2024年高考物理總復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化練(十) 電場性質(zhì)的綜合應(yīng)用

專題強(qiáng)化練（十）電場性質(zhì)的綜合應(yīng)用

（40分鐘70分）

一、選擇題

1.（6分）如圖所示，在電場強(qiáng)度大小為反方向豎直向上的勻強(qiáng)電場中，一質(zhì)量為勿、帶電荷量

為的物體，以某一初速度沿電場方向做勻減速直線運(yùn)動，不計(jì)空氣阻力，其加速度大小為

竺吧,物體運(yùn)動距離s時(shí)速度變?yōu)榱恪t在此過程中（）

m

A.物體克服靜電力做功0.6qEs

B.物體的電勢能增加了qEs

C.物體的重力勢能增加了qEs

D.物體的動能減少了0.6qEs

【解析】選D。由于物體所受靜電力和運(yùn)動方向相同，故靜電力做正功，上坨s,故A錯(cuò)誤；靜電

力做正功，電勢能減小，物體的電勢能減小了qEs,故B錯(cuò)誤；重力做功除-哨s,重力做負(fù)功，重

力勢能增加，又由題可知，儂口.6“少,所以重力勢能增加了1.6,尾，故C錯(cuò)誤；物體做減速運(yùn)動，

所受合外力做負(fù)功，動能減小，由動能定理得：△區(qū)二-/合尸-儂疔-0.6助s,所以物體的動能減少

了0.6qEs,故D正確。

2.（6分）（2023-深圳模擬）如圖所示，有一豎直固定放置的絕緣圓環(huán)，圓環(huán)上均勻分布著正電

荷，一固定絕緣光滑細(xì)桿過圓心且沿垂直圓環(huán)平面方向穿過圓環(huán)，細(xì)桿上套有一個(gè)帶正電的小

環(huán),小環(huán)從力點(diǎn)由靜止釋放，沿細(xì)桿運(yùn)動。下列說法一定正確的是（）

A.小環(huán)所受靜電力逐漸變小

B.小環(huán)的加速度先向右后向左

C.小環(huán)的電勢能逐漸增加

D.小環(huán)的動能逐漸增加

【解析】選D。。點(diǎn)電場強(qiáng)度為零，由。點(diǎn)向右電場強(qiáng)度先變大后變小，小環(huán)所受靜電力可能先

變大后變小,A錯(cuò)誤;小環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放，沿細(xì)桿向右運(yùn)動，加速度方向一直向右,B錯(cuò)誤;

靜電力對小環(huán)一直做正功，電勢能逐漸減少，動能逐漸增加,C錯(cuò)誤,D正確。

3.（6分）（2023?贛州模擬）帶電小球的半徑為R,以球心為原點(diǎn)。建立坐標(biāo)軸x,軸上各點(diǎn)電勢

。隨x變化如圖所示，下列說法正確的是（）

A.球帶正電荷

B.球心處電場強(qiáng)度最大

C.4、8兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

D.一帶負(fù)電的試探電荷在8點(diǎn)的電勢能比在。點(diǎn)的電勢能大

【解析】選D。從球出發(fā)向兩側(cè)電勢升高，而沿著電場線電勢降低，故球帶負(fù)電荷,A錯(cuò)誤;球是

等勢體，故內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的電勢差為零，故電場強(qiáng)度為零,B錯(cuò)誤;力點(diǎn)與8點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小

相等，但方向相反,C錯(cuò)誤；從〃到G電勢升高，根據(jù)石二4。，負(fù)電荷在4點(diǎn)的電勢能比在。點(diǎn)的

電勢能大，D正確。

4.（6分）（多選）（2023?張掖模擬）一帶電粒子僅在電場力作用下從1點(diǎn)開始以初速度-%做直

線運(yùn)動，其/一圖像如圖所示。粒子在［時(shí)刻運(yùn)動到6點(diǎn)，3￡時(shí)刻運(yùn)動到。點(diǎn)，以下判斷正確

的是（）

A.A、B、C三點(diǎn)中夕點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大

B./kB、。三點(diǎn)的電勢關(guān)系一定為。白血＞。。

C.粒子從A點(diǎn)經(jīng)〃點(diǎn)運(yùn)動到。點(diǎn)，電場力先做正功后做負(fù)功

D.粒子從力點(diǎn)經(jīng)8點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，電勢能先增加后減少

【解析】選A、Do由圖可知，粒子的加速度先增大后減小，8點(diǎn)的加速度最大，所以8點(diǎn)電場

強(qiáng)度最大,A正確；因?yàn)椴恢缼щ娏Ｗ拥碾娦?，所以無法判斷電勢的關(guān)系，B錯(cuò)誤；由圖像可知,

動能先減小后增大，所以電場力先做負(fù)功后做正功，根據(jù)能量守恒定律可知，電勢能先增加后

減少,C錯(cuò)誤,D正確。

5.（6分）（多選）在x軸上分別固定兩個(gè)點(diǎn)電荷Q、位于坐標(biāo)原點(diǎn)。處，兩點(diǎn)電荷形成的靜

電場中，x軸上的電勢。隨x變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是（）

..

