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第第页高考物理总复习《电场的性质》专项测试卷含答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________1.(2022·福建卷·3)平时我们所处的地球表面,实际上存在场强大小为100V/m的电场,可将其视为匀强电场,在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在a、b、c三点,其中a点位于金属杆正上方,b、c等高。则下列说法正确的是()A.b、c两点的电势差Ubc=0B.a点场强大小大于100V/mC.a点场强方向水平向右D.a点的电势低于c点2.(多选)(贵州铜仁市二模)如图所示为某静电场中x轴上各点电势φ的分布图,电场方向平行于x轴,一质量为m、带电荷量为-q的粒子(不计重力),从O点(x=0)静止释放,仅在静电力的作用下沿x轴正方向运动。下列说法正确的是()A.粒子在O点和x2间做往复运动B.粒子从O运动到x2的过程中做加速度大小先减小后增大的变速直线运动C.粒子在x1处具有最大速度为vm=eq\r(\f(2qφ0,m))D.粒子从O到x2的运动过程中,电势能先增大后减小3.(湖南永州市二模)电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,在电子显微镜中电子枪发射电子束,通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示,虚线为等势线。一电子仅在静电力作用下运动,运动轨迹如图中实线所示,a、b、c、d是轨迹上的四个点,下列说法正确的是()A.b处的电场强度与c处的电场强度相同B.电子从a到d运动时,加速度不断增大C.电子在a处受到的静电力方向与a处虚线相切D.电子从a到b运动时,电势能逐渐减小4.(广东湛江市二模)如图所示,两等量同种点电荷+q(q>0)固定在菱形的两个顶点A、C上。E、F是该菱形对角线AC与其内切圆的交点,O点为内切圆的圆心,a、b、c、d四点为切点。现有一带正电的点电荷从E点由静止释放,下列说法正确的是()A.a、b、c、d四点的电场强度相同B.D、O、B三点的电势相等C.点电荷从E点运动到O点的过程中静电力做正功D.点电荷从E点运动到F点的过程中速度一直增大5.有一电场在x轴上各点的电场强度分布如图所示。现将一带正电的粒子(不计重力)从O点以接近于0的速度释放,仅在静电力的作用下,带电粒子沿x轴向右运动,则关于该电场在x轴上各点的电势(φ)、带电粒子的电势能(Ep)、动能(Ek)以及动能与电势能之和(E0)随x变化的图像,正确的是()6.(山东聊城市齐鲁名校大联盟三模)如图所示,在匀强电场中一带正电粒子先后经过a、b两点。已知粒子的比荷为k,粒子经过a点时速率为3v,经过b点时速率为4v,粒子经过a、b两点时速度方向与ab连线的夹角分别为53°、37°,ab连线长度为L。sin37°=0.6,cos37°=0.8,若粒子只受静电力作用,则下列无法确定的是()A.电场强度的大小B.电场强度的方向C.a、b两点的电势差D.粒子在a、b两点的电势能之差7.(多选)(2022·海南卷·13)如图,带正电3×10-5C的物块A放在水平桌面上,利用细绳通过光滑的滑轮与B相连,A处在匀强电场中,E=4×105N/C。从O开始,A与桌面的动摩擦因数μ随x的变化如图所示,取O点电势能为零,A、B质量均为1kg,B离滑轮的距离足够长,重力加速度g取10m/s2,则()A.它们运动的最大速度为1m/sB.它们向左运动的最大位移为1mC.当速度为0.6m/s时,A的电势能可能是-2.4JD.当速度为0.6m/s时,绳子的拉力可能是9.2N参考答案1.