【物理】2020二轮复习电场和电势选择题特训练习（解析版）

【物理】2020二轮复习电场和电势选择题特训练习（解析版）

‎2020届高考物理二轮复习选择题特训练习（6）‎ 电场和电势 ‎1、空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,x轴上两点B、C的电场强度在x轴方向上的分量分别是EBx、ECx,下列说法中正确的有(   )‎ A.EBx>ECx B.EBx的方向沿x轴正方向 C.电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量最大 D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做负功后做正功 ‎2、如图甲所示,PQ为某电场中的一条电场线,一质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)在电场线上的O点由静止释放,粒子只在电场力作用下运动的路径中的电场强度E与运动的位移关系图像如图乙所示,则下列关于粒子运动的速度v、加速度a随时间t,电势φ、动能Ek随运动的位移x的变化关系可能正确的是(   )‎ A. B. ‎ ‎ C. D.‎ ‎3、如图所示,质量为m1=0.1kg的不带电小环A套在粗糙的竖直杆上,小环A与杆间的动摩擦因数,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力一质量为m2=0.2kg、电荷量为q=0.3C的带正电小球B与A用一绝缘细线相连,整个装置处于匀强电场中,恰好保持静止,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是(   )‎ A.电场强度E值最小时,其方向与水平方向的夹角θ=30° B.电场强度E值最小时,其方向与水平方向的夹角θ=60° C.电场强度E的最小值为 D.电场强度E的最小值为 ‎4、图甲中直线PQ表示电场中的一条电场线,质量为m、电荷量为q的带负电粒子仅在电场力作用下沿该电场线向右运动,经过P点时速度为v0,到达Q点时速度减为零,粒子运动的v—t图像如图乙所示,下列判断正确的是(   )‎ A.P点电势高于Q点电势 B.P点的电场强度大于Q点的电场强度 C.P、Q两点的电势差为 D.带负电粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能 ‎5、在光滑绝缘水平面内存在着一个静电场,其中一条电场线沿x轴方向且各点电势φ随x坐标的变化规律如图所示。一质量为m、电荷量为-q的带电小球从O点由静止释放,该小球沿x轴做直线运动,则(   )‎ A.小球在O~x2间做加速度增大的加速运动,在x2后做匀减速直线运动 B.小球在x2处电势能最小,动能最大 C.小球在x2处速度最大,在x1、x3处速度相同 D.小球在x4处速度是在x3处速度的一半 ‎6、如图，a、b是电场中的两个点，、分别表示a、b两点的电场强度，可以确定（ ）‎ A．= B．<‎ C．a、b两点电场强度的方向相同 D．a、b两点电场强度的方向相反 ‎7、直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示，M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示．若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为( )‎ A.，沿y轴正向 B.，沿y轴负向 ‎ C.，沿y轴正向 D.，沿y轴负向 ‎8、如图所示，金属板带有等量异种电荷，板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示，已知该平面内P、O的连线为等势线，且与电场线上两点M、N的连线垂直.一带电油滴在O点处于静止状态，则( )‎ A. 若将油滴置于P处，仍能静止 ‎ B. 若将油滴从M处释放，将沿电场线运动至N处 C. M点的电势一定比N点的高 ‎ D. 油滴在M点的电势能一定比在N点的小 ‎9、空间有一沿轴对称分布的电场,其电场强度随变化的图象如图所示.下列说法中正确的是(   ) ‎ A. 点的电势最低 B. 点的电势最高 C. 和两点的电势相等 D. 和两点的电势相等 ‎10、如图所示,质量为m,带电量为q的粒子,以初速度,从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B点时,速率,方向与电场的方向一致,则A、B两点的电势差为(   ) ‎ A. B. C. D. ‎ ‎11、一正电荷在电场中仅受电场力作用,从A点运动到B点,速度随时间变化的图象如图所示, 分别对应电荷在A、B两点的时刻,则下列说法中正确的是(   )‎ A.A处的场强一定小于B处的场强 B.A处的电势一定低于B处的电势 C.