新高考物理二輪復(fù)習(xí)過關(guān)練習(xí)第3部分 考前特訓(xùn) 熱點(diǎn)8　電場(chǎng)的性質(zhì) (含解析)

熱點(diǎn)8電場(chǎng)的性質(zhì)1.(2022·遼寧省縣級(jí)重點(diǎn)高中協(xié)作體一模)口罩中使用的熔噴布經(jīng)駐極處理后，對(duì)空氣的過濾增加靜電吸附功能．駐極處理裝置如圖所示，針狀電極與平板電極分別接高壓直流電源正負(fù)極，針尖附近的空氣被電離后，帶電粒子在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，熔噴布捕獲帶電粒子帶有靜電，平板電極表面為等勢(shì)面，熔噴布帶電后對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì)，不計(jì)帶電粒子的重力，下列說法正確的是()A．針狀電極上，針尖附近的電場(chǎng)較弱B．熔噴布上表面因捕獲帶電粒子將帶負(fù)電C．沿圖中虛線向熔噴布運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，其加速度逐漸減小D．兩電極相距越遠(yuǎn)，熔噴布捕獲的帶電粒子速度越大答案C解析導(dǎo)體尖端的電荷特別密集，所以電場(chǎng)強(qiáng)度比較大，沿著遠(yuǎn)離尖端的地方電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，靜電力減小，加速度也減小，故C正確，A錯(cuò)誤；空氣受電場(chǎng)影響被電離產(chǎn)生帶電粒子，電場(chǎng)線方向從正極指向負(fù)極，帶正電的粒子沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)被熔噴布捕獲而使熔噴布帶正電，故B錯(cuò)誤；帶電粒子的運(yùn)動(dòng)速度由動(dòng)能定理可知速度的大小與合外力做功有關(guān)，即與靜電力做功有關(guān)，根據(jù)W＝Uq可知，靜電力做功只與電勢(shì)差有關(guān)，和運(yùn)動(dòng)距離無關(guān)，故D錯(cuò)誤．2.(2022·山東泰安市一模)如圖所示，正方形四個(gè)頂點(diǎn)上依次放置電荷量為＋q、＋q、＋q、－q的點(diǎn)電荷，a、b、c、d是對(duì)角線上的四個(gè)點(diǎn)，它們到中心O點(diǎn)的距離均相同．則()A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，電勢(shì)相等B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，電勢(shì)相等C．c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，電勢(shì)相等D．c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，電勢(shì)不相等答案B解析根據(jù)等量同種點(diǎn)電荷和等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的分布情況可知：在cd連線方向上＋q和－q的電場(chǎng)中，c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也相同；a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)不等；在兩個(gè)＋q的電場(chǎng)中，c、d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，c、d的電勢(shì)相等，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等．所以根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也不同，a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等，c、d兩點(diǎn)電勢(shì)不相等，故B正確．3．(2022·陜西寶雞市模擬)如圖所示，在坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于xOy平面．以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為R＝2cm的圓與坐標(biāo)軸相交于M、N、P、Q四點(diǎn)．現(xiàn)測(cè)得P點(diǎn)的電勢(shì)為3V，Q點(diǎn)的電勢(shì)為－3V，M點(diǎn)的電勢(shì)為4V，則下列說法正確的是()A．電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿y軸負(fù)方向B．N點(diǎn)的電勢(shì)為－3VC．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為250V/mD．圓周上兩點(diǎn)間的最大電勢(shì)差為8V答案C沿－y方向的分量為Ey＝eq\f(3,0.02)V/m＝150V/m，則電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝eq\r(Ex2＋Ey2)＝250V/m，方向與x軸正方向夾角θ的正切值為tanθ＝eq\f(Ey,Ex)＝0.75，則θ＝37°，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；因?yàn)棣誐－φO＝φO－φN，可得φN＝－4V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圓周上兩點(diǎn)間的最大電勢(shì)差為U＝E·2R＝10V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．(2022·山東濟(jì)南市模擬)x軸上固定著兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B，兩點(diǎn)電荷分別位于xA＝0，xB＝4d處，兩者所在區(qū)域?yàn)檎婵眨趦烧哌B線上某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與該點(diǎn)位置的關(guān)系如圖所示．選取x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向，無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零．