2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题七 电场（B卷）

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专题七 电场（B卷）1.如图所示，图甲中为足够大的不带电薄金属板，在金属板的右侧，距离为d的位置上放置一个电荷量为的点电荷，由于静电现象产生了如图甲所示的电场分布。P是金属板上一点，P点与点电荷之间的距离为r，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。图乙中两异种点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为，虚线是两点电荷连线的中垂线。已知静电力常量为k。由此他们分别对P点的电场强度方向和大小作出如下判断，其中正确的是(   )
 A.方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为B.方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为C.方向垂直于金属板向左，大小为D.方向垂直于金属板向左，大小为2.如图，三个固定的带电小球和c，相互间的距离分别为。小球c所受库仑力的合力的方向平行于的连线。设小球所带电荷量的比值的绝对值为k，则(   )

A.的电荷同号， B.的电荷异号，C.的电荷同号， D.的电荷异号，3.如图所示，粗糙程度均匀的绝缘空心斜面放置在水平面上，，斜面内部O点（与斜面无任何连接）固定有一正点电荷，一带负电的小物体（可视为质点）可以分别静止在点和的中点P上，，，则下列判断正确的是(   )A.小物体分别在三处静止时所受力的个数一定都是4个B.小物体静止在P点时受到的支持力最大，静止在点时受到的支持力相等C.小物体静止在P点时受到的摩擦力最大D.当小物体静止在N点时，地面给斜面的摩擦力为零4.如图所示，M点和N点固定有两个等量正点电荷，O点为其连线的中点，连线上的两点关于O点对称。两点位于连线的中垂线上，一带电粒子（重力忽略不计）以某一初速度从A点开始沿做直线运动，到达B点时，速度刚好为0，若规定无穷远处电势为0，下列说法正确的是(   )
 A.O点的电势为0  B.两点的电场强度相同C.带电粒子一定带正电 D.带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能5.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，则下列说法正确的是(   )
 A.M点的电势低于N点的电势B.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力C.粒子在M点的动能小于在N点的动能D.粒子在M点的电势能小于在N点的电势能6.电容式加速度传感器的原理结构如图所示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上。质量块可带动电介质移动改变电容。则(   )A.电介质插入极板间越深，电容器电容越小B.当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流C.若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧将会伸长D.传感器由静止突然向右加速，电路中将会有顺时针方向电流7.如图1所示，真空中坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m，在A点放一个带正电的试探电荷或在B点放一个带负电的试探电荷时，电荷量均为q的试探电荷受到的电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷的电荷量q的关系分别如图2中直线所示，下列说法正确的是(   )
 A.B点的电场强度大小为0.25 N/C B.A点的电场强度的方向沿x轴负方向C.点电荷Q是正电荷  D.点电荷Q的位置坐标为0.3m8.如图所示，一质量为m、电荷量为的粒子以速度从连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达连线上的某点时(   )
