高考物理复习冲刺专题13 电场力的性质（电磁学部分）（原卷版）

专题13电场力的性质压轴题一、单选题1．如图所示，电量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有（）A．体中心、各面中心和各边中点B．体中心和各边中点C．各面中心和各边中点D．体中心和各面中心2．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图所示,在半球面上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M,N两点,.已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为（）A． B．C． D．3．两个等量正点电荷位于x轴上，关于原点O呈对称分布，下列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是（）A． B．C． D．4．如图所示，水平面内有一个匀强电场，在该平面内有一个以O为圆心，R为半径的圆，其中AB为圆的直径，C、D为圆上两点，且∠CAB=∠DAB=60°．一个带电量为+q的粒子，以初速度v从A点三次沿不同的方向射出，分别运动到B、C、D三点，粒子到达C点的速度为v，到达B点的速度为v．不计粒子重力，若粒子到达D点的速度大小为，匀强电场的场强大小为E，则（）A．；B．；C．；D．；5．利用图像研究物理问题是物理学中重要的研究方法。如图1所示，A、B为点电荷Q的电场中电场线上的两点（点电荷Q的位置图中未标出）。某同学规定x轴表示AB间某点与A点的距离，绘制了图2所示的图线①和②来表示AB连线上某物理量与x之间的关系，并做出如下判断，其中正确的是（）A．若Q为正电荷，y轴表示该点的电势，则图线①可以反映电势和距离的关系B．若Q为正电荷，y轴表示该点的电场强度，则图线②可以反映电场强度和距离的关系C．若Q为负电荷，y轴表示该点的电势，则图线①可以反映电势和距离的关系D．若Q为负电荷，y轴表示该点的电场强度，则图线②可以反映电场强度和距离的关系6．如图所示，a、b、c、d、e为同一直线上的五个点，相邻两点间的距离都为L．处于a、e两点的点电荷的电荷量都为q，处于a点的为负电荷，处于e点的为正电荷．在c点有一与直线垂直的均匀带电薄板，带电量为Q，电性未知．已知d点的电场强度为零，则b点的电场强度大小为（已知静电力常量为k）（）A．B．C．D．7．如图所示，两电荷量分别为－Q和+2Q的点电荷固定在直线MN上，两者相距为L，以+2Q的点电荷所在位置为圆心、为半径画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线垂直于MN，下列说法正确的是（）A．c、d两点的电势相同B．a点的电势高于b点的电势C．c、d两点的电场强度相同D．a点的电场强度小于b点的电场强度8．如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（）A．3mg/q B．mg/qC．2mg/q D．4mg/q9．如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A′、B′、C′分别是三条棱的中点．现在顶点O处固定一正的点电荷，则下列说法中正确的是（）A．A′，B′，C′三点的电场强度相同B．△ABC所在平面为等势面C．将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功D．若A′点的电势为φA′，A点的电势为φA，则A′A连线中点D处的电势φD一定小于10．如图所示，在匀强电场中有直角三角形OBC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三点处的电势分别用φO、φB、φC，已知φO＝0V，φB＝3V，φC＝6V，且边长OB，OC，则下列说法中正确的是（）A．匀强电场中电场强度的大小为200V/m．B．匀强电场中电场强度的方向斜向下与OB夹角（锐角）为30°C．一个质子由B点运动到O点的过程中克服电场力做的功是3eVD．一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电势能减少了3eV二、多选题11．电荷量不等的两点电荷固定在x轴上坐标为－3L和3L的两点处，其中坐标为－3L处的点电荷带电量的绝对值为Q，两点电荷连线上各点的电势随x变化的关系图象如图所示，其中x=L处的电势最低，x轴上M、N两点的坐标分别为－2L和2L，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（）A．两点电荷一定均为正电荷B．原点O处的场强大小为C．正检验电荷在原点O处受到向左的电场力D．负检验电荷由M点运动到N点的过程中，电势能先减小后增大12．如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为、，电势能分别为、.下列说法正确的是（）A．电子一定从A向B运动B．若>，则Q靠近M端且为正电荷C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有<D．B点电势可能高于A点电势13．如图所示，水平面内的等边三角形ABC的边长为L，两个等量异种点电荷+Q和-Q分别固定于A、B两点．光滑绝缘直导轨CD的上端点D位于到A、B中点的正上方，且与A、B两点的距离均为L．在D处质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上（忽略它对原电场的影响），并由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g．忽略空气阻力，则下列说法正确的是（）A．D点的场强大小为B．小球到达CD中点时，其加速度为零C．小球刚到达C点时，其动能为D．小球沿直轨道CD下滑过程中，其电势能先增大后减小14．光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一质量m=1g的带正电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点（图中未画出），其运动过程的v-t图像如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定（）A．中垂线上B点电场强度最大B．两点电荷是负电荷C．B点是连线中点，C与A点必在连线两侧D．15．某电场是由平面内两个相同的点电荷产生的，其中一个点电荷固定不动且到P点的距离为d，另一个点电荷以恒定的速率在该平面内绕P点做匀速圆周运动，P点的电场强度大小随时间变化的图象如图所示，图线AC段与CE段关于直线t=t0对称，若撤去运动点电荷，测得P点场强大小为E0，已知EA=EE=E0，EB=ED=E0，EC=0，静电力常量为k，不考虑磁场因素，则下列说法正确的是（）A．运动电荷做匀速圆周运动的半径为2dB．.运动电荷的速率为C．0~时间内，运动电荷的位移大小为D．0~时间内，运动电荷的位移大小为d三、解答题16．如图所示，一条长为L的细线上端固定，下端拴一个质量为m，电荷量为q的小球，将它置于方向水平向右的匀强电场中，使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放，当细线离开竖直位置偏角α＝60°时，小球速度为0。（1）试分析小球运动到细线和竖直方向偏角为多大时，球速最大？并求出电场强度E的大小。（2）若小球恰好完成竖直圆周运动，求小球在A点应有的初速度vA的大小（可含根式）。17．由某种能导电的材料做成正方体物块ABCD-EFGH，质量为m，边长为l，如图所示，物块放在绝缘水平面上，空间存在垂直水平面向下、磁感应强度为B的匀强磁场。已知材料电阻可忽略不计，与水平面的动摩擦因数为（），重力加速度为g。（1）如果固定物块，垂直ABCD表面向里给物块通以恒定电流I，已知电流的微观表达式I=neSv（n为该材料单位体积的自由电子数，e为电子电荷量大小，S为垂直电流的导体横截面积，v为电子定向移动的速率），物块某两个正对表面会产生电势差，请指出这两个正对表面及其电势高低的情况，并求出两表面间的电压；（2）如果垂直表面BCGF向左施加大小为mg的恒力，物块将在水平面由静止开始向左运动。已知该材料介电常数为，其任意两正对表面可视作平行板电容器，电容，其中S为正对面积，d为两表面间距。求：①当物块速度为v时物块某两个表面所带电荷量大小Q，并指出带电荷的两个表面及其电性；②任一时刻速度v与时间t的关系。18．如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x＞0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d=2m．一质量m=6.4×10-27kg、电荷量q=-3.2×10-19C的带电粒子从P点以速度v=4×104m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，经磁场、电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力．求：（1）带电粒子在磁场中运动的轨道半径；（2）带电粒子在磁场中的运动时间；（3）当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；（4）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系．19．半径为