的軌跡運動到b點，如圖所示，則從a到b過程中，下列說法正確的是()A.粒子帶負電荷B.粒子先加速后減速C.粒子加速度一直增大D.粒子的機械能先減小后增大【答案】D【解析】試題分析：粒子受到的電場力沿電場線方向，故粒子帶正電，故A錯誤；圖象知粒子受電場力向右，所以先向左做減速運動后向右加速運動，故B錯誤．據(jù)軌跡彎曲程度，知電場力的方向沿電場線切線方向向右，從a點到b點，電場力先做負功，再做正功，電勢能先增加后降低，動能先變小后增大．根據(jù)電場線的疏密知道場強先小后大，故加速度先小后大，C錯誤，D正確．故選D．考點：帶電粒子在電場中的運動【名師點睛】解決本題的關鍵通過軌跡的彎曲方向判斷出電場力的方向，根據(jù)電場力做功判斷出動能的變化和電勢能的變化．3.將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用絕緣細線相連，豎直懸掛于O點，其中球a帶正電、電荷量為q，球b不帶電，現(xiàn)加一電場強度方向平行豎直平面的勻強電場(沒畫出)，使整個裝置處于平衡狀態(tài)，且繃緊的絕緣細線Oa與豎直方向的夾角為θ＝30°，如圖所示，則所加勻強電場的電場強度大小可能為()A.B.C.D.【答案】B【解析】取小球a、b整體作為研究對象，則受重力2mg、懸線拉力FT和電場力F作用處于平衡，此三力滿足如圖所示的三角形關系，由圖知F的最小值為，由，知，故B對綜上所述所述本題答案是：B4.如圖所示，P、Q是兩個電荷量相等的異種點電荷，在其電場中有a、b、c三點在一條直線上，平行于P、Q的連線，b在P、Q連線的中垂線上，ab＝bc，下列說法正確的是()A.電勢：φa＞φb＞φcB.電勢：φa＞φc＞φbC.電場強度：Ea＞Eb＞EcD.電場強度：Eb＞Ea＞Ec【答案】A【解析】根據(jù)等量異種點電荷電場線的分布特點知，a、c兩點對稱，場強大小相等，由a、c兩點處的電場線分布比b點處的密，故a、c兩點處的場強大于b點處的場強，沿著電場線方向電勢逐漸降低，故A正確；綜上所述本題答案是：A5.在某勻強電場中有M、N、P三點，在以它們?yōu)轫旤c的三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角邊NP的長度為4cm。已知電場方向與三角形所在平面平行，M、N和P點的電勢分別為3V、15V和12V。則電場強度的大小為()A.B.C.D.【答案】A【解析】過P點作斜邊MN的垂線交MN于O點，如圖所示由幾何知識可知N、O間的距離NO＝2cm，M、O間的距離MO＝6cm，由勻強電場的特點得O點的電勢為，即O、P在同一等勢面上，由電場線與等勢面的關系和幾何關系知：，故A正確。綜上所述本題答案是：A6.兩個不規(guī)則帶電導體間的電場線分布如圖所示，已知導體附近的電場線均與導體表面垂直，a、b、c、d為電場中幾個點，并且a、d為緊靠導體表面的兩點，選無窮遠為電勢零點，則()A.場強大小關系有Eb>EcB.電勢大小關系有φb<φdC.將一負電荷放在d點時其電勢能為負值D.將一正電荷由a點移到d點的過程中電場力做正功【答案】D【解析】根據(jù)電場中電場線的疏密代表電場強度的大小，可知，則A錯誤；根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低，可知，則B錯誤；利用電勢能公式，又知，則將負電荷放在d點時其電勢能為正值，所以C錯誤；由圖知a點電勢高于d點電勢，則將一正電荷由a點移到d點的過程中電場力做正功，故D正確綜上所述本題答案是：D7.