【核动力】2022届高三物理一轮复习课时作业19-第6章-静电场2-

课时作业(十九)(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后括号内)1．(2021·黄冈月考)如图，在固定的等量异种电荷连线上，靠近负电荷的b点释放一初速为零的带负电荷的质点(重力不计)，在两点电荷连线上运动过程中，以下说法正确的是()A．带电质点的动能越来越小B．带电质点的电势能越来越大C．带电质点的加速度越来越大D．带电质点通过各点处的电势越来越高【解析】负电荷在两点电荷间受的静电力水平向左，故静电力对其做正功，动能增大，电势能减小，经过各点处的电势越来越高，D正确，A、B错误；因电场强度在两点电荷连线中点最小，故带电质点的加速度先减小后增大，C错误．【答案】D2.如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是AB连线的中点．已知A点的电势为φA＝50V，B点的电势为φB＝10V，则C点的电势()A．φC＝30VB．φC>30VC．φC<30VD．上述选项都不正确【解析】AC之间的电场线比CB之间的电场线密，由U＝Ed可定性推断相等距离之间AC的电势差较大，所以φC<30V，选项C正确．【答案】C3．如图，M、N是两个带有异种电荷的带电体(M在N的正上方，图示平面为竖直平面)，P和Q是M表面上的两点，S是N表面上的一点．在MN之间的电场中画有三条等势线．现有一个带正电的油滴从E点射入电场，它经过了F点和W点．已知油滴在F点的机械能大于在W点的机械能．(E、W两点在同一等势线上，不计油滴对原电场的影响，不计空气阻力)则以下说法正确的是()A．P和Q两点的电势不等B．P点的电势高于S点的电势C．油滴在F点的电势能高于在E点的电势能D．油滴在E、F、W三点的机械能和电势能之和没有转变【解析】M处于静电平衡状态，P和Q是导体M表面上的两点，故P和Q两点的电势相等，选项A错误．依据油滴在F点的机械能大于在W点的机械能，可知油滴从F到W过程中电场力做负功，带电体M带负电，N带正电，P点的电势低于S点的电势，选项B错误．油滴在F点的电势能低于在E(或W)点的电势能，选项C错误．在只有电场力和重力做功的状况下，带电油滴的机械能和电势能之和保持不变，选项D正确．【答案】D4．两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势φ随位置x变化规律的是下图中的()【解析】距正电荷越近电势越高，且φ>0；距负电荷越近电势越低，且φ<0，故选A.【答案】A5.(2021·合肥高三质检)如图所示表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6×10－9C的正电荷从A经B、C到达D点．从A到DA．4.8×10－8JB．－4.8×10－8JC．8.0×10－8JD．－8.0×10－8J【解析】静电力做功与电荷运动的路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关．从A到D，静电力对电荷做的功为W＝qUAD＝q(φA－φD)＝(－40＋10)×1.6×10－9J＝－4.8×10－8J，A、C、D错误，B正确．【答案】B6．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，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知()A．三个等势面中，c的电势最低B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小C．带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D．带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b【解析】依据题意画出电场线，粒子在P处的受力方向如图所示，可知电场线应垂直等势线由c经b至a，所以a点电势最低，选项A错误；粒子由P经R至Q的过程中，电场力对其做正功，带电质点的电势能降低，选项B错误；由于质点运动过程中只有电场力做功，所以质点的电势能与动能之和保持不变，选项C错误；依据电场线与等势面的几何关系可知，选项D正确．【答案】D7.如图所示，匀强电场中有a、b、c三点．在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°.电场方向与三角形所在平面平行．已知a、b和c点的电势分别为(2－eq\r(3))V、(2＋eq\r(3))V和2V，该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为()A．(2－eq\r(3))V、(2＋eq\r(3))VB．0V、4VC.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(4\r(3),3)))V、eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2＋\f(4\r(3),3)))VD．0V、eq\r(3)V【解析】如图，依据匀强电场的电场线与等势面是平行等间距排列，且电场线与等势面处处垂直，沿着电场线方向电势均匀降低，分析ba方向的电势变化及电势差可得，Uba＝φb－φa＝2eq\r(3)V，所以b、a中点O的电势为φO＝φb－eq\f(1,2)Uba＝2V．