2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题七 电场（C卷）

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专题七 电场（C卷）1.真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是(   )
 A.该点电荷一定为正电荷 B.P点的场强一定比Q点的场强大C.P点电势一定比Q点电势低 D.正检验电荷在P点比在Q点的电势能大2.如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球（均可视为点电荷）连接后悬挂在空中。三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是伸直的，但拉力都为零。则(   )
 A.B球和C球都带正电荷 B.B球带负电荷，C球带正电荷C.B球和C球所带电荷量不一定相等 D.B球和C球所带电荷量一定相等3.位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图所示，分别是正方形两条边的中垂线，O点为中垂线的交点，分别为上的点。则下列说法正确的是(   )
 A.两点的电势关系为B.两点电场强度的大小关系为C.若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力为零D.若将某一负电荷由P点沿着图中虚曲线移到Q点，电场力做负功4.为一电场中x轴上的两点，如图甲所示。一电子仅在电场力作用下从A点运动到B点，x轴上各点电势随其坐标变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是(   )
 A.该电场是点电荷形成的电场B.两点电场强度大小的关系为C.电子从A运动到B的过程中电场力做负功D.电子在两点的电势能大小的关系为5.两个等量点电荷形成的电场中，以两电荷连线中点为坐标原点，某一方向为x轴，x轴上的电场强度E的大小与x的关系如图甲、乙所示，下列判断正确的是(   )A.若以两电荷连线为x轴，则图甲是两个等量异种点电荷形成的电场B.若以两电荷连线中垂线为x轴，则图甲是两个等量异种点电荷形成的电场C.若以两电荷连线为x轴，则图乙是两个等量同种点电荷形成的电场D.若以两电荷连线中垂线为x轴，则图甲是两个等量同种点电荷形成的电场6.两电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上的两点，规定无穷远处为电势能零点，一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x的变化关系如图所示，其中试探电荷在两点的电势能为零，在段中C点电势能最大，，则下列说法正确的是(   )
 A.a带正电荷，b带负电荷B.C.将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功D.将一正点电荷从N点静止释放后会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大7.下列关于电容器的相关知识描述正确的是(   )
 A.图甲为电容器充电示意图，充完电后电容器上极板带正电，两极板间的电压U等于电源两端的电压B.图乙为电容器放电示意图，放电过程中电流大小保持不变C.图丙为电解电容器的实物图和符号，图丁为可变电容器及其符号，两种电容使用时都严格区分正负极D.图戊中的电容器上有“5.5 V  1.0 F”字样，说明该电容器只有两端加上5.5 V的电压时电容才为1.0 F8.示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成。如图所示，电子在电压为的电场中由静止开始加速，然后射入电压为的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足电子能射出偏转电场区的条件下，下述情况一定能使电子偏转角度θ变大的是(   )
 A.变大，变大 B.变小，变大 C.变大，变小 D.变小，变小9.如图，两平行金属板与水平地面成角，在平行金属板间存在着匀强电场，是两板间一条垂直于板的直线，竖直线与交于O点，一个带电小球沿着的角平分线从A点经O点向B点做直线运动，重力加速度为g。则在此过程中，下列说法正确的是(   )
 A.小球一定带负电  B.小球可能做匀加速直线运动C.小球的加速度大小为 D.小球重力势能的增加量等于电势能的增加量10.如图，空间中有两块彼此绝缘、间距为d的平行板电容器，电容器两极板带均匀等量电荷，两极板的中央分别开有小孔。甲电子以速率从A极板的中央O点沿两孔中心连线运动，甲电子经过时间t运动到P点，且在P点速度恰好为零。若将B极板右移，使两极板间距变为（其他条件不变），再将乙电子从B极板中央点由静止释放，下列说法正确的是(   )A.A极板的电势低于B极板的电势 B.甲电子向右运动时，其电势能逐渐减小C.乙电子在电场中的运动时间为 D.乙电子运动到A极板中央O点时的速率为11.如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径水平，是两个完全相同的带正电小球（可视为点电荷），b固定在M点，a从N点由静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零，则小球a(   )