以下說法正確的是()A．點(diǎn)電荷A、B分別帶正電和負(fù)電B．A、B所帶電荷量的絕對(duì)值之比為1∶3C．x＝d處電勢(shì)最高且為零D．將電子從x＝5d處無初速度釋放，其電勢(shì)能一直減小答案D解析若點(diǎn)電荷A、B帶異種電荷，則在x軸上0～4d區(qū)間的電場(chǎng)方向唯一不變化，即水平向右或水平向左，故A錯(cuò)誤；由題圖可知在x＝d處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，即eq\f(kQA,d2)＝eq\f(kQB,9d2)，解得eq\f(QA,QB)＝eq\f(1,9)，故B錯(cuò)誤；0～d區(qū)域，電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向，d～4d區(qū)域電場(chǎng)方向沿x軸正方向，可知0～4d區(qū)域，從x＝d處沿兩側(cè)電勢(shì)降低，無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，故x＝d處電勢(shì)大于零；x≥4d的區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)方向指向x軸負(fù)方向，所以沿x軸負(fù)方向電勢(shì)逐漸降低，無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，故x≥4d的區(qū)域內(nèi)的電勢(shì)都小于零，所以x＝d處電勢(shì)最高且大于零，故C錯(cuò)誤；x≥4d的區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向，所以將電子從x＝5d處釋放后受水平向右的力，靜電力一直做正功，電勢(shì)能一直減小，故D正確．5．(多選)(2022·甘肅張掖市高三期末)一帶電粒子僅在靜電力作用下從A點(diǎn)開始以初速度－v0做直線運(yùn)動(dòng)，其v－t圖像如圖所示．粒子在t時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，3t時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，以下判斷正確的是()A．A、B、C三點(diǎn)中B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大B．A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系一定為φB>φA>φCC．粒子從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，靜電力先做正功后做負(fù)功D．粒子從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小答案AD解析由速度時(shí)間圖像可知，加速度先增大后減小，B點(diǎn)的加速度最大，所以B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大，A正確；因?yàn)椴恢缼щ娏Ｗ拥碾娦砸约半妶?chǎng)的方向，所以無法判斷電勢(shì)的關(guān)系，B錯(cuò)誤；由圖像可知，動(dòng)能先減小后增大，根據(jù)能量守恒可知，電勢(shì)能先增大后減小，D正確；因?yàn)殡妱?shì)能先增大后減小，所以靜電力先做負(fù)功后做正功，C錯(cuò)誤．6.(2022·山東省名校聯(lián)盟高三期末)如圖所示，真空中有四個(gè)相同的點(diǎn)電荷，電荷量均為q，分別固定在棱長(zhǎng)為L(zhǎng)的正四面體(由絕緣材料制成)的四個(gè)頂點(diǎn)上，靜電力常量為k.任意一個(gè)點(diǎn)電荷所受靜電力的大小為()A.eq\f(\r(6)kq2,L2) B.eq\f(\r(3)kq2,L2)C.eq\f(\r(6)kq2,3L2) D.eq\f(\r(3)kq2,3L2)答案A解析設(shè)正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)為ABCD，O為底邊三角形ABC中心，連接OD、AO、CO，如圖所示，由幾何關(guān)系可知cosα＝eq\f(\r(6),3)，A處點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0＝eq\f(kq,L2)，同理B、C處兩點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小也為E0＝eq\f(kq,L2)，這三個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度水平分量互成120°且大小相等，故最終抵消，電場(chǎng)強(qiáng)度豎直分量為Ey＝E0cosα＝eq\f(\r(6)kq,3L2)，故D點(diǎn)合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E合＝3Ey＝eq\f(\r(6)kq,L2)，則D點(diǎn)處電荷受靜電力大小為F＝E合q＝eq\f(\r(6)kq2,L2)，則每個(gè)點(diǎn)所受靜電力大小都為eq\f(\r(6)kq2,L2)，故選A.7．(2022·河南開封市二模)如圖甲，在某電場(chǎng)中的O點(diǎn)先后無初速度釋放兩個(gè)正點(diǎn)電荷Ⅰ和Ⅱ，電荷僅在靜電力的作用下沿直線向A運(yùn)動(dòng)，兩電荷的動(dòng)能Ek隨位移x變化的關(guān)系如圖乙．若Ⅰ的電荷量為q，則可知()A．電荷Ⅱ的電荷量為eq\f(q,2)B．電荷Ⅱ受到的靜電力大小為FⅡ＝eq\f(Ek0,x0)C．此電場(chǎng)一定為勻強(qiáng)電場(chǎng)且電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝eq\f(Ek0,qx0)D．選O點(diǎn)為電勢(shì)零點(diǎn)，A點(diǎn)的電勢(shì)為φA＝eq\f(Ek0,q)答案C解析由動(dòng)能定理可知，電荷的動(dòng)能Ek隨位移x的變化圖線的斜率表示該電荷所受的靜電力，故電荷Ⅰ和Ⅱ所受的靜電力大小分別為FⅠ＝eq\f(Ek0,x0)，F(xiàn)Ⅱ＝eq\f(2Ek0,x0)，故B錯(cuò)誤；由題圖乙可知，靜電力為恒力，則電場(chǎng)強(qiáng)度大小方向均不變，故此電場(chǎng)為勻強(qiáng)電