专题2-6-静电场(原卷版)

核心主干专题突破专题2.6静电场目录TOC\o"1-3"\h\u【突破高考题型】 1题型一电场强度的叠加与计算 1题型二电场强度大小、电势高低、电势能大小的判断 3题型三电场中的图像问题 6题型四电容器的分析与计算 8题型五带电粒子在电场中的运动 9【专题突破练】 13【突破高考题型】题型一电场强度的叠加与计算【例1】(2022·山东高考，3)半径为R的绝缘细圆环固定在图位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为()A.正电荷，q＝eq\f(QΔL,πR)B.正电荷，q＝eq\f(\r(3)QΔL,πR)C.负电荷，q＝eq\f(2QΔL,πR)D.负电荷，q＝eq\f(2\r(3)QΔL,πR)【例2】(2022·重庆市模拟)如图所示，用粗细均匀的绝缘线制成直径为L的圆环，OE为圆环的半径，圆环上均匀地分布着正电荷，现在圆环上E处取下足够短的带电荷量为q的一小段，将其沿OE连线向下移动L的距离到F点处，设圆环的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，已知静电力常量为k，若此时在O点放一个带电荷量为Q的带正电的试探电荷，则该试探电荷受到的静电力大小为()A.eq\f(kQq,3L2)B.eq\f(4kQq,9L2)C.eq\f(32kQq,9L2)D.eq\f(2kQq,3L2)【例3】.(2022·四川成都市三模)如图，O是等边三角形ABC的垂心，三个电荷量绝对值相等的点电荷分别固定在A、B、C三点．以无穷远处的电势为零，已知A处正电荷在O点的电势为φ、电场强度大小为E.则O点的电势和电场强度大小分别为()A．φ和2E B．－φ和2EC．－φ和3E D．－φ和0【方法总结】特殊电场强度的四种求法对称法利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加问题大为简化等效法在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情境变换为简单的或熟悉的电场情境，如将一个点电荷＋q与一个无限大薄金属板形成的电场，可等效为两个异种点电荷形成的电场补偿法将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为完整的球面，从而化难为易微元法将带电体分成许多可看成点电荷的微小带电体，先根据库仑定律求出每个微小带电体产生电场的电场强度，再结合对称性和场强叠加原理求出合电场强度题型二电场强度大小、电势高低、电势能大小的判断【例1】(2022·河北高考，6)如图，真空中电荷量为2q和－q(q>0)的两个点电荷分别位于M点与N点，形成一个以MN延长线上O点为球心，电势为零的等势面(取无穷远处电势为零)，P为MN连线上的一点，S为等势面与直线MN的交点，T为等势面上的一点，下列说法正确的是()A.P点电势低于S点电势B.T点电场强度方向指向O点C.除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点D.将正试探电荷q0从T点移到P点，静电力做正功【例2】(2022·福建省模拟)静电透镜是电子透镜的一种，它被广泛应用于电子器件(如阴极射线示波管)中．如图所示，虚线是某电子透镜中电场的等差等势线，一电子在该电场中的运动轨迹如图中实线所示，A、B、C是轨迹与等势线的交点．已知A点的电势为零，电子在A点的动能为32eV，在B点的电势能为－15eV，不计电子重力，下列说法正确的是()A．电子一定是从A点运动到C点B．电子在经过等势线c时的动能为32eVC．B点的电场强度大于A点的D．电子在关于等势线d对称的两点所受静电力相同【例3】(2022·山西运城市高三期末)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知下列说法中错误的是()A．三个等势面中，a的电势最高B．带电质点通过P点时的电势能比Q点大C．带电质点通过P点时的动能比Q点大D．带电质点通过P点时的加速度比Q点大【方法总结】1.等势面与电场线的关系(1)电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面。(2)电场线越密的地方，等差等势面也越密。(3)沿等势面移动电荷，静电力不做功，沿电场线移动电荷，静电力一定做功。2.电场强弱、电势高低、电势能大小的比较方法判断电场强弱①根据电场线的疏密判断②根据公式E＝keq\f(Q,r2)和电场强度叠加原理判断判断电势高低①根据电场线的方向判断②由UAB＝eq\f(WAB,q)判断③根据静电力做功(或电势能)判断判断电势能大小①根据Ep＝qφ判断②根据ΔEp＝－W电，由静电力做功判断题型三电场中的图像问题【例4】(多选)(2022·河北新高考猜题卷)线段OB上存在静电场，OB上电场强度随空间变化规律如图9所示。