吉林省通榆县第一中学高三物理阶段性训练13静电场1（原卷版）

吉林省通榆县第一中学高三物理阶段性训练静电场1.如图所示，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速度－时间图象是选项中的()学*科*网...A.B.C.D.2.带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是()A.粒子带负电荷B.粒子先加速后减速C.粒子加速度一直增大D.粒子的机械能先减小后增大3.将两个质量均为m的小球a、b用绝缘细线相连，竖直悬挂于O点，其中球a带正电、电荷量为q，球b不带电，现加一电场强度方向平行竖直平面的匀强电场(没画出)，使整个装置处于平衡状态，且绷紧的绝缘细线Oa与竖直方向的夹角为θ＝30°，如图所示，则所加匀强电场的电场强度大小可能为()A.B.C.D.4.如图所示，P、Q是两个电荷量相等的异种点电荷，在其电场中有a、b、c三点在一条直线上，平行于P、Q的连线，b在P、Q连线的中垂线上，ab＝bc，下列说法正确的是()A.电势：φa＞φb＞φcB.电势：φa＞φc＞φbC.电场强度：Ea＞Eb＞EcD.电场强度：Eb＞Ea＞Ec5.在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角边NP的长度为4cm。已知电场方向与三角形所在平面平行，M、N和P点的电势分别为3V、15V和12V。则电场强度的大小为()A.B.C.D.6.两个不规则带电导体间的电场线分布如图所示，已知导体附近的电场线均与导体表面垂直，a、b、c、d为电场中几个点，并且a、d为紧靠导体表面的两点，选无穷远为电势零点，则()A.场强大小关系有Eb>EcB.电势大小关系有φb<φdC.将一负电荷放在d点时其电势能为负值D.将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功7.某静电场中有一条电场线与x轴重合，纵轴φ表示该条电场线上对应各点的电势φ随x的变化规律，如图所示．x轴上坐标为x1＝－x0点的电势和电场强度大小分别为φ1和E1，坐标x2＝x0点的电势和电场强度大小分别为φ2和E2，下列有关判断正确的是()A.φ1＞φ2，E1＞E2B.φ1＜φ2，E1＞E2C.φ1＞φ2，E1＜E2D.φ1＜φ2，E1＜E28.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电质点a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上；a、b电荷量均为q且为同种电荷，整个系统置于水平方向的匀强电场中．已知静电力常量为k，若三个质点均处于静止状态，则下列说法正确的是()A.如果a、b带正电，那么c一定带负电B.匀强电场场强的大小为C.质点c的电荷量大小为D.匀强电场的方向与ab边垂直指向c9.如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能增加了10－5J，已知A点的电势为－10V，则以下判断正确的是()A.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示C.B点电势为零D.B点电势为－20V10.如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v－t图线如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有()A.φa＞φbB.Ea＞EbC.Ea＜EbD.Wa＞Wb11.如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30°，M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则()A.点电荷Q一定在MP的连线上B.连线PF的线段一定在同一等势面上C.将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功D.φP大于φM12.如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象．当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是()A.带电粒子将始终向同一个方向运动B.2s末带电粒子回到原出发点C.3s末带电粒子的速度为零D.0～3s内，电场力做的总功为零13.板长为L的平行金属板与水平面成θ角放置，板间有匀强电场。一个带负电、电量为q、质量为m的液滴，以速度v0垂直于电场方向射入两板间，如图所示，射入后液滴沿直线运动，两极板间的电场强度E＝____。液滴离开电场时的速度为_____。(液滴的运动方向没有改变)14.长为L的绝缘细线下端系一带正电的小球，其带电荷量为Q，悬于O点，如图所示。当在O点另外固定一个正电荷时，如果小球静止在A处，则细线拉力是重力mg的两倍，现将小球拉至图中B处(θ＝60°)，放开小球让它摆动，问：(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为__________(2)小球摆回到A处时悬线拉力为___________三、计算题15.质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角α＝30°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α＝30°，求：(1)A、B小球电性及所带电荷量Q；(2)外加匀强电场的场强E.16.如图所示，光滑、绝缘的水平轨道AB与四分之一圆弧轨道BC平滑连接，并均处于水平向右的匀强电场中，已知匀强电场的场强E＝5×103V/m，圆弧轨道半径R＝0.4m。