2020版高考物理大二轮培优通用版专题强化练:(十) 电场的性质及带电粒子在电场中的运动 Word版含解析.docx
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1、专题强化练(十)电场的性质及带电粒子在电场中的运动(满分:100分时间:50分钟)一、选择题(共7小题,每小题8分,共56分)1.(考点1)(多选)(2019重庆九校联盟联考)如图所示,关于x轴对称的三条等势线为正点电荷形成的电场中的等差(Uab=Ubc)等势线,等势线与x轴的交点分别为a、b、c,下列说法正确的是()A.b点的电场强度方向与x轴垂直B.a、b、c三点中c点的电场强度最大C.a、b、c三点中c点的电势最高D.把一电子从a点移到b点,电子的电势能减小解析由于三条等势线为正点电荷形成的电场中的等差等势线,所以正点电荷位于c点的右侧,a、b、c三点中c点离正点电荷最近,根据点电荷产生
2、电场的电场强度E=kQr2,c点的电场强度最大;根据等势面与电场线垂直,电场强度方向从c指向a,b点处的电场强度方向与x轴平行,水平向左,选项A错误、B正确;电场强度方向与等势线电势降低的方向一致,a、b、c三点中c点的电势最高,选项C正确;电子放在该电场中从a到b电场力做正功,电势能减小,选项D正确。答案BCD2.(考点2)(2019湖北重点中学模拟)如图所示,A、B、C为放置在光滑绝缘水平面上的三个带电小球,球A固定且带电荷量为+Q;小球B和C带电荷量分别为-q和+2q,由长为L绝缘细杆相连,静止在水平面上。若A与B相距d,A、B和C视为点电荷,且三者在同一直线上,下列说法正确的是()A.
3、其他条件不变,将A释放后不能保持静止B.绝缘细杆长L=(2-1)dC.A在B、C处产生的电场强度关系为EB=2ECD.其他条件不变,小球A的电荷量增加为+2Q,B、C及细杆组成的系统所受合外力不为零解析三个在同一直线上的自由电荷,只要满足“两大夹一小”“两同夹一异”“近小远大”的条件,它们均能静止,选项A错误;对B电荷由平衡条件得kQqd2=2kq2L2,对C电荷同理得kQ2q(d+L)2=2kq2L2,解以上两式得B与C之间的距离为L=(2-1)d,选项B正确;由点电荷的电场强度公式得EB=kQd2,EC=kQ(d+L)2,则EB=2EC,选项C错误;A的电荷量增加为+2Q,A在B、C两点产
4、生的电场强度大小关系应满足EB=2EC,则A对B、C及细杆组成的系统所受的合外力仍为零,选项D错误。答案B3.(考点1)(多选)(2019安徽阜阳第二次调研)如图所示,匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,ABC=CAB=30,BC=23 m,已知电场线平行于三角形ABC所在的平面,一个电荷量q=-210-6 C的点电荷由A点移到B点的过程中,电势能增加了1.210-5 J,由B点移到C点的过程中电场力做功610-6 J,为方便计算,设B点电势为0,下列说法正确的是()A.B、C两点的电势差UBC=3 VB.A点的电势低于B点的电势C.负电荷由C点移到A点的过程中,电势能减少D.该电
5、场的电场强度为1 V/m解析由B移到C的过程中电场力做功WBC=610-6 J,则B、C两点的电势差为UBC=WBCq=610-6-210-6 V=-3 V,选项A错误;点电荷由A移到B的过程中,电势能增加1.210-5 J,知电场力做功-1.210-5 J,A、B两点的电势差:UAB=WABq=6 V,所以A点的电势高于B点的电势,选项B错误;UCA=-UBC-UAB=-3 V,根据W=Uq得,负电荷由C移到A的过程中,电场力做正功,所以电势能减小,选项C正确;三角形ABC为等腰三角形,所以电场强度方向沿着AB方向,由A指向B。因为BC=23 m,所以E=UAB223cos30=1 V/m,
6、所以该电场的电场强度为1 V/m,选项D正确。答案CD4.(考点4)一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图所示。在该匀强电场中,有一个带电粒子于t=0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,则下列说法中正确的是()A.带电粒子只向一个方向运动B.02 s内,电场力所做的功等于零C.4 s末带电粒子回到原出发点D.2.54 s内,电场力的冲量等于零解析由牛顿第二定律可知,带电粒子在第1 s内的加速度大小a1=qE0m,第2 s内加速度大小a2=2qE0m,因此粒子先加速1 s再减速0.5 s速度变为零,接下来的0.5 s将反向加速运动,v-t图象如图所示,选项A错误;02 s内,带电粒子
7、的初速度为零,但末速度不为零,由动能定理可知电场力所做的功不为零,选项B错误;由v-t图象中图线与时间轴围成的图形的面积为物体的位移,由图可以看出,前4 s内的位移不为零,所以带电粒子不会回到原出发点,选项C错误;2.54 s内,电场力的冲量为I=2qE00.5+(-qE0)1=0,选项D正确。答案D5.(考点2、3)(多选)(2019山东临沂高三第三次模拟考试)在竖直向上的匀强电场中,有两个质量相等、带异种电荷的小球A、B(均可视为质点)处在同一水平面上。现将两球以相同的水平速度v0向右抛出,最后落到水平地面上,运动轨迹如图所示,两球之间的静电力和空气阻力均不考虑,则()A.A球带正电,B球
8、带负电B.A球比B球先落地C.在下落过程中,A球的电势能减少,B球的电势能增加D.两球从抛出到各自落地的过程中,A球的动能变化量比B球的小解析两球在水平方向都做匀速直线运动,由x=v0t知,v0相同,则A运动的时间比B的长,竖直方向上,由h=12at2,h相等,可知,A的合力比B的小,所以A的电场力向上,带正电,B的电场力向下,带负电,选项A正确;A运动的时间比B的长,则B球比A球先落地,选项B错误;A的电场力向上,电场力对A球做负功,A球的电势能增加。B的电场力向下,电场力对B球做正功,B球的电势能减小,选项C错误;A的合力比B的小,则A的合力做功较少,由动能定理知A球的动能变化小,选项D正
9、确。答案AD6.(考点2)(多选)(2019黑龙江大庆铁人中学月考)如图所示,绝缘水平面内的等边三角形ABP的边长为L,顶点P恰好位于一倾角为30的光滑绝缘直轨道OP的最低点,OO垂直于水平面,O为三角形AB边的中点,现将一对等量异种电荷固定于A、B两点,各自所带电荷量为Q,在光滑直导轨OP上端O处将质量为m,带电荷量为+q的小球套在轨道上(忽略它对原电场的影响)由静止开始释放,取无穷远处电势为零,静电力常量为k,重力加速度为g,空气阻力可忽略,则小球沿轨道OP下滑过程中()A.小球做匀加速直线运动B.小球的电势能先增大后减小C.轨道O处与P处电场强度大小之比为221D.小球到达轨道底端P的速
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