【核動(dòng)力】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)19-第6章-靜電場2-

課時(shí)作業(yè)(十九)(時(shí)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(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后括號(hào)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(fù)電荷的b點(diǎn)釋放一初速為零的帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)(重力不計(jì))，在兩點(diǎn)電荷連線上運(yùn)動(dòng)過程中，以下說法正確的是()A．帶電質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能越來越小B．帶電質(zhì)點(diǎn)的電勢能越來越大C．帶電質(zhì)點(diǎn)的加速度越來越大D．帶電質(zhì)點(diǎn)通過各點(diǎn)處的電勢越來越高【解析】負(fù)電荷在兩點(diǎn)電荷間受的靜電力水平向左，故靜電力對(duì)其做正功，動(dòng)能增大，電勢能減小，經(jīng)過各點(diǎn)處的電勢越來越高，D正確，A、B錯(cuò)誤；因電場強(qiáng)度在兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)最小，故帶電質(zhì)點(diǎn)的加速度先減小后增大，C錯(cuò)誤．【答案】D2.如圖所示，在某電場中畫出了三條電場線，C點(diǎn)是AB連線的中點(diǎn)．已知A點(diǎn)的電勢為φA＝50V，B點(diǎn)的電勢為φB＝10V，則C點(diǎn)的電勢()A．φC＝30VB．φC>30VC．φC<30VD．上述選項(xiàng)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(xiàng)C正確．【答案】C3．如圖，M、N是兩個(gè)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(diǎn)，S是N表面上的一點(diǎn)．在MN之間的電場中畫有三條等勢線．現(xiàn)有一個(gè)帶正電的油滴從E點(diǎn)射入電場，它經(jīng)過了F點(diǎn)和W點(diǎn)．已知油滴在F點(diǎn)的機(jī)械能大于在W點(diǎn)的機(jī)械能．(E、W兩點(diǎn)在同一等勢線上，不計(jì)油滴對(duì)原電場的影響，不計(jì)空氣阻力)則以下說法正確的是()A．P和Q兩點(diǎn)的電勢不等B．P點(diǎn)的電勢高于S點(diǎn)的電勢C．油滴在F點(diǎn)的電勢能高于在E點(diǎn)的電勢能D．油滴在E、F、W三點(diǎn)的機(jī)械能和電勢能之和沒有轉(zhuǎn)變【解析】M處于靜電平衡狀態(tài)，P和Q是導(dǎo)體M表面上的兩點(diǎn)，故P和Q兩點(diǎn)的電勢相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．依據(jù)油滴在F點(diǎn)的機(jī)械能大于在W點(diǎn)的機(jī)械能，可知油滴從F到W過程中電場力做負(fù)功，帶電體M帶負(fù)電，N帶正電，P點(diǎn)的電勢低于S點(diǎn)的電勢，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．油滴在F點(diǎn)的電勢能低于在E(或W)點(diǎn)的電勢能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．在只有電場力和重力做功的狀況下，帶電油滴的機(jī)械能和電勢能之和保持不變，選項(xiàng)D正確．【答案】D4．兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)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(fù)電荷越近電勢越低，且φ<0，故選A.【答案】A5.(2021·合肥高三質(zhì)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(dá)D點(diǎn)．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(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)，只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)．從A到D，靜電力對(duì)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(cuò)誤，B正確．【答案】B6．如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個(gè)等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab＝Ubc，實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，R同時(shí)在等勢面b上，據(jù)此可知()A．三個(gè)等勢面中，c的電勢最低B．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢能比在Q點(diǎn)的小C．帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能與電勢能之和比在Q點(diǎn)的小D．帶電質(zhì)點(diǎn)在R點(diǎn)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(yīng)垂直等勢線由c經(jīng)b至a，所以a點(diǎn)電勢最低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子由P經(jīng)R至Q的過程中，電場力對(duì)其做正功，帶電質(zhì)點(diǎn)的電勢能降低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中只有電場力做功，所以質(zhì)點(diǎn)的電勢能與動(dòng)能之和保持不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；依據(jù)電場線與等勢面的幾何關(guān)系可知，選項(xiàng)D正確．【答案】D7.如圖所示，勻強(qiáng)電場中有a、b、c三點(diǎn)．在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)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(diǎn)O的電勢為φO＝φb－eq\f(1,2)Uba＝2V．