（新課標(biāo)）高考物理總復(fù)習(xí)課時(shí)檢測(cè)（四十二）電場(chǎng)性質(zhì)的應(yīng)用（題型研究課）（含解析）

電場(chǎng)性質(zhì)的應(yīng)用(題型研究課)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．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)的電場(chǎng)強(qiáng)度，φA、φB表示A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)。以下判斷正確的是()A．EA<EB B．EA>EBC．φA>φB D．φA<φB解析：選D由題圖乙中速度平方v2與位移x的關(guān)系圖線與v2－v02＝2ax對(duì)比可得，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律知，電場(chǎng)力恒定，此電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；電子從A到B，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電勢(shì)增大，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。3.(2019·西安高三質(zhì)檢)如圖是勻強(qiáng)電場(chǎng)遇到空腔導(dǎo)體后的部分電場(chǎng)線分布圖，電場(chǎng)線的方向如圖中箭頭所示，M、N、Q是以直電場(chǎng)線上一點(diǎn)O為圓心的同一圓周上的三點(diǎn)，OQ連線垂直于MN。以下說(shuō)法正確的是()A．O點(diǎn)電勢(shì)與Q點(diǎn)電勢(shì)相等B．M、O間的電勢(shì)差小于O、N間的電勢(shì)差C．將一負(fù)電荷由M點(diǎn)移到Q點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能增加D．在Q點(diǎn)釋放一個(gè)正電荷，正電荷所受電場(chǎng)力將沿與OQ垂直的方向豎直向上解析：選C由題圖中電場(chǎng)線的方向可知φM>φO>φN，再作出此電場(chǎng)中過(guò)O的等勢(shì)線，可知φO>φQ，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UMO>UON，B錯(cuò)誤；因UMQ>0，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。4.如圖所示，將帶正電的甲球放在不帶電的乙球左側(cè)，兩球在空間形成了穩(wěn)定的靜電場(chǎng)，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面。A、B兩點(diǎn)與兩球球心連線位于同一直線上，C、D兩點(diǎn)關(guān)于直線AB對(duì)稱，則()A．A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)相等B．C點(diǎn)和D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功D．負(fù)電荷從C點(diǎn)移至D點(diǎn)，電勢(shì)能增大解析：選C由題圖知，A點(diǎn)和D點(diǎn)的電勢(shì)相等，B點(diǎn)電勢(shì)低于D點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；C點(diǎn)和D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，即從高電勢(shì)點(diǎn)移到低電勢(shì)點(diǎn)，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)C正確；C、D兩點(diǎn)處在同一等勢(shì)面上，故負(fù)電荷從C點(diǎn)移至D點(diǎn)，電勢(shì)能不變，選項(xiàng)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(guò)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(shuō)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UAB＝UBCC．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UAB＝－UBC，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(guò)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()A．M點(diǎn)的電勢(shì)與Q點(diǎn)的電勢(shì)一樣高B．O、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(guò)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U＝Ed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)Ep＝φq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。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(guò)M點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)N點(diǎn)，可以判定()A．M點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)B．M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.(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(kù)侖定律可知，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)U＝eq\x\to(E)d(eq\x\to(E)為某段電場(chǎng)強(qiáng)度的平均值)，可得Uab＞Ubc，根據(jù)電場(chǎng)力做功公式，可得Wab＞W(wǎng)bc，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。9.(多選)兩個(gè)關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱放置的等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線如圖所示。選項(xiàng)圖中能正確表示其位于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度或電勢(shì)分布隨位置x變化規(guī)律的是()解析：選AC根據(jù)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線電勢(shì)為零，越靠近正電荷電勢(shì)越高，越靠近負(fù)電荷電勢(shì)越低，可知電勢(shì)分布隨位置x變化規(guī)律正確的是A；根據(jù)在兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線上電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大，越靠近電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，可知電場(chǎng)強(qiáng)度分布隨位置x變化規(guī)律正確的是C。10.(多選)兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，固定在圖中P、Q兩點(diǎn)，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點(diǎn)，A點(diǎn)為MN上的一點(diǎn)。一帶負(fù)電的試探電荷q，從A點(diǎn)由靜止釋放，只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)。取無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則()A．q由A點(diǎn)向O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．q由A點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程電勢(shì)能逐漸減小C．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大D．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零解析：選BC兩等量正點(diǎn)電荷在連線的中垂線MN上的電場(chǎng)強(qiáng)度方向從O點(diǎn)向兩側(cè)沿中垂線指向無(wú)窮遠(yuǎn)處，場(chǎng)強(qiáng)大小從O點(diǎn)沿MN到無(wú)窮遠(yuǎn)處先變大后變小，因此q由靜止釋放后，在變化的電場(chǎng)力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的加速度不斷變化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；q由A點(diǎn)到O點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，B項(xiàng)正確；在MN上O點(diǎn)電勢(shì)最高，因此q在O點(diǎn)的電勢(shì)能最小，由于只有電場(chǎng)力做功，因此電勢(shì)能與動(dòng)能的和是一定值，電勢(shì)能最小時(shí)，動(dòng)能最大，C項(xiàng)正確；O點(diǎn)的電勢(shì)不為零，因此q在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能不為零，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．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)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(diǎn))，從距B端s＝1m處的P點(diǎn)由靜止釋放，加速運(yùn)動(dòng)到B端，再平滑進(jìn)入圓弧軌道BC。重力加速度g＝10m/s(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(guò)程中，由牛頓第二定律可知：qE＝ma又由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：s＝eq\f(1,2)at2解得：t＝1s由vB＝at解得：vB＝2m/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：NB－mg＝meq\f(vB2,R)解得：NB＝1N。答案：(1)1s2m/s(2)1N12．(2019·北京通州模擬)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θ，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(guò)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(guò)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eq\f(F0,mg)＝tanθ得F0＝mgtanθ根據(jù)F0＝qE0得E0＝eq\f(mgtanθ,q)。(2)因Fx圖像中圖線與x軸所圍的面積表示電場(chǎng)力做功的大小，所以可用題圖乙圖線與x軸所圍成的圖形中，小正方形的數(shù)目表示電場(chǎng)力做功的量值。由(1)知，P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)力為F0＝mgtanθ，結(jié)合題