某靜電場中有一條電場線與x軸重合，縱軸φ表示該條電場線上對應各點的電勢φ隨x的變化規(guī)律，如圖所示．x軸上坐標為x1＝－x0點的電勢和電場強度大小分別為φ1和E1，坐標x2＝x0點的電勢和電場強度大小分別為φ2和E2，下列有關判斷正確的是()A.φ1＞φ2，E1＞E2B.φ1＜φ2，E1＞E2C.φ1＞φ2，E1＜E2D.φ1＜φ2，E1＜E2【答案】B【解析】由題意可知電場線方向沿x負方向，沿著電場線方向電勢降低，故有φ1＜φ2，A、C錯；在φ-x圖象中某點的斜率表示電場強度的大小，故有E1＞E2，故B正確；綜上所述本題答案是：B8.如圖所示，在光滑絕緣水平面上，三個帶電質(zhì)點a、b和c分別位于邊長為L的正三角形的三個頂點上；a、b電荷量均為q且為同種電荷，整個系統(tǒng)置于水平方向的勻強電場中．已知靜電力常量為k，若三個質(zhì)點均處于靜止狀態(tài)，則下列說法正確的是()A.如果a、b帶正電，那么c一定帶負電B.勻強電場場強的大小為C.質(zhì)點c的電荷量大小為D.勻強電場的方向與ab邊垂直指向c【答案】AB【解析】A、如果a、b帶正電，要使a、b都靜止，勻強電場對a、b的電場力相同，c必須帶負電，故A正確；B、設c電荷帶電量為Q,以c電荷為研究對象受力分析,根據(jù)平衡條件得a、b對c的合力與勻強電場對c的力等值反向,即:，則，方向與ab邊垂直背離c，故B對，D錯

C、設c電荷帶電量為Q,以c電荷為研究對象受力分析,根據(jù)平衡條件得a、b對c的合力與勻強電場對c的力等值反向,即:，故C錯；綜上所述本題答案是：AB9.如圖所示，平行線代表電場線，但未標明方向，一個帶正電、電荷量為10－6C的微粒在電場中僅受電場力作用，當它從A點運動到B點時動能增加了10－5J，已知A點的電勢為－10V，則以下判斷正確的是()A.微粒的運動軌跡如圖中的虛線1所示B.微粒的運動軌跡如圖中的虛線2所示C.B點電勢為零D.B點電勢為－20V【答案】BD【解析】A、B當粒子從A點運動到B點時動能增加了10－5J，所以微粒的運動軌跡如題圖中的虛線2所示；故B正確、A錯誤C、D由，，；已知A點的電勢為－10V，所以B點電勢為－20V；故C錯誤；D正確綜上所述本題答案是：BD10.如圖甲，直線MN表示某電場中一條電場線，a、b是線上的兩點，將一帶負電荷的粒子從a點處由靜止釋放，粒子從a運動到b過程中的v－t圖線如圖乙所示，設a、b兩點的電勢分別為φa、φb，場強大小分別為Ea、Eb，粒子在a、b兩點的電勢能分別為Wa、Wb，不計重力，則有()A.φa＞φbB.Ea＞EbC.Ea＜EbD.Wa＞W(wǎng)b【答案】BD【解析】正電荷從a運動到b，做加速運動，可知電場力的方向水平向右，則電場線的方向水平向右，可知φa>φb．故A正確．從a到b的過程中，電荷的加速度逐漸減小，可知電場強度的大小逐漸減小，則Ea＞Eb．故B正確，C錯誤．從a到b的過程中，電場力做正功，電勢能減小，則Wa＞W(wǎng)b．故D正確．故選ABD．點睛：解決本題的關鍵知道電荷做加速度逐漸增大的加速運動，知道沿電場線方向電勢逐漸降低，以及知道電場力做功與電勢能的關系．11.如圖，在正點電荷Q的電場中有M、N、P、F四點，M、N、P為直角三角形的三個頂點，F(xiàn)為MN的中點，∠M＝30°，M、N、P、F四點處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φP＝φF，點電荷Q在M、N、P三點所在平面內(nèi)，則()A.