【核動力】2022屆高三物理一輪復習課時作業(yè)19-第6章-靜電場2-

課時作業(yè)(十九)(時間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個選項正確，把正確選項前的字母填在題后括號內(nèi))1．(2021·黃岡月考)如圖，在固定的等量異種電荷連線上，靠近負電荷的b點釋放一初速為零的帶負電荷的質點(重力不計)，在兩點電荷連線上運動過程中，以下說法正確的是()A．帶電質點的動能越來越小B．帶電質點的電勢能越來越大C．帶電質點的加速度越來越大D．帶電質點通過各點處的電勢越來越高【解析】負電荷在兩點電荷間受的靜電力水平向左，故靜電力對其做正功，動能增大，電勢能減小，經(jīng)過各點處的電勢越來越高，D正確，A、B錯誤；因電場強度在兩點電荷連線中點最小，故帶電質點的加速度先減小后增大，C錯誤．【答案】D2.如圖所示，在某電場中畫出了三條電場線，C點是AB連線的中點．已知A點的電勢為φA＝50V，B點的電勢為φB＝10V，則C點的電勢()A．φC＝30VB．φC>30VC．φC<30VD．上述選項都不正確【解析】AC之間的電場線比CB之間的電場線密，由U＝Ed可定性推斷相等距離之間AC的電勢差較大，所以φC<30V，選項C正確．【答案】C3．如圖，M、N是兩個帶有異種電荷的帶電體(M在N的正上方，圖示平面為豎直平面)，P和Q是M表面上的兩點，S是N表面上的一點．在MN之間的電場中畫有三條等勢線．現(xiàn)有一個帶正電的油滴從E點射入電場，它經(jīng)過了F點和W點．已知油滴在F點的機械能大于在W點的機械能．(E、W兩點在同一等勢線上，不計油滴對原電場的影響，不計空氣阻力)則以下說法正確的是()A．P和Q兩點的電勢不等B．P點的電勢高于S點的電勢C．油滴在F點的電勢能高于在E點的電勢能D．油滴在E、F、W三點的機械能和電勢能之和沒有轉變【解析】M處于靜電平衡狀態(tài)，P和Q是導體M表面上的兩點，故P和Q兩點的電勢相等，選項A錯誤．依據(jù)油滴在F點的機械能大于在W點的機械能，可知油滴從F到W過程中電場力做負功，帶電體M帶負電，N帶正電，P點的電勢低于S點的電勢，選項B錯誤．油滴在F點的電勢能低于在E(或W)點的電勢能，選項C錯誤．在只有電場力和重力做功的狀況下，帶電油滴的機械能和電勢能之和保持不變，選項D正確．【答案】D4．兩個等量異種點電荷位于x軸上，相對原點對稱分布，正確描述電勢φ隨位置x變化規(guī)律的是下圖中的()【解析】距正電荷越近電勢越高，且φ>0；距負電荷越近電勢越低，且φ<0，故選A.【答案】A5.(2021·合肥高三質檢)如圖所示表示某靜電場等勢面的分布，電荷量為1.6×10－9C的正電荷從A經(jīng)B、C到達D點．從A到DA．4.8×10－8JB．－4.8×10－8JC．8.0×10－8JD．－8.0×10－8J【解析】靜電力做功與電荷運動的路徑無關，只與電荷的起始位置和終止位置有關．從A到D，靜電力對電荷做的功為W＝qUAD＝q(φA－φD)＝(－40＋10)×1.6×10－9J＝－4.8×10－8J，A、C、D錯誤，B正確．【答案】B6．如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab＝Ubc，實線為一帶負電的質點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，R同時在等勢面b上，據(jù)此可知()A．三個等勢面中，c的電勢最低B．帶電質點在P點的電勢能比在Q點的小C．帶電質點在P點的動能與電勢能之和比在Q點的小D．帶電質點在R點的加速度方向垂直于等勢面b【解析】依據(jù)題意畫出電場線，粒子在P處的受力方向如圖所示，可知電場線應垂直等勢線由c經(jīng)b至a，所以a點電勢最低，選項A錯誤；粒子由P經(jīng)R至Q的過程中，電場力對其做正功，帶電質點的電勢能降低，選項B錯誤；由于質點運動過程中只有電場力做功，所以質點的電勢能與動能之和保持不變，選項C錯誤；依據(jù)電場線與等勢面的幾何關系可知，選項D正確．【答案】D7.如圖所示，勻強電場中有a、b、c三點．在以它們?yōu)轫旤c的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°.電場方向與三角形所在平面平行．已知a、b和c點的電勢分別為(2－eq\r(3))V、(2＋eq\r(3))V和2V，該三角形的外接圓上最低、最高電勢分別為()A．(2－eq\r(3))V、(2＋eq\r(3))VB．0V、4VC.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(4\r(3),3)))V、eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2＋\f(4\r(3),3)))VD．0V、eq\r(3)V【解析】如圖，依據(jù)勻強電場的電場線與等勢面是平行等間距排列，且電場線與等勢面處處垂直，沿著電場線方向電勢均勻降低，分析ba方向的電勢變化及電勢差可得，Uba＝φb－φa＝2eq\r(3)V，所以b、a中點O的電勢為φO＝φb－eq\f(1,2)Uba＝2V．