 A.所用时间为  B.速度大小为C.与P点的距离为 D.速度方向与竖直方向的夹角为30°9.如图所示，是在真空中竖直放置的两块平行金属板。质量为m、电荷量为q的带负电的粒子（不计重力）以初速度由小孔水平射入电场，当间的电压为U时，粒子刚好能到达N板。如果要使这个带电粒子到达两板中线位置处即返回，则下述措施能满足要求的是(   )A.使初速度减小为原来的B.使间的电压提高到原来的4倍C.使间的电压加倍D.使初速度减小为原来的，同时间的电压加倍10.如图所示，倾角、长为L的斜面处在竖直向下的匀强电场中。第一次将一不带电的小球A从斜面顶端以速度水平向右抛出，小球恰好落在斜面底端；第二次将一带电荷量为的小球B从斜面顶端仍以速度水平向右抛出，小球恰好落在斜面的中点处。若仅将电场方向改为水平向左（场强大小不变），将与小球B完全相同的小球C从斜面顶端以速度水平向右抛出，小球C也落在斜面上。已知小球均可视为质点，不计空气阻力，则下列说法正确的是(   )
 A.小球C运动过程中距离斜面的最远距离为B.小球C的落点与斜面顶端的距离为C.小球B受到的电场力大小是其重力大小的2倍D.小球A和小球B落在斜面上时的速度方向与斜面的夹角相同11.如图所示，正方形的对角线相交于O点，两个等量同种正点电荷分别固定在两点，则下列说法正确的是(   )
 A.两处电势、场强均相同B.两处电势、场强均不相同C.若在B点静止释放一电子，电子一定在间做往复运动D.若在B点给电子一垂直纸面大小合适的速度，电子可绕O点做匀速圆周运动12.真空中两个点电荷分别固定于x轴上和的两点，在它们的连线上场强E与x关系如图所示（取x轴正方向为场强正方向，无穷远处电势为零），以下判断正确的是(   )
 A.带正电、带负电B.的电荷量是的9倍C.x轴上处的电势为零D.正点电荷q在x轴上a处的电势能比在处的大13.如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的两点，A上带有的正电荷。两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为和。A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球与绝缘支架的总质量为0.2 kg（重力加速度取；静电力常量，球可视为点电荷），则(   )
 A.支架对地面的压力大小为2.0 NB.两线上的拉力大小C.将B水平右移，使在同一直线上，此时两线上的拉力大小D.将B移到无穷远处，两线上的拉力大小14.真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于和，如图所示。以下说法正确的是(   )A.a点电势低于O点B.b点电势低于c点C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能15.在真空中两点分别放置等量异种点电荷，在电场中通过两点的竖直平面内对称位置取一个矩形路径，如图所示，现将一电子沿移动一周，则下列判断正确的是(   )
 A.由电场力做正功，电子的电势能减少B.由电场对电子先做负功，后做正功，总功为零C.由电子的电势能一直增加D.由电子的电势能先减少后增加，电势能总增加量为零16.如图所示为造纸公司用于监控绝缘纸张厚度的简易装置示意图。其中为平行板电容器的两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压电源的两极上，A板接负极。已知绝缘纸张的厚度越大，相对介电常数越大。下列说法正确的是(   )
 A.当流水线上通过的产品厚度增大时，平行板电容器的电容增大B.当灵敏电流计中有从b流向a的电流时，说明绝缘纸张变厚C.当绝缘纸张厚度变薄时，两板间电场强度变大D.增大恒压电源的电压值，可提高监控装置的灵敏度17.如图所示的直角坐标系中，第一象限内分布着均匀辐射的电场，坐标原点与四分之一圆弧的荧光屏间电压为U；第三象限内分布着竖直向下的匀强电场，场强大小为E。大量电荷量为、质量为m的粒子，某时刻起从第三象限不同位置连续以相同的初速度沿x轴正方向射入匀强电场。若粒子只能从坐标原点进入第一象限，其他粒子均被坐标轴上的物质吸收并导走而不影响原来的电场分布。不计粒子的重力及它们间的相互作用。下列说法正确的是(   )A.能进入第一象限的粒子，在匀强电场中的初始位置分布在一条直线上B.到达坐标原点的粒子速度越大，射入第一象限的速度方向与y轴的夹角θ越大C.能打到荧光屏的粒子，到达O点的动能必须大于D.若，荧光屏第一象限内各处均有粒子到达而被完全点亮18.如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子，从两平行金属板正中央沿与匀强电场垂直的方向射入，不计重力。当入射速度为v时，它恰好穿过电场而不碰到金属板，现使粒子入射速度为，仍使其恰好穿过电场。保持其他量不变，可行的方法是(   )