(2022·福建卷·3)平时我们所处的地球表面,实际上存在场强大小为100V/m的电场,可将其视为匀强电场,在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在a、b、c三点,其中a点位于金属杆正上方,b、c等高。则下列说法正确的是()A.b、c两点的电势差Ubc=0B.a点场强大小大于100V/mC.a点场强方向水平向右D.a点的电势低于c点答案B解析由题图可知,b、c两点的电势差为Ubc=200V-300V=-100V,故A错误;由题图可知,a点与相邻两等势面的距离小于1m,电势差的绝对值等于100V,根据E=eq\f(U,d),可知a点场强大小大于100V/m,故B正确;根据场强方向垂直于等势面,可知a点的场强方向沿竖直方向,不是水平方向,故C错误;由题图可知,a点与c点在同一等势面上,电势均为300V,故D错误。2.(多选)(贵州铜仁市二模)如图所示为某静电场中x轴上各点电势φ的分布图,电场方向平行于x轴,一质量为m、带电荷量为-q的粒子(不计重力),从O点(x=0)静止释放,仅在静电力的作用下沿x轴正方向运动。下列说法正确的是()A.粒子在O点和x2间做往复运动B.粒子从O运动到x2的过程中做加速度大小先减小后增大的变速直线运动C.粒子在x1处具有最大速度为vm=eq\r(\f(2qφ0,m))D.粒子从O到x2的运动过程中,电势能先增大后减小答案ABC解析O到x1电势增高,静电力对粒子做正功,粒子做加速运动,x1到x2电势减小,粒子做减速运动。由于O、x2两点电势相同,所以粒子在O点和x2间做往复运动,故A正确;φ-x图线的斜率表示电场强度,由于粒子只受静电力,根据Eq=ma,可知粒子从O运动到x2的过程中做加速度大小先减小后增大的变速直线运动,故B正确;粒子在x1处具有最大速度,则从O到x1有-q(0-φ0)=eq\f(1,2)mvm2,解得vm=eq\r(\f(2qφ0,m)),故C正确;粒子从O到x2的运动过程中,动能先增大后减小,则电势能先减小后增大,故D错误。3.(湖南永州市二模)电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,在电子显微镜中电子枪发射电子束,通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示,虚线为等势线。一电子仅在静电力作用下运动,运动轨迹如图中实线所示,a、b、c、d是轨迹上的四个点,下列说法正确的是()A.b处的电场强度与c处的电场强度相同B.电子从a到d运动时,加速度不断增大C.电子在a处受到的静电力方向与a处虚线相切D.电子从a到b运动时,电势能逐渐减小答案D解析根据电场线与等势线垂直,沿电场线方向电势降低且电场线上该点的切线方向为该点的电场强度方向,由题图可知b处电场线的切线方向斜向左上方,c处电场线的切线方向斜向左下方,所以b、c点的电场强度不相同,故A错误;等差等势线的疏密也可以反映电场的强弱,由a到d等势线先变疏后变密,所以电场强度先减小后增大,则电子的加速度先减小后增大,故B错误;a处电场线与等势线垂直,所以电子受到的静电力方向与虚线垂直,故C错误;电子从a运动到b时,电势逐渐升高,根据Ep=qφ可知,电子的电势能逐渐减小,故D正确。4.(广东湛江市二模)如图所示,两等量同种点电荷+q(q>0)固定在菱形的两个顶点A、C上。E、F是该菱形对角线AC与其内切圆的交点,O点为内切圆的圆心,a、b、c、d四点为切点。现有一带正电的点电荷从E点由静止释放,下列说法正确的是()A.a、b、c、d四点的电场强度相同B.D、O、B三点的电势相等C.点电荷从E点运动到O点的过程中静电力做正功D.