點電荷Q一定在MP的連線上B.連線PF的線段一定在同一等勢面上C.將正試探電荷從P點搬運到N點，電場力做負功D.φP大于φM【答案】AD【解析】試題分析：點電荷的等勢面是一系列的同心圓，對于圓，圓弧上任意兩點的連線的中垂線一定通過圓心；找出電荷位置后，根據(jù)電勢能的變化情況判斷電場力做功情況．學￥科￥網(wǎng)...學￥科￥網(wǎng)...學￥科￥網(wǎng)...學￥科￥網(wǎng)...學￥科￥網(wǎng)...12.如圖所示為勻強電場的電場強度E隨時間t變化的圖象．當t＝0時，在此勻強電場中由靜止釋放一個帶電粒子，設帶電粒子只受電場力的作用，則下列說法中正確的是()A.帶電粒子將始終向同一個方向運動B.2s末帶電粒子回到原出發(fā)點C.3s末帶電粒子的速度為零D.0～3s內(nèi)，電場力做的總功為零【答案】CD13.板長為L的平行金屬板與水平面成θ角放置，板間有勻強電場。一個帶負電、電量為q、質(zhì)量為m的液滴，以速度v0垂直于電場方向射入兩板間，如圖所示，射入后液滴沿直線運動，兩極板間的電場強度E＝____。液滴離開電場時的速度為_____。(液滴的運動方向沒有改變)【答案】(1).(2).【解析】試題分析：因為液滴進入電場后，做直線運動，而粒子受到豎直向下的重力，如要要想做直線運動，只能受到斜向左上的電場力，如圖所示根據(jù)力的合成與分解可得，解得，液滴的運動方向和受到的電場力方向垂直，所以過程中電場力不做功，只有重力做功，故根據(jù)動能定理可得，解得考點：考查了帶電粒子在復合場中的運動【名師點睛】帶電粒子在復合場中運動問題的分析思路1．正確的受力分析除重力、彈力和摩擦力外，要特別注意電場力和磁場力的分析．2．正確分析物體的運動狀態(tài)找出物體的速度、位置及其變化特點，分析運動過程．如果出現(xiàn)臨界狀態(tài)，要分析臨界條件帶電粒子在復合場中做什么運動，取決于帶電粒子的受力情況．（1）當粒子在復合場內(nèi)所受合力為零時，做勻速直線運動（如速度選擇器）．（2）當帶電粒子所受的重力與電場力等值反向，洛倫茲力提供向心力時，帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動．（3）當帶電粒子所受的合力是變力，且與初速度方向不在一條直線上時，粒子做非勻變速曲線運動，這時粒子的運動軌跡既不是圓弧，也不是拋物線，由于帶電粒子可能連續(xù)通過幾個情況不同的復合場區(qū)，因此粒子的運動情況也發(fā)生相應的變化，其運動過程也可能由幾種不同的運動階段所組成14.長為L的絕緣細線下端系一帶正電的小球，其帶電荷量為Q，懸于O點，如圖所示。當在O點另外固定一個正電荷時，如果小球靜止在A處，則細線拉力是重力mg的兩倍，現(xiàn)將小球拉至圖中B處(θ＝60°)，放開小球讓它擺動，問：(1)固定在O處的正電荷的帶電荷量為__________(2)小球擺回到A處時懸線拉力為___________【答案】(1).(2).【解析】試題分析：（1）球靜止在A處經(jīng)受力分析知受三個力作用：重力mg、靜電力F和細線拉力F拉，由受力平衡和庫侖定律列式：F拉=F+mg，，F(xiàn)拉=2mg三式聯(lián)立解得：．（2）擺回的過程只有重力做功，所以機械能守恒，規(guī)定最低點重力勢能等于零，列如下方程：mg