 A.使粒子带电荷量变为原来的 B.使两板间电压减为原来的C.使两板间距离增为原来的2倍 D.使两板间距离增为原来的4倍19.如图甲所示，长为的两水平金属板组成一间距为d的平行板电容器，电容器的B板接地，A板电势φ随时间t的变化关系如图乙所示，其周期。P为靠近A板左侧的一粒子源，能够水平向右发射初速度为的相同带电粒子。已知时刻发射的粒子刚好能从B板右侧边缘离开电容器，则下列判断正确的是(   )A.时刻发射的粒子从B板右侧离开时的速度大小仍为B.该粒子源发射的粒子的比荷为C.时刻射入的粒子离开电容器时的电势能小于射入时的电势能D.时刻发射的粒子经过的时间，其速度大小为20.如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出打在偏转板右侧距离为s的竖直屏幕上。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为，偏转电场极板间电压为，极板长度为L，两极板间距为d。
 （1）忽略电子所受重力，求电子从电场射出后打在竖直屏幕上的竖直偏转距离；（2）分析物理量的数量级是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用提供的数据计算偏转电场中电场力与重力的倍数关系（保留2位有效数字），并说明在偏转电场中忽略重力的原因。提供数据：，，，重力加速度。
 


 
答案以及解析1.答案：C解析：根据题图乙可以得到P点的电场强度方向是垂直于金属板向左，两异种点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为点与点电荷之间的距离为r，点电荷的场强公式点的电场可视为由两异种点电荷分别产生的场强叠加产生的，根据场强的叠加原理和几何关系得P点场强大小为，故选项C正确。2.答案：D解析：如果带同种电荷，则两小球对c的作用力均为斥力或引力，此时c在垂直于连线的方向上所受的合力一定不为零，因此不可能带同种电荷，AC错误；若带异种电荷，假设a对c的作用力为斥力，则b对c的作用力一定为引力，受力分析如图所示，由题意知c所受库仑力的合力方向平行于的连线，则在垂直于连线的方向上的合力为零，由几何关系可知，则，解得，由库仑定律及上式代入数据可解得，B错误，D正确。
 3.答案：B解析：从小物体所受重力、支持力和库仑力的方向关系看，小物体在M点时可以只受三个力作用而处于平衡状态，故选项A错误；小物体静止时受到的支持力大小与受到的重力和库仑力在垂直斜面方向的分力之和相等，又由于P点离O点最近，且此时库仑力垂直于斜面，故小物体在P点时受到的支持力最大，由点相对P点的对称关系可知，小物体在两点时受到的库仑力在垂直斜面方向的分力相等，故小物体静止在点时受到的支持力相等，选项B正确；在P点时，小物体所受静摩擦力大小等于重力沿斜面方向的分力大小，而在N点时所受静摩擦力大小等于重力和库仑力沿斜面方向的分力大小之和，故小物体在P点受到的摩擦力小于在N点受到的摩擦力，故选项C错误；小物体静止在N点时，对斜面和小物体整体受力分析可知，受到沿左下方的库仑力，由平衡条件知地面给斜面的摩擦力方向向右，故选项D错误。4.答案：D解析：O点上方的电场的方向向上，O点下方的电场的方向向下，所以在直线上，O点的电势最高，故A错误；根据等量正点电荷的电场的特点可知，两点的电场强度大小相等，方向相反，故B错误；根据等量正点电荷的电场的特点可知，O点上方的电场的方向向上，O点下方的电场的方向向下，结合题意可知，粒子受力的方向必定指向O点，所以一定带负电，故C错误；根据等量正点电荷的电场的特点可知，A点电势比B点高，负电荷在电势高点的电势能小，所以带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能，故D正确。5.