2020版高考物理大三轮复习选择题热点巧练热点8电场中力和能的性质（含答案）

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1.如图，有两个等量异种点电荷置于正方体的两个顶点上，正点电荷置于a点，负点电荷置于c点，则( )
A．b、d、h、f点电势相等
B．e、f、g、h点电势相等
C．bd连线中点的场强为零
D．bd连线中点与fh连线中点的场强相同
2．(多选)(2019·聊城模拟)如图所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处，a、b、c、d为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，e、f为正方形外接圆与bd中垂线的两个交点．取无限远处的电势为0，下列说法中正确的是( )
A．a、b、c、d电场强度和电势都相同
B．O点的电场强度和电势均为零
C．将一带正电的试探电荷从e点沿直线移动到f点过程中电势能不变
D．过e点垂直于纸面的直线上，各点的电场强度为零，电势为零
3.真空中，两个相距L的固定点电荷P、Q所带的电荷量的绝对值分别为QP和QQ，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向，电场线上标出了M、N两点，其中过N点的切线与P、Q连线平行，且∠NPQ>∠NQP，则( )
A．P带负电，Q带正电，且QPB．P、Q连线的中垂面不是等势面
C．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，该电荷有可能沿电场线运动到N点
D．带负电的检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
4．(多选)如图所示是某空间部分电场线分布图，在电场中取一点O，以O为圆心的圆周上有M、Q、N三个点，连线MON与直电场线重合，连线OQ垂直于MON.下列说法正确的是( )
A．M点的场强大于N点的场强
B．O点的电势等于Q点的电势
C．将一负点电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加
D．一正点电荷只受电场力作用能从Q点沿圆周运动至N点
5.图示为5个点电荷电场的电场线分布情况，曲线cd是一带电粒子(不计重力)运动的轨迹，则下列判断正确的是( )
A．a点的场强大于c点的场强
B．a、b两点的电势可能相等
C．该粒子带正电
D．一电子在a点的电势能大于在b点的电势能
6．(多选)(2019·安徽蚌埠高三质量检测)如图，充电后的平行板电容器水平放置(与电源断开)，电容为C，板间距离为d，上极板正中央有一小孔．质量为m、电荷量为＋q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处的P点时速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)．下列说法正确的是( )
A．电容器所带电荷量Q＝eq \f(Cmgh,q)
B．电容器板间的电场强度E＝eq \f(mg（h＋d）,qd)
C．若下板下移eq \f(d,2)的距离，小球到达P点(原下板处)时速度恰为零
D．若下板水平右移一小段距离，小球到达下板处时速度恰为零
7．(多选)(2019·青岛二中高三模拟)如图所示，平行板电容器A、B两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿A、B中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A极板来改变两极板A、B间距(两极板仍平行)，则下列说法正确的是( )
A．若小球带正电，当A、B间距增大时，小球打在N点的右侧
B．若小球带正电，当A、B间距减小时，小球打在N点的左侧
C．若小球带负电，当A、B间距减小时，小球可能打在N点的右侧
D．若小球带负电，当A、B间距增大时，小球可能打在N点的左侧
8．(多选)(2019·湖南四校联考)如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动．ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mg＝qE，则( )
A．电场方向竖直向上
B．小球运动的加速度大小为g
C．小球上升的最大高度为eq \f(veq \\al(2,0),2g)