a(chǎn)b的中點O，即為三角形的外接圓的圓心，由于φO＝φc，故Oc為等勢面，MN為電場線，方向為MN方向，UOP＝UOa＝eq\r(3)V，又由于UOP＝ERcos30°，UON＝ER，所以UON∶UOP＝2∶eq\r(3)，故UON＝2V，N點電勢為零，為最低電勢點，同理M點電勢為4V，為最高電勢點．所以正確答案為B.【答案】B8.如圖所示，AB、CD為一圓的兩條直徑，且相互垂直，O點為圓心．空間存在一未知靜電場，場強方向與圓周所在平面平行．現(xiàn)有一電子，在靜電力作用下(重力不計)，先從A點運動到C點，動能削減了W；又從C點運動到B點，動能增加了W，那么關于此空間存在的靜電場可能是()A．方向垂直于AB并由O指向C的勻強電場B．方向垂直于AB并由C指向O的勻強電場C．位于O點的正點電荷形成的電場D．位于D點的正點電荷形成的電場【解析】由靜電力做功WAB＝qUAB可得：WAC＝－eUAC＝－W，WCB＝－eUCB＝W，所以φA＝φB，且φA＞φC，故正確答案為A、D.【答案】AD9．(2021·平頂山高三質檢)如圖所示，＋Q和－Q是兩個等量異種點電荷，以點電荷＋Q為圓心作圓，A、B為圓上兩點，MN是兩電荷連線的中垂線；與兩電荷連線交點為O，下列說法正確的是()A．A點的電場強度大于B點的電場強度B．電子在A點的電勢能小于在B點的電勢能C．把質子從A點移動到B點，靜電力對質子做功為零D．把質子從A點移動到MN上任何一點，質子的電勢能變化都相同【解析】由等量異種點電荷的電場線和等勢線分布可知：EA＜EB，φA＞φB，A錯誤、B正確；WAB＝UABq＝(φA－φB)q＞0，故C錯誤．MN為一條等勢線，D正確．【答案】BD10．(2021·山東卷，19)如圖所示，在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷＋Q、－Q，虛線是以＋Q所在點為圓心、eq\f(L,2)為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中a、c兩點在x軸上，b、d兩點關于x軸對稱.下列推斷正確的是()A．b、d兩點處的電勢相同B．四個點中c點處的電勢最低C．b、d兩點處的電場強度相同D．將一摸索電荷＋q沿圓周由a點移至c點，＋q的電勢能減小【解析】過c點的中垂線為一條等勢線，電勢為零，其余a、b、d三點的電勢均大于零，且依據(jù)對稱性可知b、d兩點的電勢相等，所以A、B兩項正確；b、d兩點處的電場強度的方向不同，C項錯誤；a點的電勢大于零，則摸索電荷＋q在a點處的電勢能大于零，而在c點的電勢能等于零，故摸索電荷沿圓周由a點移至c點，電勢能減小，D項正確．【答案】ABD二、綜合應用(本題共2小題，共30分，解答時應寫出必要的文字說明，方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11．(15分)(2021·臨沂市高三上學期期中)質量m＝0.1kg的帶電小球，在某電場中從O點經(jīng)A、B運動至C點．已知O、A、B、C四點在同一條豎直線上，t＝0時小球恰在O點，忽視空氣阻力，取向下為正方向(g取10m/s2)，小球的vt圖象如圖所示．求：(1)t＝1s時帶電小球的加速度和所受電場力的大小；(2)帶電小球前14s下落的高度及克服電場力所做的功．【解析】從圖中可以看出，在t＝2s內(nèi)帶電小球做勻加速運動，其加速度大小a＝eq\f(vA,tA)＝8m/s2設此過程中帶電小球受到的電場力大小為F，依據(jù)牛頓其次定律，有mg－F＝ma，得F＝0.2N.(2)由圖知帶電小球前14s下落的高度h＝eq\f(16×2,2)m＋eq\f(6＋16×12,2)m＝148m依據(jù)動能定理，從O到B有mgh－WF＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)得WF＝146.2J【答案】(1)8m/s20.2N(3)146.2J12．(15分)(2021·荊州市質檢)如圖所示，空間有場強E＝1.0×102V/m的豎直向下的勻強電場，長L＝0.8m不行伸長的輕繩固定于O點．另一端系一質量m＝0.5kg，帶電荷量q＝＋5×10－2C的小球．拉起小球至繩水平后在A點無初速度釋放，當小球運動至O點的正下方B點時，繩恰好斷裂然后小球垂直打在同一豎直平面且與水平面成θ＝53°角的無限大擋板MN上的C點．g取10m/s2(1)求繩子的最大張力；(2)求A、C兩點的電勢差；(3)當小球運動到C點即將打到MN板時，突然施加一恒力F作用在小球上，同時把擋板快速水平向右移至足夠遠處，若小球仍能垂直打在擋板上，求所加恒力F的方向及大小的可能取值范圍．【解析】(1)A→B由動能定理及圓周運動學問得：(mg＋qE)·L＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)FT－(mg＋qE)＝meq\f(v\o\al(2,B),L)聯(lián)立解得：FT＝30N(2)B→C由功能關系及電場相關學問得：(mg＋qE)hAC＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)vCsinθ＝vBUAC＝E·hAC聯(lián)立解得：UAC＝125V(3)由題可知施加恒力F后小