2027届高三物理一轮复习试题第9章第7讲专题提升：等效法在电场中的应用电场中的力电综合（Word版含解析）

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基础对点练
题组一 等效法在电场中的应用
1.(2025黑龙江大庆模拟)如图所示,竖直平面内有固定的光滑绝缘圆形轨道,匀强电场的方向平行于轨道平面水平向右,P、Q分别为轨道上的最高点和最低点,M、N是轨道上与圆心O等高的两点。一质量为m、电荷量为q的带正电小球从P处以速度v0水平向右射出,恰好能在轨道内做完整的圆周运动,已知重力加速度大小为g,电场强度大小E=mgq。下列说法正确的是( )
A.在轨道上运动时,小球动能最大的位置在Q点
B.经过M、N两点时,小球所受轨道弹力大小的差值为62mg
C.小球在Q处以速度v0水平向右射出,也能在此轨道内做完整的圆周运动
D.在轨道上运动时,小球机械能最小的位置在N点
2.(多选)(2025河南名校联考)如图所示,AE、FC分别为竖直面内圆的水平直径和竖直直径,O为圆心,B、D、G为圆周上的三点,且∠GOB=∠BOC=∠DOC=60°,空间存在平行于圆面的匀强电场。把一质量为m、电荷量为+q(q>0)的小球(可视为点电荷),分别自B点以相同的速率沿不同方向抛出后,小球从D点离开圆周时其动能最大,已知匀强电场的电场强度大小为E=3mgq,g为重力加速度,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.匀强电场的方向为E→A
B.小球从E点离开圆周时,其电势能最小
C.小球从G点离开圆周时的机械能与抛出时的机械能相等
D.B、O两点间与D、O两点间的电势差的关系为UBO=UDO
3.(2025山东滨州二模)空间中存在一匀强电场,电场方向未知。如图所示,一质量为m的带电小球在A点的初速度大小为v0,方向水平向左,小球经过下方B点时速度的大小仍为v0,且方向与水平方向夹角θ=60°,指向右下方。A、B两点在同一竖直面内,不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.若小球所受静电力水平向右,则静电力最小
B.AB间电势差UAB=0
C.小球速度竖直向下时,速度的大小为22v0
D.若静电力的大小为mg,则静电力与竖直方向的夹角为60°,指向右上方
题组二 电场中的力电综合问题
4.(多选)(2024江西卷)如图所示,垂直于水平桌面固定一根轻质绝缘细直杆,质量均为m、带同种电荷的绝缘小球甲和乙穿过直杆,两小球均可视为点电荷,所带电荷量分别为q和Q。在图示的坐标系中,小球乙静止在坐标原点,初始时刻小球甲从x=x0处由静止释放,开始向下运动。甲和乙两点电荷的电势能Ep=kQqr(r为两点电荷之间的距离,k为静电力常量)。最大静摩擦力等于滑动摩擦力Ff,重力加速度为g。关于小球甲,下列说法正确的是( )
A.最低点的位置x=kQq(mg+Ff)x0
B.速率达到最大值时的位置x=kQqmg-Ff
C.最后停留位置x的区间是kQqmg≤x≤kQqmg-Ff
D.若在最低点能返回,则初始电势能Ep00空间后,始终受到一个与运动方向相反、大小为Ff=kvk=qE2v0的阻力。一段时间后,粒子首次到达xOy平面时,对应y轴坐标为y1,速度大小为v1,其沿z轴负方向的分速度大小为24v0。不计粒子重力。则该带电粒子( )
A.在y