线段上有一点A，O、A、B三点的电场强度大小分别为E0、0、eq\f(E0,2)。将一带电荷量为＋q的粒子从O点由静止释放，只在静电力作用下运动，粒子到达B点时速度变为零。已知A、B两点距O点的距离分别为xA、xB，设A点电势为零。下列说法正确的是()A.OA与AB间的电势差满足关系式UOA＝UABB.粒子在运动过程中，最大动能为eq\f(1,2)qE0xAC.xB＝2xAD.若将粒子从B点由静止释放，粒子将在BO间做往复运动【方法总结】(1)由图线确定电场强度的变化情况，E>0表示电场强度沿正方向，E<0表示电场强度沿负方向。(2)E－x图线与x轴所围成的面积表示电势差，如果取x＝0处为电势零点，则可由图像的面积分析各点电势的高低，综合分析粒子的运动，进一步确定粒子的电性、静电力做功及粒子的动能变化、电势能变化等情况。【例2】(2022·湖南师大附中模拟)绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为－2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度v0由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是(忽略负点电荷形成的电场)()A.负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大B.负点电荷在B点速度大于v0C.负点电荷在AO段的平均速度大于在OB段的平均速度D.当负点电荷分别处于－eq\r(2)m和eq\r(2)m时，静电力的功率相等【方法总结】(1)电场强度的大小等于φ－x图线的斜率大小，电场强度为零处，φ－x图线存在极值，其切线的斜率为零。(2)在φ－x图像中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。(3)在φ－x图像中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后作出判断。【例3】(2022·河南适应性测试)空间中存在一静电场，一电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位置x的变化关系如图所示，则电子从x1向x3运动的过程中，下列说法正确的是()A.在x1处电子速度最大B.在x2处电子加速度最大C.在x3处电场强度最大D.在x2处电势最高【方法总结】(1)根据电势能的变化可以判断静电力做功的正、负。(2)根据W＝－ΔEp＝Fx，图像Ep－x的斜率的绝对值表示静电力的大小。题型四电容器的分析与计算1.掌握两个重要结论(1)电容器与电路(或电源)相连，则两端电压取决于电路(或电源)，稳定时相当于断路，两端电压总等于与之并联的支路电压。(2)充电后电容器与电路断开，电容器所带电荷量不变，此时若只改变两板间距离，则板间电场强度大小不变。2.注意一个特例当有电容器的回路接有二极管时，因二极管的单向导电性，将使电容器的充电或放电受到限制。【例1】(多选)(2022·重庆八中模拟)微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其原理如图所示，R为定值电阻，M和N为电容器两极板，M极板固定在手机上，N极板两端与固定在手机上的两轻弹簧连接。当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。手机运动时下列说法正确的是()A.匀速运动时，电阻R中有电流B.由向前匀速突然减速时，电容器所带电荷量增加C.由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表D.保持向后的匀加速运动时，MN之间的电场强度持续减小【例2】.(2022·江苏盐城模拟)如图所示的电路，先使开关S与1端相连(设t＝0)，稳定后再迅速把开关掷向2端，电流传感器将电流信息传入计算机，计算机屏幕上显示出电流时间的i－t曲线。正确的是()题型五带电粒子在电场中的运动1．电场中直线运动问题的两种解题思路(1)动能定理：不涉及a、t时可用。(2)牛顿运动定律：涉及a、t时可用。2．匀强电场中的偏转问题(1)带电粒子垂直于电场强度方向进入匀强电场，在匀强电场中的偏转一般为类平抛运动，可用分解思想，解题思路如下：①沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间t＝eq\f(L,v0)。②沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)＝eq\f(qU,md)。③离开电场时的偏移量y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qUL2,2mdveq\o\al(2,0))。