电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能 D.从A到B的过程中,电场力对电荷做正功 ‎12、如图所示,在水平光滑桌面上放一质量为m的玩具小车(绝缘)。在小车的光滑平台(小车的一部分)上有一轻弹簧(绝缘),一端固定在平台上,另一端被质量为m的带电小球压缩一定距离后用细绳拴住。用手将小车固定在桌面上,然后烧断细绳,小球被弹出,落在车上的A点,当小车不固定时,重复上述过程,烧断细绳,小球仍然没有落到车外。第二次车不固定,且空间存在匀强电场,电场强度大小为E,压缩弹簧至相同程度后,仍然烧断细绳,且小球能落到车上。关于小球上述运动的说法不正确的是(   )‎ A.第一次小车固定时小球落在小车上的位置和第二次小车不固定时小球落在小车上的位置相同 B.小车不固定不加电场时和小车固定加水平电场时,小球两次落在车上的位置一定不同 C.加竖直电场时无论小车是否固定,小球落在车上时动能一定比弹簧初始弹性势能大 D.不加电场时,小球相对车的运动情况相似,都可用运动学知识求解小球从弹出到落在车上的时间 ‎13、真空中的某装置如图所示,其中平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏.今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上.已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1:2:4,电荷量之比为1:1:2,则下列判断中正确的是(   ) ‎ A.三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同 B.三种粒子打到荧光屏上的位置相同 C.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:2:2 D.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:2:4‎ ‎14、如图所示,带电粒子以初速度从a点进入匀强磁场,运动中经过b点, ,若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场,带电粒子仍以从a点进入电场,仍能通过b点,那么电场强度E与磁感应强度B的比值为(    ) ‎ A. B. C.2 D. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：A 解析：沿电场方向电势降低,O点左侧,电场强度方向向左,φ—x图线在B点斜率大小比在C点的大,电场强度在x轴上的分量大;O点右侧,电场方向向右,C点电势降得慢,电场强度在x轴上的分量小;到O点时,电势的变化率为0,电场强度在x轴上的分量为0;负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先向右,再向左,电场力先做正功,后做负功,故A正确。‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：AC 解析：粒子由静止释放,只在电场力作用下运动,由题图乙可知,运动过程中电场强度越来越小,将题图乙的电场强度随位移的分布情况转化为电场线的分布如图所示,则粒子在运动过程中速度越来越大,加速度越来越小,A项正确;加速度随时间减小得越来越快,B项错误;E—x图像与x轴所围的面积表示电势差,随着位移的增大,面积增大得越来越慢,即电势改变得越来越慢,C项正确;电势改变得越来越慢,电势能改变得越来越慢,则动能增大得越来越慢,D项错误。‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：BD 解析：对A、B进行受力分析如图所示,由三角形定则知,当电场力和细线垂直时,电场力最小,即电场强度最小,根据平衡条件有,,整理可得,则有,,则φ=60°,当θ=φ=60°时,电场力最小,则电场强度最小,即,故B、D正确,A、C错误。‎ ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：ABC 解析：由图乙可知,带电粒子的速度减小,粒子在运动过程中受到向左的电场力,由于粒子带负电,故电场线方向向右,P点电势一定高于Q点电势,A正确;在v—t图像中,图线的斜率表示加速度,由图乙可知,粒子在P点的加速度大于粒子在Q点的加速度,故P点的电场强度大于Q点的电场强度,B正确;带电粒子在运动过程中只有电势能与动能之间的转化,由动能定理可知,可求出P、Q两点的电势差为,C正确;带负电粒子在电势低的地方电势能大,故带负电粒子在P点的电势能一定小于Q点的电势能,D错误。‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：ABC 解析：φ—x图像的斜率大小表示场强的大小,沿电场线的方向电势降低,则O~x2间电场线沿x轴负方向,且场强逐渐增大,后电场线沿x轴正方向,且场强不变,带负电小球从O点由静止释放,早O~x2间所受电场力沿x轴正方向且电场力逐渐增大,做加速度增大的加速运动,x2后小球所受电场力沿x轴负方向且大小不变,做匀减速直线运动,选项A正确;x2处电势最高,带负电小球在x2处电势能最小,根据功能关系,小球在x2处动能最大,选项B正确;小球在x2处动能最大,则在x2处的速度最大x1、x3处电势相等,带负电小球在x1、x3处电势能相等,根据功能关系,小球在x1、x3处动能相等,小球在x1、x3处速度方向均沿x轴正方向,小球在x1、x3处速度相同,选项C正确;小球从O运动到x3的过程中,由动能定理得;小球从O运动到x4的过程中,由动能定理得,解得,选项D错误。‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：C 解析：‎ A. B. 电场线的疏密程度与场强大小有关,电场线密处电场强,电场线疏处电场弱,故；故A错误，B错误；‎ C. D. 由图可知，a与b在同一条直线上，审题它们的方向是相同的。故C正确，D错误；‎ 故选：C。‎ ‎ ‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：B 解析：因正点电荷在O点时,G点处场强为零,即两负点电荷在G点处的电场强度为,若将正电荷移到G点,则正点电荷在H点的场强,因两负点电荷在G点的场强与在H点的场强等值反向,则H点的合场强,方向沿y轴负向,只有选项B正确。‎ ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：D 解析：A. 由题可知，在O点处于静止状态，说明在O点的电场力与重力相等，由电场线的分布可知，P点的电场强度大于O点电场强度，即，则在P点的电场力大于重力，则油滴不会处于静止状态，故A错误；‎ B. 带电油滴受到重力和电场力的作用，由于电场的方向为电场线的切线方向，可知二者的合力的方向时刻在变化，其合力的方向不沿着电场线，根据曲线运动条件可知，油滴也不会沿电场线运动到N处，故B错误；‎ C. 根据电场线的性质，可知沿着电场线电势降低，由于电场线的方向未知，故M、N点电势高低也是未知的，故C错误；‎ D. 若油滴带负电，则上极板带正电，则，则根据电势能公式可知：；若油滴带正电，则上极板带电，则，同理可知：，故D正确。‎ 故选：D。‎ a ‎ ‎ ‎9答案及解析：‎ 答案：C 解析：沿轴对称分布的电场,由题图可得其电场线以点为中心指向正、负方向,沿电场线方向电势降落(最快),所以点的电势最高,选项A、B错误;根据,电场强度是变量,可用图像面积表示电势差,因图像沿轴对称分布,所以、和图像所围面积与、和图像所围面私相等,选领C正确; 、两点的电场强度大小相等,电势沿电场线方向逐渐降低,电势不相等,选项D错误.‎ ‎ ‎ ‎10答案及解析：‎ 答案：C 解析：粒子在水平方向上做匀加速运动,则,又,得,选项C正确。‎ ‎ ‎ ‎11答案及解析：‎ 答案：B 解析：图像的斜率表示物体的加速度，从图像中可得图像的斜率越来越小，即电荷受到的电场力越来越小，所以A处的场强大于B处的场强，A错误， 从图像中可得电荷的速度越来越小，所以电场力做负功，电势能增加，所以电荷在B处的电势能大于在A处的电势能，电荷沿着电势升高的方向运动，所以B正确，CD错误.‎ ‎ ‎ ‎12答案及解析：‎ 答案：ABC 解析：假设初始时刻弹簧的弹性势能为Ep,若小车固定,则,解得,小球在竖直方向上做自由落体运动,时间设为t,则小球的落点与初始时刻在小车上的投影点之间的距离为。若小车不固定,弹簧在弹开的过程中弹力对小车和小球做功相等,则作用完毕后小球的速度大小为v',则,解得 ‎,小车与小球的相对速度为2v',则小球的落点与初始位置在小车上的投影点之间的距离为,故两次小球的落点不同,A错误;由以上分析可得,小车固定后落地点要近一些,若加一水平电场对小球进行加速,则落地点可能相同,B错误;由于所加竖直电场的场强未知,故无法判断小球落在车上时动能与初始弹簧的弹性势能之间的关系,C错误;若不加电场,则小球在竖直方向上为自由落体运动,运动时间都相同,D正确。本题选说法不正确的,故选A、B、C。‎ ‎ ‎ ‎13答案及解析：‎ 答案：B 解析：粒子加速过程,从B到M用时,得,所以,选项A错误.偏转位移,所以三种粒子打到荧光屏上的位置相同,选项B正确.因,得,选项C、D错误.‎ ‎ ‎ ‎14答案及解析：‎ 答案：C 解析：设,因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,所以圆周运动的半径正好等于d,即,得到.如果换成匀强电场,水平方向以做匀速直线运动,竖直沿y轴负方向做匀加速运动,即得到,所以,选项C正确.故选C.‎ ‎ ‎