2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题九 带电粒子在电场中运动 A卷

2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练

专题九 带电粒子在电场中运动 A卷

1.下列说法正确的是(   )

A.点电荷是一种理想化模型，真正的点电荷是可以在自然界找到的

B.点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体

C.根据可知，当时，

D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计

2.目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示.指纹的凸起部分叫做“嵴”，凹下部分叫做“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容不同.此时传感器给所有的小电容器充电达到某一电压值，然后开始放电，其中电容值较小的小电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同，就可以探测到“嵴”和“峪”的位置，从而形成指纹的图象数据.根据以上信息，下列说法正确的是(   )

A.在“峪”处形成的小电容器电容较大

B.在“峪”处形成的小电容器放电较慢

C.在“嵴”处形成的小电容器充电后带电荷量较大

D.潮湿的手指对指纹识别没有任何影响

3.甲、乙两个完全相同的金属球带电荷量分别为和，甲、乙相距d时（甲、乙可视为点电荷），它们间库仑力大小为F。现将甲、乙两球接触后分开，仍使甲、乙相距d，则甲、乙间库仑力大小为(   )

A. B. C. D.

4.一匀强电场方向平行于平面,如图所示.平面内三点的坐标分别为,三点的电势分别为10 V、12 V、6 V,则该匀强电场的场强大小为(   )

A.50 V/m B. C.25 V/m D.75 V/m

5.如图所示，水平光滑的绝缘细管中有两形状相同的带电金属小球，质量满足，两球相向运动，当它们相距L时，A的加速度大小为a，已知A球带电荷量为，B球带电荷量为.当两球相碰后（不计能量损失）再次相距为L时，则(   )

A.A球、B球加速度大小分别为，

B.A球、B球加速度大小分别为，

C.A球、B球加速度大小分别为，

D.A球、B球加速度大小分别为a，

6.某一电场的电场线如图所示，为电场线上的三个点，则是同一电场线上两点.下列判断不正确的是(   )

A.只受电场力作用时，同一负电荷在N点的加速度最大

B.三点中N点的电势最高

C.正电荷从M点自由释放，不可能沿电场线运动到N点

D.只受电场力作用时，同一正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

7.如图所示，等量异种点电荷A和B位于同一水平线上，O点为两点电荷连线的中点，p为位于O点左侧的一点，q为连线垂直平分线上的一点，若选无穷远处电势为零，则下列说法正确的是(   )

A.O点的电势以及电场强度均为零

B.p点的电势以及电场强度均大于q点的电势及电场强度

C.带正电粒子在q点的电势能大于零

D.带负电粒子在O点的电势能小于在p点的电势能

8.如图甲为一对长度为L的平行金属板，在两板之间加上如图乙所示的电压，现沿两板的中轴线从左端向右端连续不断射入初速度为的相同带电粒子（重力不计），且所有粒子均能从平行金属板的右端飞出，若粒子在两板之间的运动时间均为T，则粒子最大偏转位移与最小偏转位移的大小之比是(   )

A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.4:1

9.如图，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域，水平边长为s，竖直边长为h。质量均为m、带电荷量分别为和的两粒子，由两点先后沿和方向以速率进入矩形区（两粒子不同时出现在电场中）。不计重力。若两粒子轨迹恰好相切，则等于(   )

A. B. C. D.

10.如图所示,竖直方向上固定一光滑绝缘细杆,两电荷量相等的带正电的固定点电荷关于细杆对称.两电荷连线中点为O,带正电的小球套在细杆上,从距中点O高为处的P点由静止释放,经过时间运动到O点.此过程中小球加速度的大小a、速度的大小v、动能、电势能(无穷远处电势为零)随时间t或下降距离h的变化图像可能正确的有(   )

A.  B. 

C.        D.

11.如图所示，半径为R的均匀带电球壳带电荷量为.已知半径为R的均匀带电球壳在球壳的外部产生的电场与一个位于球心O点的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同.静电力常量为k，下列说法正确的是(   )

A.球心O处的场强为

B.在球壳外距球壳为r处的电场强度为

C.球壳的表面为等势面

D.若取无穷远处电势为零，则球壳表面处的电势小于零

12.如图所示，真空中四个点电荷分别位于棱长为L的正四面体的顶点上，电荷量分别为为正三角形面的中心，E为棱的中点.下列说法正确的是(   )

A.O点的电场强度为零

B.O点的电场强度的方向垂直正三角形面向下

C.E点的电场强度的方向平行于

D.A点的点电荷在E点的电场强度大小为

13.如图所示，均匀带电的半圆环在圆心O点产生的电场强度为E、电势为φ，把半圆环分成三部分且。下列说法正确的是（   ）

A.部分在O点产生的电场强度的大小为

B.部分在O点产生的电场强度的大小为

C.部分在O点产生的电势为

D.部分在O点产生的电势为

14.如图所示，在光滑定滑轮C正下方与C相距h的A处固定一电荷量为的点电荷，电荷量为q的带正电小球B用绝缘细线拴着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力F拉住，使B处于静止状态，此时B与A点的距离为和C之间的细线与垂直，长为L.若B所受的重力为G，缓慢拉动细线（始终保持B平衡）直到B接近定滑轮，静电力常量为k，环境可视为真空，电荷量为Q的点电荷与B均可视为质点，则下列说法正确的是(   )

A.F逐渐减小  B.F逐渐增大

C.B受到的库仑力大小不变 D.B受到的库仑力逐渐增大

答案以及解析

1.答案：D

解析：点电荷是一种理想化模型，真正的点电荷实际上并不存在，选项A错误；当两个带电体的形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，与体积大小无直接关系，选项B错误；库仑定律只适用于真空中的静止的点电荷，当距离很小时，带电体不能再看作点电荷，故库仑定律不再适用，选项C错误；一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计，选项D正确。

2.答案：C

解析：根据可知在“峪”处形成的小电容器电容较小，放电较快，选项A、B错误；在“嵴”处形成的小电容器电容较大，充电后带电荷量较大，选项C正确；由于手指表面液体中含有电解质，可导电，所以潮湿的手指对指纹识别有影响，选项D错误.