④速度偏向角tanφ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qUx,mdveq\o\al(2,0))eq\o(→,\s\up7(x＝L))tanφ＝eq\f(qUL,mdveq\o\al(2,0))；位移偏向角tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(qUx,2mdveq\o\al(2,0))eq\o(→,\s\up7(x＝L))tanθ＝eq\f(qUL,2mdveq\o\al(2,0))。(2)不涉及运动细节、涉及功能问题时常用动能定理。注意：偏转时静电力做功不一定是W＝qU板间，应该是W＝qEy(y为偏移量)。3．匀强电场中偏转问题的两个结论(1)粒子经匀强电场偏转后，末速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移的中点。如图所示，有tanφ＝2tanθ且x＝eq\f(L,2)。(2)不同的带电粒子从静止开始经过同一匀强电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qUL2,2mdveq\o\al(2,0))＝eq\f(UL2,4U0d)和偏向角tanφ＝eq\f(qUL,mdveq\o\al(2,0))＝eq\f(UL,2U0d)与比荷无关，总是相同的。【例1】(2022·广东揭阳期末)人体的细胞膜模型图如图甲所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位)。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图乙所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在静电力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是()A．A点电势低于B点电势B．钠离子的电势能减小C．钠离子的加速度变大D．若膜电位不变，当d越大时，钠离子进入细胞内的速度越大【例2】(2022·“七彩阳光”联考)如图所示，比荷相同，但初速度大小不同的两个带电粒子，从左边靠近上极板的位置水平射入平行板电容器，粒子1打在下极板中心处，粒子2由右侧竖直位移中点处射出电场区域，下列说法正确的是(重力不计)()A．两个粒子在电场中的运动时间之比t1∶t2＝1∶2B．两个粒子末速度方向与水平方向的夹角θ1∶θ2＝4∶1C．两个粒子的初速度之比v1∶v2＝1∶2eq\r(2)D．两个粒子末动能大小之比Ek1∶Ek2＝2∶1【例3】(多选)(2022·全国甲卷·21)地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中P点水平向左射出．小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在P点．则射出后()A．小球的动能最小时，其电势能最大B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量【例4】．(多选)(2022·山西太原市一模)图(a)的平行金属板M、N间加有图(b)所示的交变电压，OO′是M、N板间的中线，当电压稳定时，板间为匀强电场.eq\f(1,4)T时，比荷为k的带电粒子甲从O点沿OO′方向、以v0的速率进入板间，eq\f(3,2)T时飞离电场，期间恰好不与极板相碰．若在eq\f(3,8)T时刻，带电粒子乙以2v0的速率沿OO′从O点进入板间，已知乙粒子在运动过程中也恰好不与极板碰撞，不计粒子受到的重力，则下列说法中正确的是()A．T时刻，乙粒子离开电场B．乙粒子的比荷为eq\f(8k,7)C．甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为2∶3D．甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为1∶2【专题突破练】1.(2022·山东泰安市一模)如图所示，正方形四个顶点上依次放置电荷量为＋q、＋q、＋q、－q的点电荷，a、b、c、d是对角线上的四个点，它们到中心O点的距离均相同．则()A．a、b两点的电场强度相同，电势相等B．a、b两点的电场强度不同，电势相等C．c、d两点的电场强度相同，电势相等D．c、d两点的电场强度相同，电势不相等2．(2022·陕西宝鸡市模拟)如图所示，在坐标系xOy平面内有一个匀强电场，电场强度方向平行于xOy平面．以坐标原点O为圆心、半径为R＝2cm的圆与坐标轴相交于M、N、P、Q四点．现测得P点的电势为3V，Q点的电势为－3V，M点的电势为4V，则下列说法正确的是()A．