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    2021高考物理大一轮复习领航检测:第七章 静电场-第2节 Word版含解析
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    2021高考物理大一轮复习领航检测:第七章 静电场-第2节 Word版含解析

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    这是一份2021高考物理大一轮复习领航检测:第七章 静电场-第2节 Word版含解析,共8页。

    1.(多选)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是( )
    A.电场强度的方向处处与等电势面垂直
    B.电场强度为零的地方,电势也为零
    C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低
    D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
    解析:选AD.电场线与等势面垂直,而电场强度的方向为电场线的方向,故电场强度的方向与等势面垂直,选项A正确;场强为零的地方电势不一定为零,例如等量同种正电荷连线的中点处的场强为零但是电势大于零,选项B错误;场强大小与电场线的疏密程度有关,而沿着电场线的方向电势逐渐降低,故随电场强度的大小逐渐减小,电势不一定降低,选项C错误;任一点的电场强度方向总是和电场线方向一致,而电场线的方向是电势降落最快的方向,选项D正确.
    2. 如图所示,在某电场中画出了三条电场线,C点是A、B连线的中点.已知A点的电势φA=30 V,B点的电势φB=-10 V,则C点的电势( )
    A.φC=10 V
    B.φC>10 V
    C.φC<10 V
    D.上述选项都不正确
    解析:选C.由于AC之间的电场线比CB之间的电场线密,相等距离之间的电势差较大,所以φC<10 V,C正确.
    3. 一金属容器置于绝缘板上,带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图所示.容器内表面为等势面,A、B为容器内表面上的两点,下列说法正确的是( )
    A.A点的电场强度比B点的大
    B.小球表面的电势比容器内表面的低
    C.B点的电场强度方向与该处内表面垂直
    D.将检验电荷从A点沿不同路径移到B点,电场力所做的功不同
    解析:选C.电场线的疏密反映电场的强弱,电场线越密,电场越强,据图可知,B点的电场强度比A点大,选项A错误;沿电场线电势降低,小球表面的电势比容器内表面的高,选项B错误;容器内表面为等势面,而电场线总与等势面垂直,故B点的电场强度方向与该处内表面垂直,选项C正确.A、B两点等势,将检验电荷从A点沿不同路径移到B点,电场力做功均为零,选项D错误.
    4. 如图所示,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动.运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc,则( )
    A.aa>ab>ac,va>vc>vb
    B.aa>ab>ac,vb>vc>va
    C.ab>ac>aa,vb>vc>va
    D.ab>ac>aa,va>vc>vb
    解析:选D.由库仑定律可知,粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为Fb>Fc>Fa,由a=eq \f(F,m)可知,ab>ac>aa,由运动轨迹可知,粒子Q的电性与P相同,受斥力作用,不论粒子从a到c,还是从c到a,在运动过程中总有排斥力与运动方向的夹角先为钝角后为锐角,即斥力先做负功后做正功,因此va>vc>vb,故D正确.
    5.如图所示,一带电小球沿与CD平行方向,射入倾角为θ的光滑斜面上,斜面所在区域存在和AD平行的匀强电场,小球运动轨迹如图中虚线所示,则( )
    A.若小球带正电荷,则电场方向一定沿斜面向下
    B.小球从M点运动到N点电势能一定增加
    C.小球从M点运动到N点动能一定增加
    D.小球从M点运动到N点机械能一定增加
    解析:选C.若小球带正电荷,重力沿斜面向下的分力大于电场力时,电场力的方向可以沿斜面向上,也可以沿斜面向下,所以A错误;当电场力沿斜面向上时,则电场力做负功,电势能增加,当电场力沿斜面向下时,电场力做正功,电势能减小,故B错误;由于合力沿斜面向下,故合力一定做正功,根据动能定理可知,动能一定增加,故C正确;若电场力沿斜面向上,电场力做负功,机械能减小,故D错误.
    6. 如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图,电场线的方向如图中箭头所示,M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点,OQ连线垂直于MN.以下说法正确的是( )
    A.O点电势与Q点电势相等
    B.O、M间的电势差小于N、Q间的电势差
    C.将一负电荷由M点移到Q点,电荷的电势能增加
    D.在Q点释放一个正电荷,正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上
    解析:选C.由电场线的方向可知φM>φO>φN,再作出此电场中过O的等势线,可知φO>φQ,A错误;且MO间的平均电场强度大于ON间的平均电场强度,故UMO>UON,B错误;因UMQ>0,负电荷从M到Q电场力做负功,电势能增加,C正确;正电荷在Q点的电场力方向沿电场线的切线方向而不是圆的切线方向,D错误.
    7.(多选) 如图所示,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方.取无穷远处的电势为零.下列说法正确的是( )
    A.b点电势为零,电场强度也为零
    B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右
    C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功
    D.将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大
    解析:选BC.因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为平行于x轴指向负电荷,所以电场方向与中垂线方向垂直,故中垂线为等势线,因为中垂线延伸到无穷远处,所以中垂线的电势为零,故b点的电势为零,但是电场强度不为零,A错误;等量异种电荷连线上,电场方向由正电荷指向负电荷,方向平行于x轴向右,在中点O处电势为零,O点左侧电势为正,右侧电势为负,又知道正电荷在正电势处电势能为正,故B正确;O点的电势低于a点的电势,电场力做负功,所以必须克服电场力做功,C正确;O点和b点的电势相等,所以先后从O、b两点移到a点,电场力做功相等,电势能变化相同,D错误.