 A.从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B.从N到P的过程中，速率先增大后减小C.从N到Q的过程中，电势能一直增加D.从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量12.两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有三点，如图甲所示。一个带电荷量为，质量为0.1 kg的小物块（可视为质点）从C点静止释放，其运动的图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线（图中标出了该切线）斜率最大的位置，则下列说法正确的是(   )
 A.由C到A的过程中物块的电势能一直在增大B.B点为中垂线上电场强度最大的点，场强C.由C点到A点电势逐渐降低D.两点间的电势差13.如图，同一平面内的四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为连线的中点，N为连线的中点。一电荷量为）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小。下列说法正确的是(   )
 A.此匀强电场的场强方向一定与两点连线平行B.若该粒子从M点移动到N点，则静电力做功一定为C.若之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为D.若，则两点之间的电势差一定等于两点之间的电势差14.如图所示，是某匀强电场中的四个点，它们是一个四边形的四个顶点，已知，，，，电场线与四边形所在平面平行。已知a点电势为18 V，b点电势为22 V，d点电势为6 V，则下列说法正确的是(   )A.匀强电场的场强大小为 B.场强的方向由a指向cC.场强的方向由b指向d D.c点的电势为14 V15.如图所示，为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两板间的电势差为点场强大小为E，电势为，负电荷的电势能为，现将两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法正确的是(   )
 A.U变大，E变大 B.U变小，变小 C.变小，变大 D.变大，变小16.如图所示，两点处于同一水平面，O为连线的中点，过O点的竖直线上固定一根绝缘光滑细杆，杆上两点关于O点对称。第一种情况：在两点分别放置电荷量为和的等量异号点电荷，套在杆上带正电的小金属环从A点无初速度释放，运动到B点；第二种情况：在两点分别放置电荷量为的等量同号点电荷，该金属环仍从A点无初速度释放，运动到B点。则两种情况中(   )
 A.金属环运动到B点的速度第一种情况较大B.金属环从A点运动到B点所用的时间第一种情况较短C.金属环从A点运动到B点的过程中，动能与重力势能之和均保持不变D.金属环从A点运动到B点的过程中（不含两点），在杆上相同位置的速度第一种情况较大17.如图所示，三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从带电平行金属板左侧中央以相同的水平初速度先后垂直进入电场，分别落在正极板的三点，O点是正极板的左端点，且，则下列说法正确的是(   )A.三个粒子在电场中运动的时间之比B.三个粒子在电场中运动的加速度之比C.三个粒子从抛出到落到极板上，动能的变化量之比D.两个分别带正、负电荷的粒子的电荷量之比为7:2018.如图所示为某一点电荷所形成的一簇电场线，三条虚线为三个带电粒子分别以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，的长度等于的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则以下说法正确的是(   )
 A.a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹B.由于的长度等于的长度，故C.a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变D.b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量19.如图所示，带电平行金属板，板间的电势差为板带正电，B板中央有一小孔。一带正电荷的微粒，带电荷量为q，质量为m，自孔的正上方距B板高h处自由落下，若微粒恰能落至板的正中央c点，重力加速度大小为g则(   )。
 A.微粒进入电场后，其电势能和重力势能之和不断增大B.微粒下落过程中重力做功为，电场力做功为C.微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为D.若微粒从距B板高处自由下落，则恰好能达到A板20.如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为、质量为m的带电粒子（重力不计），以垂直于电场线方向的初速度射入电场中，方向的延长线与屏的交点为O。试求：
 （1）粒子从射入到打到屏上所用的时间；（2）粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值；（3）粒子打到屏上的点P到点O的距离x。


 