电场强度方向沿y轴负方向B．N点的电势为－3VC．匀强电场的电场强度大小为250V/mD．圆周上两点间的最大电势差为8V3．(2022·山东济南市模拟)x轴上固定着两个点电荷A、B，两点电荷分别位于xA＝0，xB＝4d处，两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度E与该点位置的关系如图所示．选取x轴正方向为电场强度的正方向，无限远处电势为零．以下说法正确的是()A．点电荷A、B分别带正电和负电B．A、B所带电荷量的绝对值之比为1∶3C．x＝d处电势最高且为零D．将电子从x＝5d处无初速度释放，其电势能一直减小4．(多选)(2022·甘肃张掖市高三期末)一带电粒子仅在静电力作用下从A点开始以初速度－v0做直线运动，其v－t图像如图所示．粒子在t时刻运动到B点，3t时刻运动到C点，以下判断正确的是()A．A、B、C三点中B点的电场强度最大B．A、B、C三点的电势关系一定为φB>φA>φCC．粒子从A点经B点运动到C点，静电力先做正功后做负功D．粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增大后减小5.(2022·山东省名校联盟高三期末)如图所示，真空中有四个相同的点电荷，电荷量均为q，分别固定在棱长为L的正四面体(由绝缘材料制成)的四个顶点上，静电力常量为k.任意一个点电荷所受静电力的大小为()A.eq\f(\r(6)kq2,L2) B.eq\f(\r(3)kq2,L2)C.eq\f(\r(6)kq2,3L2) D.eq\f(\r(3)kq2,3L2)6．(2022·河南开封市二模)如图甲，在某电场中的O点先后无初速度释放两个正点电荷Ⅰ和Ⅱ，电荷仅在静电力的作用下沿直线向A运动，两电荷的动能Ek随位移x变化的关系如图乙．若Ⅰ的电荷量为q，则可知()A．电荷Ⅱ的电荷量为eq\f(q,2)B．电荷Ⅱ受到的静电力大小为FⅡ＝eq\f(Ek0,x0)C．此电场一定为匀强电场且电场强度大小E＝eq\f(Ek0,qx0)D．选O点为电势零点，A点的电势为φA＝eq\f(Ek0,q)7.(2022·湖南新高考演练卷)如图甲所示，在无限大的空间内，边长为2L的正方形四个顶点分别固定着电荷量相等的正电荷，O点为正方形的几何中心，以O为原点，沿中垂线指向无穷远建立x轴，设无穷远处电势为零，通过电势传感器测出中垂线上各点电势随距离x的变化图像如图乙所示。a、b、c、d四个点为两条中垂线上距中心O点等距离的点，有电子、氕核、氘核、氚核四个带电粒子，分别从a、b、c、d四个点由静止释放，不计粒子的重力，以下说法正确的是()A.每条中垂线上电场强度为零的点除无穷远处外还有两处B.每条中垂线上电场强度相同的点有两处C.若氕、氘、氚三个粒子最终能到达无穷远处，其速度大小关系为v氕>v氘>v氚D.电子、氕、氘、氚可能围绕中心O做往复运动8.如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知xC－xB＝xB－xA。该电子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是()A.A点电势高于B点电势B.A点的电场强度小于B点的电场强度C.A、B两点电势差|UAB|等于B、C两点电势差|UBC|D.电子经过A点的速率小于经过B点的速率9.(2022·辽宁省模拟)某平面区域内一静电场的等势线分布如图中虚线所示，相邻的等势线电势差相等，一负电荷仅在静电力作用下由a运动至b，设该电荷在a、b两点的加速度大小分别为aa、ab，电势分别为φa、φb，速度大小分别为va、vb，电势能分别为Epa、Epb，则()A．aa>ab B．vb>vaC．Epa>Epb D．φa>φb10．(2022·广西南宁市二模)空间有一沿x轴分布的电场，如图乙所示，x轴上有P、Q两点，其位置坐标分别为x0、2x0.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从坐标原点O以初速度v0沿x轴正方向做直线运动，其速度v随位置x的变化规律如图甲所示，粒子仅受静电力作用．则下列说法正确的是()A．粒子在OQ段克服静电力做功B．粒子在OP段与PQ段动能增量相等C．粒子在P点的电势能比Q点的小D．P点的电势比Q点的电势高11．(多选)(2022·东北三省三校第二次模拟)如图所示，水平放置的上、下两个带电金属板，相距为3d，板间有竖直向下的匀强电场，电场强度大小E＝eq\f(mg,q)，上板上方距上板d处有一带电荷量为＋q的小球B，其正上方有一带电荷量为－6q的小球A，它们的质量均为m，用长度为d的绝缘轻杆相连．将两小球从静止释放，小球可以通过上板的小孔进入电场中．若空气阻力不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．