答案：C解析：由电场力方向应指向轨迹的内侧知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，与电场线方向一致，可知带电粒子带正电，所以电场力方向与粒子运动轨迹间的夹角为锐角，则粒子由M运动到N的过程中电场力做正功，动能增大，电势能减少，即，由公式可知，，故AD错误，C正确；电场线的疏密表示电场强度的强弱，由题图可知，M点的场强小于N点的场强，故粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，故B错误。6.答案：D解析：根据可知电介质插入极板间越深，电容器电容越大，选项A错误；当传感器以恒定加速度运动时，电容器电容不变，电路中没有充电或放电电流，选项B错误；若传感器原来向右匀速运动，突然减速时质量块将会有向左的加速度，弹簧将会缩短，选项C错误；当传感器向右加速时，弹簧会伸长，电介质插入极板间深度增大，电容器电容增大，电容器充电，电路中将会有顺时针方向的电流，选项D正确。7.答案：D解析：由题图2可知，B点的电场强度，故A错误；在A点放一个带正电的试探电荷，其受到的电场力的方向跟x轴正方向相同，所以A点的电场强度的方向沿x轴正方向，故B错误；放在两点的试探电荷受到的电场力的方向都跟x轴的正方向相同，而正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，若点电荷Q在A的左侧或在B的右侧，正负电荷所受电场力方向不可能相同，所以点电荷Q应位于两点之间，根据正负电荷所受电场力的方向，知该点电荷带负电，故C错误；由题图2可知，A点的电场强度，设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的电场强度可知，，解得（，不符合题意，舍去），故D正确。8.答案：C解析：粒子在电场中做类平抛运动，从P点到再次落到连线上，水平位移等于竖直位移，即，解得，故A选项错误；竖直速度，合速度，故B选项错误；水平位移，竖直位移，故合位移大小，故C选项正确；设速度方向与竖直方向的夹角为θ，则，即，故D选项错误。9.答案：C解析：粒子从进入电场到到达N板的过程中，板间的电场强度为，由动能定理得，解得，设带电粒子离开M板的最远距离为x，则若使初速度减为原来的，根据动能定理有，解得，故A错误；若电压提高到原来的4倍，则场强也变为原来的4倍，设带电粒子离开M板的最远距离为，根据动能定理有，解得，故B错误；同理，若电压提高到原来的2倍，则场强也变为原来的2倍，设带电粒子离开M板的最远距离为，根据动能定理有，解得，故C正确；若初速度减少一半，电压加倍，则场强加倍，设带电粒子离开M板的最远距离为，根据动能定理有，解得，故D错误。10.答案：D解析：本题考查与斜面结合的平抛运动。对小球A，根据平抛运动规律有，对小球B，有，解得。当小球C速度方向与斜面平行时，距离斜面最远，小球C水平方向受电场力，竖直方向受重力，根据几何关系，小球C速度的水平分量与竖直分量相等时，距离斜面最远，有，解得，此时距离斜面的最远距离，解得，故A错误；设小球C的落点与斜面顶端的距离为，有，解得，故B错误；通过以上分析可知，小球B受到的电场力与其重力大小相等，故C错误；根据平抛运动的推论可知，做平抛运动的物体速度偏转角正切值是位移偏转角正切值的2倍，小球A和小球B位移偏转角相同，则速度偏转角相同，即小球A和小球B落在斜面上时的速度方向与斜面的夹角相同，故D正确。11.答案：CD解析：根据等量正点电荷的电场线分布特点及对称性可知两点的电场强度大小相同，方向不同，电势相同，故AB错误；由电场叠加可知从O到B与从O到D的电场强度关于O点对称，则从B点静止释放的一电子将在间做往复运动，故C正确；在垂直纸面且经过两点的以O为圆心的圆上，所有点的电势相等，并且电子受到的电场力指向O点，若在B点给电子一垂直纸面、大小合适的速度，电子可绕O点做匀速圆周运动，D正确。12.答案：BD解析：由图像可知，两点电荷连线间某点场强为零，可知两点电荷电性相同，再由场强的正负可知两点电荷均带正电，A错误；x轴上处的合场强为零，根据点电荷场强公式可得，的电荷量是的9倍，B正确；x轴上处的场强为零，但是、均带正电，所以电势大于零，C错误；在x轴上场强从a处指向处，沿场强方向电势越来越低，由可知正点电荷q在x轴上a处的电势能比在处的大，D正确。13.