ab的中点O，即为三角形的外接圆的圆心，由于φO＝φc，故Oc为等势面，MN为电场线，方向为MN方向，UOP＝UOa＝eq\r(3)V，又由于UOP＝ERcos30°，UON＝ER，所以UON∶UOP＝2∶eq\r(3)，故UON＝2V，N点电势为零，为最低电势点，同理M点电势为4V，为最高电势点．所以正确答案为B.【答案】B8.如图所示，AB、CD为一圆的两条直径，且相互垂直，O点为圆心．空间存在一未知静电场，场强方向与圆周所在平面平行．现有一电子，在静电力作用下(重力不计)，先从A点运动到C点，动能削减了W；又从C点运动到B点，动能增加了W，那么关于此空间存在的静电场可能是()A．方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场B．方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场C．位于O点的正点电荷形成的电场D．位于D点的正点电荷形成的电场【解析】由静电力做功WAB＝qUAB可得：WAC＝－eUAC＝－W，WCB＝－eUCB＝W，所以φA＝φB，且φA＞φC，故正确答案为A、D.【答案】AD9．(2021·平顶山高三质检)如图所示，＋Q和－Q是两个等量异种点电荷，以点电荷＋Q为圆心作圆，A、B为圆上两点，MN是两电荷连线的中垂线；与两电荷连线交点为O，下列说法正确的是()A．A点的电场强度大于B点的电场强度B．电子在A点的电势能小于在B点的电势能C．把质子从A点移动到B点，静电力对质子做功为零D．把质子从A点移动到MN上任何一点，质子的电势能变化都相同【解析】由等量异种点电荷的电场线和等势线分布可知：EA＜EB，φA＞φB，A错误、B正确；WAB＝UABq＝(φA－φB)q＞0，故C错误．MN为一条等势线，D正确．【答案】BD10．(2021·山东卷，19)如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，虚线是以＋Q所在点为圆心、eq\f(L,2)为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称.下列推断正确的是()A．b、d两点处的电势相同B．四个点中c点处的电势最低C．b、d两点处的电场强度相同D．将一摸索电荷＋q沿圆周由a点移至c点，＋q的电势能减小【解析】过c点的中垂线为一条等势线，电势为零，其余a、b、d三点的电势均大于零，且依据对称性可知b、d两点的电势相等，所以A、B两项正确；b、d两点处的电场强度的方向不同，C项错误；a点的电势大于零，则摸索电荷＋q在a点处的电势能大于零，而在c点的电势能等于零，故摸索电荷沿圆周由a点移至c点，电势能减小，D项正确．【答案】ABD二、综合应用(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明，方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(15分)(2021·临沂市高三上学期期中)质量m＝0.1kg的带电小球，在某电场中从O点经A、B运动至C点．已知O、A、B、C四点在同一条竖直线上，t＝0时小球恰在O点，忽视空气阻力，取向下为正方向(g取10m/s2)，小球的vt图象如图所示．求：(1)t＝1s时带电小球的加速度和所受电场力的大小；(2)带电小球前14s下落的高度及克服电场力所做的功．【解析】从图中可以看出，在t＝2s内带电小球做匀加速运动，其加速度大小a＝eq\f(vA,tA)＝8m/s2设此过程中带电小球受到的电场力大小为F，依据牛顿其次定律，有mg－F＝ma，得F＝0.2N.(2)由图知带电小球前14s下落的高度h＝eq\f(16×2,2)m＋eq\f(6＋16×12,2)m＝148m依据动能定理，从O到B有mgh－WF＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)得WF＝146.2J【答案】(1)8m/s20.2N(3)146.2J12．(15分)(2021·荆州市质检)如图所示，空间有场强E＝1.0×102V/m的竖直向下的匀强电场，长L＝0.8m不行伸长的轻绳固定于O点．另一端系一质量m＝0.5kg，带电荷量q＝＋5×10－2C的小球．拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时，绳恰好断裂然后小球垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ＝53°角的无限大挡板MN上的C点．g取10m/s2(1)求绳子的最大张力；(2)求A、C两点的电势差；(3)当小球运动到C点即将打到MN板时，突然施加一恒力F作用在小球上，同时把挡板快速水平向右移至足够远处，若小球仍能垂直打在挡板上，求所加恒力F的方向及大小的可能取值范围．【解析】(1)A→B由动能定理及圆周运动学问得：(mg＋qE)·L＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)FT－(mg＋qE)＝meq\f(v\o\al(2,B),L)联立解得：FT＝30N(2)B→C由功能关系及电场相关学问得：(mg＋qE)hAC＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)vCsinθ＝vBUAC＝E·hAC联立解得：UAC＝125V(3)由题可知施加恒力F后小