A球刚进入电场时的速度大小为eq\r(2gd)B．A球刚进入电场时的速度大小为eq\r(5gd)C．B球能碰到下板D．B球不能碰到下板12.(多选)(2022·四川凉山州第二次诊断性检测)光滑水平桌面内固定一半径为R的圆形光滑绝缘轨道，整个轨道处于水平向右的匀强电场中，其俯视图如图所示．一质量为m的带电小球(看作质点)在A点获得一速度v0，在轨道内做完整的圆周运动，且小球在A点时速度最大．已知小球所受静电力的大小等于小球的重力大小，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是()A．小球带正电B．小球在B点时轨道对其弹力大小为m(eq\f(v02,R)－5g)C．小球从A点运动到B点的过程中电势能增加2mgRD．小球在A点获得的最小速度为eq\r(4Rg)13.(多选)(2022·甘肃省二模)通常把离场源电荷无限远处的电势规定为零，已知场源电荷Q的电场中某点电势的表达式为φ＝eq\f(kQ,r)(式中k为静电力常量，r为该点到场源电荷间的距离)．真空中有两个点电荷Q1、Q2，分别固定在x坐标轴的x＝0和x＝8cm的位置上．x轴上各点的电势随x的变化关系如图所示．A、B是图线与x轴的交点，A点的x坐标是6.4cm，图线上C点的切线水平．下列说法正确的是()A．电荷Q1、Q2的电性相同B．电荷Q1、Q2的电荷量之比为4∶1C．B点的x坐标是10.4cmD．C点的x坐标是16cm14.(多选)(2022·湖南郴州市质检)水平地面上方有水平向右的匀强电场，电场强度大小为E＝eq\f(mg,2q)，从地面上的A点斜向右上方以速度v0＝10m/s抛出一个带正电且电荷量为q、质量为m的小球，速度方向与水平地面的夹角θ＝53°，轨迹如图所示．点B为轨迹最高点，D、E两点高度相等，小球落在水平地面的C点．忽略空气阻力的影响．重力加速度取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，则()A．D、E两点速度大小相等B．B点速度大小为10m/sC．小球落地时速度方向与水平方向的夹角仍为53°D．A、C两点距离为16m15.(多选)(2022·河北邢台市高三期末)如图所示，空间存在方向竖直向下的匀强电场(图中未画出)，A、B、C、D、M、N是棱长为a的正八面体的六个顶点，在同一竖直线上的M、N两点均固定有电荷量为Q的正点电荷，一质量为m、电荷量为q的点电荷在正方形ABCD内(水平)绕正八面体的中心做半径最大的匀速圆周运动．静电力常量为k，重力加速度大小为g.下列说法正确的是()A．做匀速圆周运动的点电荷带正电B．匀强电场的电场强度为eq\f(mg,q)C．做圆周运动的点电荷的角速度为eq\f(4,3)eq\r(\f(\r(3)kQq,ma3))D．做圆周运动的点电荷的动能为eq\f(4\r(3)kQq,9a)16.(多选)(2022·安徽芜湖市高三期末)如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，两极板水平放置，下极板接地，极板间距为d，在上极板紧贴一厚度为l的金属板，其下部空间有一带电质点P静止在电容器中．当把金属板从电容器中快速抽出后，质点P开始运动，空气阻力不计，已知重力加速度为g.下列说法正确的是()A．抽出金属板后电容器所带电荷量增加B．抽出金属板瞬间带电质点P的电势能增加C．抽出金属板后带电质点P的加速度大小为eq\f(l,d)gD．抽出金属板后带电质点P的加速度大小为eq\f(d－l,d)g17.(2022·湖北省华中师范大学第一附属中学高三测试)如图所示，虚线MN下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场．AB为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R，O为圆心，B位于O点正下方．一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度vA竖直向下从A点沿切线进入半圆轨道内侧，沿轨道运动到B处以速度vB射出．已知重力加速度为g，匀强电场的电场强度大小E＝eq\f(3mg,4q)，空气阻力不计，下列说法正确的是()A．从A到B过程中，小球的机械能先增大后减小B．从A到B过程中，小球对轨道的压力先减小后增大C．在A、B两点的速度大小满足vA>vBD．从B点抛出后，小球速度的最小值为eq\f(4,5)eq\r(vA2＋\f(1,2)gR)18.(多选)(2022·山东济宁市高三期末)如图所示，真空中有一匀强电场(图中未画出)，电场方向与圆周在同一平面内，△ABC是圆的内接直角三角形，∠BAC＝63.5°，O为圆心，半径R＝5cm.