点电荷从E点运动到F点的过程中速度一直增大答案C解析根据等量正电荷周围的电场线分布图可知a、b、c、d四点的电场强度大小相等,但是方向不同,A错误;根据电场线的方向以及电场线的对称性可知D和B两点的电势相等,但是低于O点的电势,B错误;带正电点电荷在从E点运动到O点的过程中受到的静电力向右,所以此过程中静电力做正功,C正确;带正电点电荷从E点运动到F点的过程中受到的静电力先向右后向左,所以静电力先做正功,后做负功,点电荷的速度先增大后减小,D错误。5.有一电场在x轴上各点的电场强度分布如图所示。现将一带正电的粒子(不计重力)从O点以接近于0的速度释放,仅在静电力的作用下,带电粒子沿x轴向右运动,则关于该电场在x轴上各点的电势(φ)、带电粒子的电势能(Ep)、动能(Ek)以及动能与电势能之和(E0)随x变化的图像,正确的是()答案C解析根据x轴上各点电场强度的分布特点可知,该电场的分布类似于等量正电荷中垂线上电场强度的分布,电场线的方向与x轴正方向一致。在x轴上,沿电场线的方向,电势逐渐降低,所以O点的电势最高,故A错误;带电粒子的电势能Ep=qφ,由题意知带电粒子带正电,所以粒子在O点的电势能最大,故B错误;由动能定理知,静电力做的功等于动能的变化量,有qEx=Ek-Ek0,由题意知带电粒子的初动能Ek0=0,得Ek=qEx,静电力始终做正功,动能一直增大。由于电场强度随x先增大后减小,所以动能随x变化的图像的切线斜率先增大后减小,故C正确;带电粒子在运动过程中,只有静电力做功,故电势能与动能的总和保持不变,故D错误。6.(山东聊城市齐鲁名校大联盟三模)如图所示,在匀强电场中一带正电粒子先后经过a、b两点。已知粒子的比荷为k,粒子经过a点时速率为3v,经过b点时速率为4v,粒子经过A.电场强度的大小B.电场强度的方向C.a、b两点的电势差D.粒子在a、b两点的电势能之差答案D解析设静电力的方向与ab所在直线夹角为θ,如图所示垂直电场方向速度分量相同,根据几何知识有3vcos(θ-37°)=4vsin(θ-37°),解得θ=74°,垂直静电力方向做匀速运动,运动的时间为t=eq\f(Lsinθ,3vcosθ-37°)=eq\f(2L,3v)sin37°,沿静电力方向速度变化量为Δv=4vcos(θ-37°)+3vsin(θ-37°)=4vcos37°+3vsin37°,电场强度的大小为E=eq\f(F,q)=eq\f(ma,q)=eq\f(mΔv,qt)=eq\f(m4vcos37°+3vsin37°,q\f(2L,3v)sin37°),故A、B可以确定,不符合题意;根据匀强电场电场强度E=eq\f(Uab,Lcosθ),可知a、b两点的电势差可求,故C可以确定,不符合题意;根据功能关系有qUab=ΔEp,电荷量未知,无法确定粒子在a、b两点的电势能之差,故D无法确定,符合题意。7.(多选)(2022·海南卷·13)如图,带正电3×10-5C的物块A放在水平桌面上,利用细绳通过光滑的滑轮与B相连,A处在匀强电场中,E=4×105N/C。从O开始,A与桌面的动摩擦因数μ随x的变化如图所示,取O点电势能为零,A、B质量均为1kg,B离滑轮的距离足够长,重力加速度g取10m/s2,则()A.它们运动的最大速度为1m/sB.它们向左运动的最大位移为1mC.当速度为0.6m/s时,A的电势能可能是-2.4JD.当速度为0.6m/s时,绳子的拉力可能是9.2N答案ACD解析由题知Ff=μmg=2x,设A向左移动x后速度为零,对A、B系统有qEx-mgx-eq\f(1,2)·Ffx=0,(此处Ffx前面的eq\f(1,2)是因为摩擦力是变力,其做功可以用平均力计算),可得x=2m,A向左运动是先加速后减速,当x=2m时,摩擦力变成静摩擦力,系统受力平衡,最后静止。设A向左运动x′后速度为v,对系统则有qEx′-mgx′-eq\f(1,2)·Ffx′=eq\f(1,2)×2mv2,得v2=-(x′-1)2+1,即:当x′=1

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