现有一带电荷量q＝＋2×10－5C、质量m＝5×10－2kg的物块(可视为质点)从距B端s＝1m处的P点由静止释放，加速运动到B端，再平滑进入圆弧轨道BC，重力加速度g＝10m/s2求：(1)物块在水平轨道上加速运动的时间和到达B点的速度vB的大小；(2)物块刚进入圆弧轨道时受到的支持力NB的大小。吉林省通榆县第一中学高三物理阶段性训练静电场1.如图所示，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速度－时间图象是选项中的()A.B.C.D.【答案】B【解析】试题分析：电场线的疏密程度表示场强大小，A点电场线密集，故电场强度大，电场力大，故加速度大，所以粒子的加速度一直减小，由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力的方向大致斜向左下方，与电场强度方向相反，故粒子带负电，电场力做负功，速度慢慢减小，所以粒子做加速度减小的减速运动，故B正确．考点：考查了电场线，速度时间图像【名师点睛】根据带电粒子运动轨迹判定电场力方向，再结合电场强度方向判断电性，然后根据电场线的疏密程度判断加速度的大小，从而判断粒子的运动情况选择速度图象．2.带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是()A.粒子带负电荷B.粒子先加速后减速C.粒子加速度一直增大D.粒子的机械能先减小后增大【答案】D【解析】试题分析：粒子受到的电场力沿电场线方向，故粒子带正电，故A错误；图象知粒子受电场力向右，所以先向左做减速运动后向右加速运动，故B错误．据轨迹弯曲程度，知电场力的方向沿电场线切线方向向右，从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，电势能先增加后降低，动能先变小后增大．根据电场线的疏密知道场强先小后大，故加速度先小后大，C错误，D正确．故选D．考点：带电粒子在电场中的运动【名师点睛】解决本题的关键通过轨迹的弯曲方向判断出电场力的方向，根据电场力做功判断出动能的变化和电势能的变化．3.将两个质量均为m的小球a、b用绝缘细线相连，竖直悬挂于O点，其中球a带正电、电荷量为q，球b不带电，现加一电场强度方向平行竖直平面的匀强电场(没画出)，使整个装置处于平衡状态，且绷紧的绝缘细线Oa与竖直方向的夹角为θ＝30°，如图所示，则所加匀强电场的电场强度大小可能为()A.B.C.D.【答案】B【解析】取小球a、b整体作为研究对象，则受重力2mg、悬线拉力FT和电场力F作用处于平衡，此三力满足如图所示的三角形关系，由图知F的最小值为，由，知，故B对综上所述所述本题答案是：B4.如图所示，P、Q是两个电荷量相等的异种点电荷，在其电场中有a、b、c三点在一条直线上，平行于P、Q的连线，b在P、Q连线的中垂线上，ab＝bc，下列说法正确的是()A.电势：φa＞φb＞φcB.电势：φa＞φc＞φbC.电场强度：Ea＞Eb＞EcD.电场强度：Eb＞Ea＞Ec【答案】A【解析】根据等量异种点电荷电场线的分布特点知，a、c两点对称，场强大小相等，由a、c两点处的电场线分布比b点处的密，故a、c两点处的场强大于b点处的场强，沿着电场线方向电势逐渐降低，故A正确；综上所述本题答案是：A5.在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角边NP的长度为4cm。已知电场方向与三角形所在平面平行，M、N和P点的电势分别为3V、15V和12V。则电场强度的大小为()A.B.C.D.【答案】A【解析】过P点作斜边MN的垂线交MN于O点，如图所示由几何知识可知N、O间的距离NO＝2cm，M、O间的距离MO＝6cm，由匀强电场的特点得O点的电势为，即O、P在同一等势面上，由电场线与等势面的关系和几何关系知：，故A正确。综上所述本题答案是：A6.两个不规则带电导体间的电场线分布如图所示，已知导体附近的电场线均与导体表面垂直，a、b、c、d为电场中几个点，并且a、d为紧靠导体表面的两点，选无穷远为电势零点，则()A.场强大小关系有Eb>EcB.电势大小关系有φb<φdC.将一负电荷放在d点时其电势能为负值D.将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功【答案】D【解析】根据电场中电场线的疏密代表电场强度的大小，可知，则A错误；根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知，则B错误；利用电势能公式，又知，则将负电荷放在d点时其电势能为正值，所以C错误；由图知a点电势高于d点电势，则将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功，故D正确综上所述本题答案是：D7.某静电场中有一条电场线与x轴重合，纵轴φ表示该条电场线上对应各点的电势φ随x的变化规律，如图所示．x轴上坐标为x1＝－x0点的电势和电场强度大小分别为φ1和E1，坐标x2＝x0点的电势和电场强度大小分别为φ2和E2，下列有关判断正确的是()A.φ1＞φ2，E1＞E2B.φ1＜φ2，E1＞E2C.φ1＞φ2，E1＜E2D.φ1＜φ2，E1＜E2【答案】B【解析】由题意可知电场线方向沿x负方向，沿着电场线方向电势降低，故有φ1＜φ2，A、C错；在φ­x图象中某点的斜率表示电场强度的大小，故有E1＞E2，故B正确；综上所述本题答案是：B8.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电质点a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上；a、b电荷量均为q且为同种电荷，整个系统置于水平方向的匀强电场中．已知静电力常量为k，若三个质点均处于静止状态，则下列说法正确的是()A.如果a、b带正电，那么c一定带负电B.匀强电场场强的大小为C.质点c的电荷量大小为D.匀强电场的方向与ab边垂直指向c【答案】AB【解析】A、如果a、b带正电，要使a、b都静止，匀强电场对a、b的电场力相同，c必须带负电，故A正确；B、设c电荷带电量为Q,以c电荷为研究对象受力分析,根据平衡条件得a、b对c的合力与匀强电场对c的力等值反向,即:，则，方向与ab边垂直背离c，故B对，D错