位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量均为＋e的粒子，有些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为12eV，到达C点的粒子电势能为－4eV(取O点电势为零)．忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，sin53°＝0.8.下列说法正确的是()A．B点电势高于O点电势B．圆周上A点的电势最高C．圆周上A、B两点的电势差为4VD．匀强电场的电场强度大小为100V/m19.(2022·江苏泰州市高三期末)如图所示，光滑水平面上有一劲度系数为k的轻弹簧左端固定，右端连一质量为m、电荷量为q的带负电小物块，水平面上方有一电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场．开始时物块在大小为2qE、方向水平向右的外力F作用下静止在M点，设物块在M点的电势为零．现将力F撤去，则在物块运动过程中，下列说法正确的是()A．弹簧和物块组成的系统机械能之和不变B．弹簧处于原长时物块的速度最大C．弹簧最短时物块加速度大小为eq\f(2qE,m)D．物块电势能的最小值为－eq\f(2q2E2,k)20.(2022·浙江省稽阳联谊学校高三联考)如图所示，竖直放置的平行金属板A、B，板间距离为L，板长为2L，A板内侧中央O处有一个体积不计的放射源，在纸面内向A板右方均匀地以等大的速率朝各个方向辐射正离子，离子质量m＝8.0×10－26kg，离子电荷量q＝8.0×10－19C，离子的速率v0＝2.0×105m/s，若不计离子重力与离子间相互作用，忽略极板的边缘效应，则(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)()A．当UAB＝0时，打到B板上的离子占总离子数的eq\f(3,5)B．当UAB＝640V时，能打到B板上的离子速度均相同C．当UAB＝1280V时，打到B板的离子占总离子数的eq\f(53,90)D．当UAB＝－1280V时，所有离子均不能打在B板上21．(多选)(2022·江西上饶市六校第二次联考)如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t＝0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0＝eq\f(gT,3)沿中线射入两板间，eq\f(T,3)～eq\f(2T,3)时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g，下列关于微粒在0～T时间内运动的描述正确的是()A．末速度沿水平方向B．运动过程中的最大速度为eq\f(2gT,3)C．板的长度为eq\f(3,4)dD．克服静电力做功为mgd22．(2022·湖南岳阳市质检)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v、方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程中，动量大小的最小值为()A.eq\f(\r(5),5)mv B.eq\f(2\r(5),5)mvC.eq\f(3\r(5),5)mv D.eq\f(4\r(5),5)mv23.(多选)(2022·山西运城市高三期末)两长度相同的金属板M、N正对水平放置，板长为L，板间距为d，连接在图示的电路中．D为理想二极管(正向电阻为0，反向电阻无穷大)，滑动变阻器R的最大阻值为2r，定值电阻的阻值R0＝r，E为恒压电源，不计电源内阻．将滑片P置于滑动变阻器正中间，闭合开关S，让一电荷量为q、质量为m的粒子(不计重力)从靠近M板左端的位置以水平速度v0射入板间，粒子恰好打在N板的右端．在保持开关S闭合的情况下，下列说法正确的是()A．若仅将粒子的初速度变为2v0后水平射入板间，则粒子从M、N板的中线处离开B．若仅将滑动变阻器的滑片向左滑动，则粒子还是恰好打在N板的右端C．若仅将N板向上平移eq\f(d,2)，则粒子将打在N板的中点处D．若仅将滑动变阻器的滑片向右滑动，则粒子不会打在N板上24．(多选)(2022·重庆市一诊)如图所示，空间有范围足够大的匀强电场，电场强度大小为E，方向与水平方向夹角为45°，一质量为m、电荷量q＝eq\f(\r(2)mg,E)的带正电小球(可视为质点)，从A点以初速度v0竖直向上抛出，经过一段时间后运动到B点，A、B两点在同一电场线上，重力加速度大小为g，不计空气阻力，带电小球从A点运动到B点过程中()A．用时为eq\f(2v0,g) B．动能增加eq\f(1,2)mv02C．电势能减少2mv02 D．机械能增加4mv0225.(2022·云南省云南师大附中月考)M、N是两块水平放置的平行金属板，如图甲所示，板的长度为L＝30cm，板的宽度足够宽，