D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为eq \f(mveq \\al(2,0),4)
热点8 电场中力和能的性质
1．解析：选A.由等量异种点电荷的电场分布可知，ac连线的垂直等分面为等势面，b、d、h、f点处于这个等势面上，这四点电势相等，选项A正确； e点电势高于h点电势，选项B错误；bd连线中点的场强不为零，选项C错误；bd连线中点与fh连线中点的场强方向相同，但大小不相同，选项D错误．
2．解析：选BC.把其中相邻的两个正负电荷看成一组，另外两个正负电荷看成一组，中垂线就是一条零势线，a、b、c、d、O点的电势为零，根据对称性可知，a、b、c、d电场强度大小相等，方向不同，O点的电场强度为零，选项A错误，B正确；ef是一条等势线，沿ef移动电荷，电荷的电势能不变，选项C正确；过e点垂直于纸面的直线上，各点的电场强度不为零，电势为零，选项D错误．
3．解析：选B.由电场线方向可知，P带正电，Q带负电，如图所示，两点电荷在N点合场强方向与P、Q连线平行，由平行四边形定则和点电荷场强公式可知，QP4．解析：选AC.电场线的疏密表示场强的强弱，故M点的场强大于N点的场强，A正确；根据电场线与等势线垂直的特点，在O点所在电场线上找到Q点的等势点，根据沿电场线方向电势降低可知，O点的电势比Q点的电势高，故B错误；将一负点电荷由M点移到Q点，电场力做负功，电势能增加，故C正确；一正点电荷只受电场力作用不可能沿圆周运动，故D错误．
5．解析：选D.根据电场线的疏密程度表示场强的大小可知，a点的场强小于c点的场强，A错误；根据等势线与电场线垂直，画出a点的等势线如图所示，则a′点的电势与a点的电势相等，根据沿电场线方向电势逐渐降低知，b点的电势高于a′点的电势，即高于a点的电势，B错误；根据粒子所受的合力指向轨迹凹处知，该粒子带负电，C错误；若电子从a′点运动到b点，电场力做正功，电势能减少，电子在a点的电势能与在a′点的电势能相等，则电子在a点的电势能大于在b点的电势能，D正确．
6．解析：选BC.对小球从释放到到达下极板处过程应用动能定理得：mg(h＋d)－qEd＝0，解得：E＝eq \f(mg（h＋d）,qd)，电容器两极板间的电压为：U＝Ed＝eq \f(mg（h＋d）,q)，电容器的带电荷量为：Q＝CU＝eq \f(Cmg（h＋d）,q)，故A错误，B正确；由题意知，电容器的电荷量不变，根据C＝eq \f(εrS,4πkd)、C＝eq \f(Q,U)和E＝eq \f(U,d)，得E＝eq \f(4πkQ,εrS)，当下极板向下移动eq \f(d,2)时电场强度不变，根据动能定理可知，小球从相同高度处释放，到达P点时速度恰好为零，故C正确；当下极板水平右移一小段距离时，面积S减小，故电场强度增大，下落相同的距离，电场力做的负功更多，故小球在到达下板前速度已经为零，故D错误．
7．解析：选BC.若小球带正电，当d增大时，电容减小，但Q不可能减小，所以Q不变，根据E＝eq \f(U,d)＝eq \f(Q,Cd)＝eq \f(4πkQ,εrS)，E不变所以电场力不变，小球仍然打在N点，故A错误；若小球带正电，当d减小时，电容增大，Q增大，根据E＝eq \f(U,d)＝eq \f(Q,Cd)＝eq \f(4πkQ,εrS)，所以d减小时E增大，所以电场力变大，方向竖直向下，小球做平抛运动竖直方向加速度增大，运动时间变短，打在N点左侧，故B正确；若小球带负电，当A、B间距d减小时，电容增大，则Q增大，E增大，所以电场力变大，方向竖直向上，若电场力小于重力，小球做类平抛运动，竖直方向上的加速度减小，运动时间变长，小球将打在N点的右侧，故C正确；若小球带负电，当A、B间距增大时，E不变，所以电场力大小不变，小球做类平抛运动，竖直方向上的加速度不变，运动时间不变，小球仍落在N点，故D错误．
8.解析：选BD.如图所示，由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动，其合力沿ON或NO方向，而mg＝qE，由平行四边形定则，可知电场方向与ON方向成120°角，A项错误；由图中几何关系可知，小球所受合力为mg，由牛顿第二定律可知a＝g，方向与初速度方向相反，B项正确；设带电小球上升的最大高度为h，由动能定理可得－mg·2h＝0－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)，解得h＝eq \f(veq \\al(2,0),4g)，C项错误；小球上升过程中，当带电小球速度为零时，其电势能最大，则Ep＝－qE·2hcs 120°＝eq \f(mveq \\al(2,0),4)，D项正确．