答案以及解析1.答案：B解析：正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，该点电荷不一定为正电荷，故A错误；相邻等势面间电势差相等，P点附近的等差等势面更加密集，故P点的场强一定比Q点的场强大，故B正确；正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，若为正点电荷，则P点电势一定比Q点电势高，故C错误；从等势面的情况无法判断该点电荷为正点电荷还是负点电荷，无法判断P点电势与Q点电势的高低，就无法判断正检验电荷在P点和在Q点的电势能的大小，故D错误。2.答案：D解析：以B为研究对象，B球受重力及对其的库仑力而处于平衡状态，则A与C对B的库仑力的合力应与B所受的重力大小相等、方向相反，而库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，故可知A对B的库仑力应指向对B的库仑力应指向B的左侧，则可知都应带负电，故选项AB错误；由受力分析图可知，A对B的库仑力大小应为C对B的库仑力大小的2倍，故C所带电荷量应为A所带电荷量的一半，同理分析C可知，B所带电荷量也应为A所带电荷量的一半，故所带电荷量相等，选项C错误，D正确。
 3.答案：C解析：由电场线分布可知，为等势线，且电势相等，，选项AB错误；等势，所以把负电荷从P点沿题图中虚线移到Q点电场力做功为零，D错误；由对称性可知，,因此选项C正确。4.答案：D解析：在各点电势随其坐标变化的关系图像中斜率绝对值表示电场强度大小，可知该电场为匀强电场，则两点电场强度大小的关系为，故AB错误；由可知电场沿x轴负向，电子从A运动到B的过程中电场力方向与运动方向相同，电场力做正功，电势能减小，故电子在两点的电势能大小的关系为，故C错误，D正确。5.答案：B解析：由电场叠加可知，两个等量异种点电荷形成的电场，若以两电荷连线为x轴，在两电荷连线中点的场强不为零，连线中点的场强在两电荷连线上为最小，故A错误；两个等量异种点电荷形成的电场，若以两电荷连线中垂线为x轴，在中垂线上连线中点处场强最大，而从连线中点沿中垂线向两边一直减小，故B正确；两个等量同种点电荷形成的电场，以两电荷连线为x轴，在两电荷连线中点处场强为零，从连线中点向两边场强先逐渐增大到无穷大，再由无穷大逐渐堿小，故C错误；两个等量同种点电荷形成的电场，以两电荷连线中垂线为x轴，在两电荷连线中垂线上从连线中点向两边场强先增大后减小，故D错误。6.答案：D解析：无穷远处的电势能为零，A点的电势能也为零，由负电荷在x轴各点电势能的图像，可知O点的电荷a带负电，M点的电荷b带正电；由于A点距离O比较远而距离M比较近，所以，故AB错误。两点的电势能为零，在这两点电势为零，由题图可知负电荷由N到C电势能增加，而由C到D电势能减少，可知在C点左侧电场方向沿x轴正向，在C点右侧电场方向沿x轴负向，则正点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功，在C点时动能最大，速度最大，故选项C错误，D正确。7.答案：A解析：题图甲为电容器充电过程，电容器上极板与电源的正极相连，故上极板带正电，充完电后两极板间的电压U等于电源两端的电压，故A正确；题图乙为电容器放电过程，放电过程中通过电流表的电流逐渐减小，故B错误；题图丙为电解电容器的实物图和符号，图丁为可变电容器及其符号，电解电容器使用时严格区分正负极，可变电容器不需要，故C错误；题图戊中的电容器上有“5.5 V  1.0 F”字样，说明该电容器的额定电压为5.5 V，而电容与电容器的电压及电荷量均无关，总是为1.0 F，故D错误。8.答案：B解析：电子通过加速电场有；在偏转电场中，电子在垂直于电场线的方向做匀速直线运动，由于要射出偏转电场区，则运动时间；电子在平行于电场线的方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度，末速度，偏转角的正切和d恒定，，故B正确。9.答案：D解析：一个带电小球沿着的角平分线从A点经O点向B点做直线运动，则小球所受合外力沿着方向，又由于小球受重力，则所受电场力的方向由O指向D，由于此电场的方向未知，则小球的电性不确定，选项A错误；可知小球做匀减速直线运动，选项B错误；由题图可知，由于是角平分线，所以电场力与重力大小相等，有，得，选项C错误；小球受到的重力和电场力做的功相同，可知小球重力势能的增加量等于电势能的增加量，选项D正确。10.答案：C解析：因为甲电子向右做匀减速直线运动，所以甲电子受到的电场力方向水平向左，又因负电荷所受的电场力方向与电场强度方向相反，所以电场线的方向水平向右，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以A极板的电势高于B极板的电势，A选项错误；甲电子向右运动时，电场力做负功，其电势能逐渐增加，B选项错误；根据，可知当d变大时，两板间的场强不变，则甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同，对于甲电子，由逆向思维可知，对于乙电子有，解得,C选项正确；根据，可知乙电子运动到O点时的速率，选项D错误。11.