    [综合应用题组]
    8.(多选)如图所示的水平匀强电场中,将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置,释放后,M、N保持静止,不计重力,则( )
    A.M的带电量比N的大
    B.M带负电荷,N带正电荷
    C.静止时M受到的合力比N的大
    D.移动过程中匀强电场对M做负功
    解析:选BD.带电小球M、N在不计重力条件下平衡,说明M、N两球所受电场力的合力为零,即M、N所在点合场强为零,所以M球在N球处所产生的场强方向向左,大小为E,故M球带负电;同理,N球在M球处产生的场强方向向左,大小为E,故N球带正电,且两球所带电荷量相等.所以B、D正确.
    9. 如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为零,点A 处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为( )
    A.200 V/mB.200eq \r(3) V/m
    C.100 V/m D.100eq \r(3) V/m
    解析:选A.匀强电场的电场线与等势面都是平行、等间距排列的,且电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势均匀降落,取OA中点C,则C点电势为3 V,连接BC即为电场中的一条等势线,作等势线的垂线,即电场的电场线,E=eq \f(U,d)=eq \f(3 V,\x\t(OC)·sin 30°)=200 V/m.
    10. 如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等.则( )
    A.直线a位于某一等势面内,φM>φQ
    B.直线c位于某一等势面内,φM>φN
    C.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功
    D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功
    解析:选B.电子带负电荷,电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,有WMN=WMP<0,而WMN=qUMN,WMP=qUMP,q<0,所以有UMN=UMP>0,即φM>φN=φP,匀强电场中等势线为平行的直线,所以NP和MQ分别是两条等势线,有φM=φQ,故A错误,B正确;电子由M点到Q点过程中,WMQ=q(φM-φQ)=0,电子由P点到Q点过程中,WPQ=q(φP-φQ)>0,故C、D错误.
    11. (多选) 如图所示,一带电粒子在两个固定的等量正电荷的电场中运动,图中的实线为等势面,虚线ABC为粒子的运动轨迹,其中B点是两点电荷连线的中点,A、C位于同一等势面上.下列说法正确的是( )
    A.该粒子可能带正电
    B.该粒子经过B点时的速度最大
    C.该粒子经过B点时的加速度一定为零
    D.该粒子在B点的电势能小于在A点的电势能
    解析:选CD.从该带电粒子的运动轨迹看,固定电荷对它有吸引力,由固定电荷带正电可知,该粒子一定带负电,故A错误;因为粒子从A运动到B的过程中,只受电场力且电场力先做正功后做负功,由动能定理知,动能先增加后减小,故B点的动能不是最大,则经过B点时的速度不是最大,故B错误;B点是两点电荷连线的中点,合场强为零,故粒子受力为零,则加速度为零,C正确;因为离正电荷越远,电势越低,即φA<φB,因粒子带负电,由Ep=φq得,EpA>EpB,故D项正确.
    12.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中C为ND段电势最低的点,则下列说法正确的是( )
    A.q1、q2为等量异种电荷
    B.N、C两点间场强方向沿x轴负方向
    C.N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大
    D.将一正点电荷从N点移到D点,电势能先增大后减小
    解析:选C.根据q1左侧和q2右侧电势随距离增大而降低可判断两者均为正电荷,A错.N、C间的电场方向沿x轴正方向,C点场强为0,B错.根据ND段图线的斜率大小先减小后增大可知,场强先减小到零后反向增大,C正确;正电荷从N移到D,由Ep=qφ知,电势能先减小后增大,D错.
    13.一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动.取该直线为x轴,起始点O为坐标原点,其电势能Ep与位移x的关系如图所示,下列图象中合理的是( )
    解析:选D.带电粒子在电场中运动时,其电势能的变化规律是非线性的.由Ep­x图象知,带电粒子的电势能不是均匀变化的,静电力不能为恒力,故选项A错误;带电粒子仅受静电力作用,故电势能和动能相互转化,电势能的减少量等于动能的增加量,即动能增加得越来越慢,故选项B错误;由于静电力不是恒力,加速度a应该越来越小,故选项C错误,选项D正确.
    14.(多选)如图甲所示,有一绝缘圆环,圆环上均匀分布着正电荷,圆环平面与竖直平面重合.一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环,细杆上套有一个质量为m=10 g的带正电的小球,小球所带电荷量q=5.0×10-4C.小球从C点由静止释放,其沿细杆由C经B向A运动的v ­t图象如图乙所示.小球运动到B点时,速度图象的切线斜率最大(图中标出了该切线).则下列说法正确的是( )
    A.在O点右侧杆上,B点场强最大,场强大小为E=1.2 V/m
    B.由C到A的过程中,小球的电势能先减小后增大
    C.由C到A电势逐渐降低
    D.C、B两点间的电势差UCB=0.9 V
    解析:选ACD.由题图乙可知,小球在B点的加速度最大,故受力最大,加速度由电场力提供,故B点的电场强度最大,a=eq \f(Δv,Δt)=eq \f(Eq,m),解得E=1.2 V/m,选项A正确;从C到A,电场力一直做正功,故电势能一直减小,选项B错误,C正确;由C到B,电场力做功为W=eq \f(1,2)mveq \\al(2,B)-0,C、B间电势差为UCB=eq \f(W,q)=0.9 V,选项D正确.
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