答案：BC解析：间库仑力为引力，大小为，B与绝缘支架的总重力，由力的平衡可知，支架对地面的压力为1.1 N,A项错误；由于两线的夹角为120°，根据对称性可知，两线上的拉力大小相等，与A的重力和库仑力的合力大小相等，即，B项正确；将B水平右移，使在同一直线上，此时库仑力为，没有B时，上的拉力与A的重力相等，即等于1.0 N，当B水平右移，使在同一直线上时，上拉力不变，则根据力的平衡可得,C项正确；将B移到无穷远处，B对A的作用力为零，两线上的拉力等于A球的重力大小，为1.0 N,D项错误。14.答案：BD解析：由题意可知O点合场强为零，根据同种电荷之间电场线的分布可知之间电场线由a到O，故a点电势高于O点电势，故A错误；同理可得，c点电势高于O点电势，b点电势低于O点电势，则b点电势低于c点，故B正确；a点电势高于O点电势，b点电势低于O点电势，则a点电势高于b点，试探电荷为负电荷，故该试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故C错误；根据该电场的对称分布可得，两点电势相同，则c点电势高于d点，试探电荷为负电荷，则该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能，故D正确。15.答案：BD解析：由，电势降低，电场力做负功，电子的电势能增加，故选项A错误；如图，画出过的等势线，则知由，电势先降低后升高，则电场力对电子先做负功，后做正功，根据对称性可知，两点的电势相等，电场力做的总功为零，故选项B正确；由，电势升高，电场力做正功，电子的电势能减少，故选项C错误；由，电势先升高后降低，电场对电子先做正功，后做负功，电子的电势能先减少后增加，电势能总增加量为零，两点的电势相等，电场力做的总功为零，故选项D正确。
 16.答案：ABD解析：根据电容的决定式，可知当产品厚度增大导致增大时，电容器的电容C增大，选项A正确；当灵敏电流计中有从b流向a的电流时，说明电源正在对电容器充电，根据可知电容增大，说明纸张变厚，选项B正确；当绝缘纸张厚度变薄时，减小，电容器的电容C减小，而电源电压不变，也没有改变极板间的距离d，由知两板间电场强度不变，选项C错误；根据可知，若增大恒压电源的电压值，纸张薄厚变化能够引起更大的电荷量变化，电流计指针偏转更明显，灵敏度更高，选项D正确。17.答案：CD解析：能进入第一象限的粒子，必须有，所以有，则能进入第一象限的粒子，在匀强电场中的初始位置分布在一条抛物线上，选项A错误；因为，所以到达坐标原点的粒子速度越大，射入第一象限的速度方向与y轴的夹角θ越小，选项B错误；能打到荧光屏的粒子，就满足，选项C正确；若，则到达O点的粒子均能打到荧光屏上，而且到达O点的粒子的速度方向满足，故荧光屏第一象限内各处均有粒子到达而被完全点亮，选项D正确。18.答案：AC解析：设平行金属板长度为l，板间距离为，板间电压为U，入射速度为v时，粒子恰能穿过电场而不碰到金属板，粒子在水平方向做匀速直线运动，运动时间，在竖直方向做匀加速直线运动，加速度，则。入射速度变为后，若使粒子的电荷量减少为原来的，则，选项A正确；使两板间电压减小为原来的，则，选项B错误；使两板间的距离增为原来的2倍，则粒子恰好穿出磁场时的竖直位移应为，，选项C正确：使两板间的距离增为原来的4倍，则粒子恰好穿出磁场时的竖直位移应为，，选项D错误。19.答案：ABD解析：由于粒子在电场中的运动时间为，所以粒子离开电容器时，刚好在电容器中运动了2个周期，由对称性可知，粒子在竖直方向上的分速度为零，故粒子离开电容器时，其速度等于水平速度，选项A正确；在2个周期内，粒子在竖直方向上运动的距离为d，由匀变速直线运动的规律可得，又因为，，可解得，选项B正确；由对称性可知，时刻从粒子源射出的粒子，刚好从A板右侧下方离开，且与粒子源在同一直线上，所以其电势能不变，选项C错误；时刻发射的粒子经过的时间，粒子在竖直方向的分速度为，故此时粒子的速度大小为，选项D正确。20.答案：（1）（2）；F远大于G，因此不需要考虑电子所受重力解析：解：（1）在加速电场中，根据动能定理有
解得电子射入偏转电场的初速度
在偏转电场中，电子的运动时间
加速度
则在电场中偏转距离
粒子出偏转电场以后，做匀速直线运动，设速度与水平方向的夹角为θ，出射点与打在屏幕下方的点的竖直距离为，粒子出偏转电场时的竖直速度
则有

竖直偏转距离
（2）考虑电子所受重力和电场力的数量级，重力
在偏转电场中，场强
电子受到的电场力
所以
F远大于G，因此在偏转电场中不需要考虑电子所受重力。