C、设c电荷带电量为Q,以c电荷为研究对象受力分析,根据平衡条件得a、b对c的合力与匀强电场对c的力等值反向,即:，故C错；综上所述本题答案是：AB9.如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能增加了10－5J，已知A点的电势为－10V，则以下判断正确的是()A.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示C.B点电势为零D.B点电势为－20V【答案】BD【解析】A、B当粒子从A点运动到B点时动能增加了10－5J，所以微粒的运动轨迹如题图中的虚线2所示；故B正确、A错误C、D由，，；已知A点的电势为－10V，所以B点电势为－20V；故C错误；D正确综上所述本题答案是：BD10.如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v－t图线如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，场强大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有()A.φa＞φbB.Ea＞EbC.Ea＜EbD.Wa＞Wb【答案】BD【解析】正电荷从a运动到b，做加速运动，可知电场力的方向水平向右，则电场线的方向水平向右，可知φa>φb．故A正确．从a到b的过程中，电荷的加速度逐渐减小，可知电场强度的大小逐渐减小，则Ea＞Eb．故B正确，C错误．从a到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，则Wa＞Wb．故D正确．故选ABD．点睛：解决本题的关键知道电荷做加速度逐渐增大的加速运动，知道沿电场线方向电势逐渐降低，以及知道电场力做功与电势能的关系．11.如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30°，M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则()A.点电荷Q一定在MP的连线上B.连线PF的线段一定在同一等势面上C.将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功D.φP大于φM【答案】AD【解析】试题分析：点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆，圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心；找出电荷位置后，根据电势能的变化情况判断电场力做功情况．学￥科￥网...学￥科￥网...学￥科￥网...学￥科￥网...学￥科￥网...12.如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象．当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是()A.带电粒子将始终向同一个方向运动B.2s末带电粒子回到原出发点C.3s末带电粒子的速度为零D.0～3s内，电场力做的总功为零【答案】CD13.板长为L的平行金属板与水平面成θ角放置，板间有匀强电场。一个带负电、电量为q、质量为m的液滴，以速度v0垂直于电场方向射入两板间，如图所示，射入后液滴沿直线运动，两极板间的电场强度E＝____。液滴离开电场时的速度为_____。(液滴的运动方向没有改变)【答案】(1).(2).【解析】试题分析：因为液滴进入电场后，做直线运动，而粒子受到竖直向下的重力，如要要想做直线运动，只能受到斜向左上的电场力，如图所示根据力的合成与分解可得，解得，液滴的运动方向和受到的电场力方向垂直，所以过程中电场力不做功，只有重力做功，故根据动能定理可得，解得考点：考查了带电粒子在复合场中的运动【名师点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路1．正确的受力分析除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析．2．正确分析物体的运动状态找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程．如果出现临界状态，要分析临界条件带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况．（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）．（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动．（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成14.长为L的绝缘细线下端系一带正电的小球，其带电荷量为Q，悬于O点，如图所示。当在O点另外固定一个正电荷时，如果小球静止在A处，则细线拉力是重力mg的两倍，现将小球拉至图中B处(θ＝60°)，放开小球让它摆动，问：(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为__________(2)小球摆回到A处时悬线拉力为___________【答案】(1).(2).【解析】试题分析：（1）球静止在A处经受力分析知受三个力作用：重力mg、静电力F和细线拉力F拉，由受力平衡和库仑定律列式：F拉=F+mg，，F拉=2mg三式联立解得：．（2）摆回的过程只有重力做功，所以机械能守恒，规定最低点重力势能等于零，列如下方程：mg