a(chǎn)b的中點(diǎn)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?yàn)镸N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(diǎn)電勢為零，為最低電勢點(diǎn)，同理M點(diǎn)電勢為4V，為最高電勢點(diǎn)．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(diǎn)為圓心．空間存在一未知靜電場，場強(qiáng)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(jì))，先從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，動(dòng)能削減了W；又從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，動(dòng)能增加了W，那么關(guān)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(qiáng)電場B．方向垂直于AB并由C指向O的勻強(qiáng)電場C．位于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的電場D．位于D點(diǎn)的正點(diǎn)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(zhì)檢)如圖所示，＋Q和－Q是兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，以點(diǎn)電荷＋Q為圓心作圓，A、B為圓上兩點(diǎn)，MN是兩電荷連線的中垂線；與兩電荷連線交點(diǎn)為O，下列說法正確的是()A．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度B．電子在A點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能C．把質(zhì)子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力對(duì)質(zhì)子做功為零D．把質(zhì)子從A點(diǎn)移動(dòng)到MN上任何一點(diǎn)，質(zhì)子的電勢能變化都相同【解析】由等量異種點(diǎn)電荷的電場線和等勢線分布可知：EA＜EB，φA＞φB，A錯(cuò)誤、B正確；WAB＝UABq＝(φA－φB)q＞0，故C錯(cuò)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(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷＋Q、－Q，虛線是以＋Q所在點(diǎn)為圓心、eq\f(L,2)為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)在x軸上，b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱.下列推斷正確的是()A．b、d兩點(diǎn)處的電勢相同B．四個(gè)點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢最低C．b、d兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度相同D．將一摸索電荷＋q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，＋q的電勢能減小【解析】過c點(diǎn)的中垂線為一條等勢線，電勢為零，其余a、b、d三點(diǎn)的電勢均大于零，且依據(jù)對(duì)稱性可知b、d兩點(diǎn)的電勢相等，所以A、B兩項(xiàng)正確；b、d兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的方向不同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；a點(diǎn)的電勢大于零，則摸索電荷＋q在a點(diǎn)處的電勢能大于零，而在c點(diǎn)的電勢能等于零，故摸索電荷沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，電勢能減小，D項(xiàng)正確．【答案】ABD二、綜合應(yīng)用(本題共2小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11．(15分)(2021·臨沂市高三上學(xué)期期中)質(zhì)量m＝0.1kg的帶電小球，在某電場中從O點(diǎn)經(jīng)A、B運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)．已知O、A、B、C四點(diǎn)在同一條豎直線上，t＝0時(shí)小球恰在O點(diǎn)，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(shí)帶電小球的加速度和所受電場力的大?。?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(yùn)動(dòng)，其加速度大小a＝eq\f(vA,tA)＝8m/s2設(shè)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(dòng)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(zhì)檢)如圖所示，空間有場強(qiáng)E＝1.0×102V/m的豎直向下的勻強(qiáng)電場，長L＝0.8m不行伸長的輕繩固定于O點(diǎn)．另一端系一質(zhì)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(diǎn)無初速度釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)的正下方B點(diǎn)時(shí)，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(diǎn)．g取10m/s2(1)求繩子的最大張力；(2)求A、C兩點(diǎn)的電勢差；(3)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)即將打到MN板時(shí)，突然施加一恒力F作用在小球上，同時(shí)把擋板快速水平向右移至足夠遠(yuǎn)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(dòng)能定理及圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)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(guān)系及電場相關(guān)學(xué)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