3.答案：A

解析：根据库仑定律公式得，开始时；接触再分离后所带电荷量各为，那么。故A正确，BCD错误。

4.答案：A

解析：根据匀强电场中任一直线上的电势匀速变化,而的电势差为6 V,把连线三等分,则等分点的坐标分别为和,则d点的电势为10 V,因为a点的坐标为,a点的电势为10 V,故为等势线,等势线水平,故电场线沿竖直方向,b到的距离为4 cm，b与a点间的电势差为2 V,则,A正确,B、C、D错误.

5.答案：B

解析：开始两球相距L时，两球之间的库仑力大小为，则A球加速度大小，相碰后两球电荷量先中和，后平分，带电荷量均为，两球再次相距为L时，库仑力大小，则此时A球加速度大小为，B球加速度大小为，故选项B正确，A、C、D错误.

6.答案：B

解析：电场线的疏密反映了电场的强弱，由图可知，N点处电场线最密，所以N点场强最大，同一负电荷在N点的加速度最大，故A正确；顺着电场线的方向，电势降低，所以M点的电势最高，故B错误；在M点静止释放，正电荷在电场力的作用下运动，但不可能沿电场线运动，故C正确；根据可知，正电荷在M点电势能大于在N点的电势能，故D正确.此题选择不正确的选项，故选B.

7.答案：B

解析：两等量异种点电荷连线的中垂面为电势为零的等势面，O点、q点电势均为零，粒子在O点、q点的电势能均为零，C错；由等量异种点电荷电场的电场线分布情况可知，O点场强不为零，p点场强大于q点场强，沿电场线方向电势降低，所以p点电势大于q点电势，所以B项正确，A项错误；带负电粒子从O运动到p，电场力做正功，电势能降低，故带负电粒子在p点的电势能小于在O点的电势能，D项错.

8.答案：C

解析：设偏转电场电压不为零时，粒子在偏转场中的加速度为a，若粒子在时刻进入偏转场，则竖直方向上先加速后匀速然后飞出偏转场，此时粒子偏转位移最大，.若粒子在时刻进入偏转场，则竖直方向上先静止后加速然后飞出偏转场，此时粒子偏转位移最小，.则粒子最大偏转位移与最小偏转位移的大小之比是3:1.故C项正确，A、B、D错误.

9.答案：B

解析：两个粒子都做类平抛运动。两个粒子在竖直方向上都做加速度大小相等的匀加速直线运动，因为竖直位移大小相等，所以它们的运动时间相等。两个粒子在水平方向上都做速度大小相等的匀速直线运动，因为运动时间相等，所以水平位移都为，竖直位移都为，由，得，选项B正确。

10.答案：BCD

解析：若电场强度最大的位置在P点上方，则小球下落过程中电场强度一直减小,由牛顿第二定律得,小球做加速度增大的加速运动,若电场强度最大的位置在之间,则小球下落过程中电场强度先增大后减小,小球先做加速度减小的加速运动后做加速度增大的加速运动,也可能先做加速度减小的加速运动再做减速运动后做加速度增大的加速运动,B正确,A错误;图像的斜率表示合力,小球下落过程中所受合力可能先向下再向上后向下,C正确;图像的斜率表示小球所受电场力,小球所受的电场力可能一直减小,D正确.

11.答案：BC

解析：由对称性可知，球心O处的场强为零，选项A错误；在球壳外距球壳为r处的电场强度为，选项B正确；由题意知，等效点电荷在球壳处产生的电势处处相等，则球壳表面为等势面，选项C正确；因球壳带电荷量为正，则若取无穷远处电势为零，则球壳表面处的电势大于零，选项D错误.

12.答案：BCD

解析：解答本题的关键是要理解点电荷电场叠加的特点，三点处的点电荷在O点的电场强度叠加为零，但A处点电荷在O处还有电场，所以A错误，B正确；处两点电荷在E点的电场强度叠加为零，两处的点电荷在E点的合场强的方向平行于，C正确；根据点电荷的场强公式知A点的点电荷在E点的电场强度大小为，D正确.

13.答案：AD

解析：两点把半圆环等分为三段，设每段在O点产生的电场强度大小均为。部分和部分在O点产生的场强夹角为120°，它们的合场强大小为，则O点的合场强，则，故部分在圆心O点产生的场强大小为。电势是标量，设部分在圆心O点产生的电势为，则有，则。故选A、D。

14.答案：AC

解析：对B进行受力分析，如图所示，根据几何关系和三力平衡可得，则，且，当L逐渐减小时，F逐渐减小，选项A正确，B错误；在B缓慢移动的过程中，设B与A点的距离为x，在整个过程中，x都满足，对比，得，即B与点电荷间的距离不变，B受到的库仑力大小不变，选项C正确，D错误.