答案：BC解析：小球a从N到Q的过程中，两球的距离一直减小，库仑力变大，a受重力不变，重力和库仑力的夹角从90°一直减小，故合力变大，选项A错误；小球a从N到P的过程中，速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于90°到大于90°，故库仑力与重力的合力先做正功后做负功，小球a的速率先增大后减小，选项B正确；小球a由N到Q的过程中库仑力一直做负功，电势能一直增加，选项C正确；小球a从P到Q的过程中，减少的动能等于重力势能和电势能的增加量之和，故动能的减少量大于电势能的增加量，选项D错误。12.答案：BC解析：从题图乙可知，由C到A的过程中，物块的速度一直在增大，电场力对物块做正功，物块的电势能一直在减小，故A错误；物块在B点的加速度最大，为，可得物块所受的最大电场力为，则场强最大值为，故B正确；因为两个等量正点电荷连线的中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点电势逐渐降低，故C正确；从题图乙可知，两点的速度分别为，再根据动能定理得，解得，则，故D错误。13.答案：BD解析：由题意得，，只能得出两点间和两点间的电势关系，无法确定场强的方向，选项A错误；因无法确定场强的方向，故无法确定场强的大小，选项C错误；由于、，上述式子联立求解得粒子从M点移动到N点电场力做的功为，所以B正确；若，有，变形可得，又，，所以，D正确。14.答案：ACD解析：三角形是等腰直角三角形，具有对称性，把连线四等分，如图所示，已知a点电势为18 V，b点电势为22 V，d点电势为6 V，根据几何关系，可得M点的电势为18 V，与a点电势相等，从而连接，即为等势线，由几何关系可知，所以，因此，所以垂直于，则电场线方向由b指向d，，故AC正确，B错误；c点电势与N点电势相等，N点电势为，所以c点的电势为14 V，故D正确。15.答案：AC解析：将两板水平错开一段距离，两板正对面积减小，根据电容的决定式可知，电容C减小，而电容器的电荷量Q不变，则由知，两板间电势差U增大，由公式可知，板间场强增大，选项A正确，B错误；P点到下极板的距离不变，由知，P点与下极板间电势差增大，由于电场线方向向上，P点的电势低于下极板的电势，则P点的电势降低，负电荷在P点的电势能变大，选项C正确，D错误。16.答案：BD解析：等量异号点电荷连线的中垂线是等势线，带电金属环沿杆运动时电势能不变，重力势能全部转化为动能，金属环所受合力等于重力，做加速度等于重力加速度的匀加速直线运动；等量同号正点电荷连线的中垂线上，点电荷连线的中点O电势最高，与中点O距离越远，电势越低，两点关于O点对称，电势相等，金属环电势能相等，从A点到B点时重力势能全部转化为动能，第一种情况与第二种情况金属环到B点的速度相等，故A错误。第二种情况中金属环所受电场力先是阻力后是动力，结合到B点时与第一种情况速度相等，可知D正确。由于到B点前第二种情况相同位置的速度均比较小，所以运动时间比较长，故B正确。第一种情况，只有重力做功，机械能守恒，第二种情况，除重力做功外，电场力先做负功，后做正功，过程中机械能不守恒，故C错误。17.答案：ACD解析：三个粒子的初速度相等，在水平方向上做匀速直线运动，由得，运动时间，故A正确；三个粒子在竖直方向上的位移y相等，根据，解得，故B错误；由牛顿第二定律可知，因为质量相等，所以合力之比与加速度之比相同，合力做功，由动能定理可知，动能的变化量等于合力做的功，所以，三个粒子从抛出到落到极板上，动能变化量之比为36:16:9，故C正确；三个粒子的合力大小关系为，三个粒子的重力相等，所以落在B点的粒子仅受重力作用，落在A点的粒子所受的电场力向下，落在C点的粒子所受的电场力向上，即落在B点的粒子不带电，落在A点的粒子带负电，落在C点的粒子带正电，由牛顿第二定律可得，解得，故D正确。18.答案：CD解析：由于电场线没有明确方向，因此无法确定三个带电粒子的电性，选项A错误；由点电荷等差等势面的分布特点，不难判断，选项B错误；根据电场线的疏密程度可知，a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变，故选项C正确；由于b虚线对应的粒子所做的运动为匀速圆周运动，而c虚线对应的粒子在不断地向场源电荷运动，则三个粒子射入电场的瞬间，b虚线对应的粒子在O点满足关系式，而c虚线对应的粒子在O点满足关系式，则，故选项D正确。19.答案：ACD解析：微粒从进入电场至c点过程中，做减速运动，动能减小，根据能量守恒定律可知微粒的电势能和重力势能之和一直增大，故A项正确。微粒下降的高度为，重力做正功，，电场力向上，位移向下，电场力做负功，，故B项错误。微粒落入电场中，电场力做负功，电势能逐渐增大，其增加量等于微粒克服电场力做功，根据能量守恒定律，还应等于整个过程的重力势能减小量，即，故C项正确。由题微粒落至c点过程，由动能定理得。若微粒从距B板高处自由下落，设达到A板时的速度大小为v，则由动能定理得，由两式联立得，即微粒恰好能达到A板，故D项正确。20.答案：（1）（2）（3）解析：（1）根据题意，粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，
则粒子从射入到打到屏上所用的时间。
（2）粒子在全过程中的运动情况如图所示。

设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为，由牛顿第二定律得粒子在电场中的加速度
，设粒子在电场中运动的时间为，则
所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为
。
（3）如（2）中图所示，设粒子在电场中的偏转距离为y，则

又，解得。