XlX2OX3X

A.在處電勢0最高，電場強(qiáng)度最大

B.2帶正電，Q帶負(fù)電

c.?的電荷量小于a的電荷量

D.電子從小處沿x軸移動到不處，電勢能增加

【解析】選B、Do。-x圖像的斜率表示電場強(qiáng)度，所以由題圖可知為處電勢0最高，電場強(qiáng)

度最小為0,則A錯(cuò)誤；由于沿著電場線方向電勢逐漸降低，則0%電場線方向指向》軸的負(fù)方

向,石電場線方向指向x軸的正方向，并且在生處電勢。最高，電場強(qiáng)度最小為&根據(jù)點(diǎn)電

荷電場強(qiáng)度公式后塔，由近小遠(yuǎn)大規(guī)律可知，a的電荷量大于a的電荷量，并且。帶正電，Q

r2

帶負(fù)電，所以B正確,C錯(cuò)誤；電子從內(nèi)處沿x軸移動到均處，靜電力做負(fù)功，電勢能增加，所以

D王確。

6.（6分）（多選）真空中相距為3a的兩個(gè)點(diǎn)電荷M、N,分別固定于>軸上布0和x2=3a的兩點(diǎn)

上，在它們連線上各點(diǎn)電場強(qiáng)度隨x變化關(guān)系如圖所示，沿x軸正方向電場強(qiáng)度￡為正，以下判

斷中正確的是（）

A.點(diǎn)電荷MN一定為同種電荷

B.點(diǎn)電荷K"所帶電荷量的絕對值之比為4：1

C.把一個(gè)檢驗(yàn)電荷由乂位置靜止釋放，其加速度一直減小

D.把一個(gè)正檢驗(yàn)電荷由x3=a的位置靜止釋放，其電勢能一直減小

【解析】選A、Bo尸2d處電場強(qiáng)度為零且左側(cè)電場強(qiáng)度向右（正值）、右側(cè)電場強(qiáng)度向左（負(fù)

道力8長為￡=5區(qū)整個(gè)軌道處于勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度方向平行于軌道所在的平面且垂直于直

線勿，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為叭帶電荷量為的小物塊〃從力點(diǎn)無初速度釋放，小物塊〃與A8之

間的動摩擦因數(shù)〃=0.25,電場強(qiáng)度大小后詈,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度為g,忽

略空氣阻力。求：

⑴小物塊第一次通過。點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大??；

答案：（1）10.8儂

【解析】（1）由幾何關(guān)系知，軌道業(yè)?與水平面的夾角為37。，小物塊從力點(diǎn)第一次到。點(diǎn)的過

程，由動能定理知：（淚W）（Zsin370+/H和os370）-〃（潸/〃g）Acos37°二刎哈-0

在。點(diǎn)由牛頓第二定律知:R-qE-胃口空,聯(lián)立解得:K=10.Smg

由牛頓第三定律知此時(shí)小物塊對軌道的壓力大小是10.8mg。

⑵小物塊第一次從〃點(diǎn)飛出后上升的最大高度；

答案：（2）1.2/?

【解析】（2）小物塊從A第一次到〃的過程，由動能定理知（g?Rg）（￡sin370-/fcos370）-〃

（q介Rg）￡cos37°二^〃/

小物塊第一次到達(dá)〃點(diǎn)后以速度必逆著電場線方向做勻減速直線運(yùn)動，

由動能定理知-（4加陽）上皿=0-1^1

聯(lián)立解得：％占1.2幾

（3）小物塊在直線軌道力8上運(yùn)動的總路程。

答案：（3）15斤

【解析】（3）分析可知小物塊到達(dá)8點(diǎn)的速度為零后,小物塊就在圓瓠軌道上做往變圓周運(yùn)動,

由功能關(guān)系知（q@?加g）￡sin37°=〃（Q￡1初g）Aos37°，解得：片15Ho

【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：

⑴小物塊從力點(diǎn)到第一次到C點(diǎn)的過程，利用動能定理、牛頓第二定律方程式求解；

⑵小物塊第一次到達(dá)〃點(diǎn)后以速度。逆著電場方向做勻減速直線運(yùn)動，根據(jù)動能定理可求最

大高度；

⑶小物塊到達(dá)3點(diǎn)的速度為零后，小物塊就在圓弧軌道上做往復(fù)圓周運(yùn)動。

9.（16分）絕緣粗糙的水平面上相距為6L的A.3兩處分別固定電荷量不等的正電荷，兩電荷

的位置坐標(biāo)如圖甲所示，已知1處電荷的電荷量為+0,圖乙是《4連線之間的電勢。與位置x

之間的關(guān)系圖像，圖中產(chǎn)￡處對應(yīng)圖線的最低點(diǎn)，產(chǎn)-2￡處的縱坐標(biāo)。二2d,產(chǎn)2￡處的縱坐標(biāo)

。普九，若在產(chǎn)一2￡處的C點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為以電荷量為+4的帶電物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）,

物塊隨即向右運(yùn)動（假設(shè)此帶電物塊不影響原電場分布），求：

⑴固定在8處的電荷的電荷量&；

答案：⑴?

4

【解析】（1）由題圖乙得x=L處為圖線的最低點(diǎn)，切線斜率為零，即合電場強(qiáng)度為0,則有

件涔

代入數(shù)據(jù)得。尸經(jīng)?

（2）小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)〃為多大，才能使乙、物塊恰好到達(dá)x=2L處？

答案：（2）普

7mgL

【解析】（2）從尸-2￡到產(chǎn)23的過程中，物塊先做加速運(yùn)動再做減速運(yùn)動，由動能定理得

qU-gs】=0-0

即Q（2%-三00）-〃/〃gX（4Z）=0-0

解得〃二警,

7mgL

⑶若小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)〃亡”，小物塊運(yùn)動到何處時(shí)速度最大？

12mgLl

答案：（3）戶0處

【解析】（3）小物塊運(yùn)動速度最大時(shí)，電場力與摩擦力的合力為零，設(shè)該位置離A點(diǎn)的距離為

以則有筆-黑%