2024年高考物理二輪復習易錯題型專項練習7靜電場含解析

PAGE1-靜電場1.如圖所示，實線是一簇未標明方向的由點電荷Q產(chǎn)生的電場線，若帶電粒子由a運動到b的軌跡如圖中虛線所示，電場力做正功.已知粒子在兩點所受電場力分別為，則下列推斷正確的是()A.若Q為正電荷，則q帶負電，且 B.若Q為正電荷，則q帶負電，且C.若Q為負電荷，則q帶負電，且 D.若Q為負電荷，則q帶負電，且2.如圖所示，將一帶電小球A通過絕緣細線懸掛于O點，細線不能伸長.現(xiàn)要使細線偏離豎直方向30°角，可在O點正下方的B點放置帶電荷量為的點電荷，且連線垂直于；也可在O點正下方C點放置帶電荷量為的點電荷，且處于同一水平線上.則為()A.1 B. C. D.3.口罩中運用的熔噴布經(jīng)駐極處理后,對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極,針尖旁邊的空氣被電離后,帶電粒子在電場力作用下運動,熔噴布捕獲帶電粒子而帶上靜電,平板電極表面為等勢面,熔噴布帶電后對電場的影響可忽視不計,下列說法正確的是()A.針狀電極上,針尖旁邊的電場較弱B.熔噴布上表面因捕獲帶電粒子而帶負電C.沿圖中虛線向熔噴布運動的帶電粒子,其加速度漸漸減小D.兩電極相距越遠,熔噴布捕獲的帶電粒子速度越大4.如圖所示,用兩根長度均為的絕緣輕繩將帶正電的小球懸掛在水平的天花板下,小球的質(zhì)量為m,輕繩與天花板的夾角均為,小球正下方距離也為的A處有一絕緣支架上同樣有一個帶電小球,此時輕繩的張力均為零,現(xiàn)在將支架水平向右移動到B處,B處與上方小球的連線與豎直方向的夾角為θ,小球處于靜止狀態(tài),則()A.A處的帶電小球帶負電B.A處與B處小球所受庫侖力大小之比為C.支架處于B處,左邊繩子張力大小為D.支架處于B處,右邊繩子張力大小為5.如圖所示,水平放置的充電平行金屬板相距為d,其間形成勻強電場,一帶正電的油滴從下極板左邊緣射入,并沿直線從上極板右邊緣射出,油滴質(zhì)量為m,帶電荷量為q,現(xiàn)僅將上極板上移少許,其他條件保持不變,重力加速度為g,則下列分析正確的是()A.上移后油滴的運動軌跡是曲線B.上移后電場強度大小小于,方向豎直向上C.上移后下極板和上極板之間的電勢差為D.上移后油滴穿越兩板之間的電場時電勢能削減了6.如圖所示,真空中某直線形粒子放射裝置足夠長,水平放置在截面為等腰三角形的勻強電場區(qū)域上方,勻強電場方向水平向里(垂直于紙面,圖中未標出).已知該裝置放射的粒子都是質(zhì)子,同時射出的粒子為同一批粒子,出射速度相同,不計粒子重力,粒子經(jīng)過電場偏轉(zhuǎn)后打在水平地面的光屏上.則從上往下看,關(guān)于打在光屏上的粒子,下列說法正確的是()A.同一批射出的粒子,在左右兩邊的最先到達地面的光屏上B.同一批射出的粒子打在地面光屏上呈“∧”形C.不同批次射出的粒子速度越大,打在地面光屏上距離x軸的平均距離越遠D.同一批射出的粒子打在地面光屏上時電勢能的變更量正比于射入電場時離x軸的高度的平方7.如圖所示，在與水平面成30°角放置的平行板電容器中，存在電場強度的勻強電場，兩板間距為，m，q為別為下極板右側(cè)內(nèi)邊緣處負點電荷的質(zhì)量和帶電荷量，靜止釋放點電荷后，點電荷會運動到正極板，則該點電荷在運動過程中（）A.重力勢能增大，電勢能減小 B.到達正極板所用時間為C.電場力做的功為 D.到達正極板時的動能為8.平面直角坐標系內(nèi)有三點,位置如圖所示,勻強電場平行于坐標平面.將電子從a點分別移到坐標原點O和b點的過程中,電場力做功均為2eV,已知a點電勢為2V,以下說法正確的是()A.b點電勢為零B.電場強度大小為200V/mC.電子在c點電勢能為D.將電子從a點移到b點和從b點移到c點,電場力做功相同9.如圖所示,水平面內(nèi)的等邊三角形的邊長為L,頂點P恰好位于一傾角為30°的光滑絕緣直導軌的最低點,點的豎直投影點O為三角形邊的中點,現(xiàn)將一對等量異種點電荷固定于兩點,各自所帶電荷量均為Q,在光滑直導軌上端處,將質(zhì)量為m、帶電荷量為的小球套在導軌上(忽視它對原電場的影響)由靜止起先釋放,取無窮遠處電勢為零,靜電力常量為k,重力加速度為g,空氣阻力可忽視,則小球沿導軌下滑過程中()A.小球剛釋放時的加速度大小為 B.小球的電勢能先增大后減小C.小球到達導軌底端P的速度為 D.導軌上與P處場強大小之比為10.電子束熔煉是指在真空下,將高速電子束的動能轉(zhuǎn)換為熱能作為熱源來進行金屬熔煉的一種熔煉方法.如圖所示,陰極燈絲被加熱后產(chǎn)生初速度為零的電子,在大小為加速電壓的作用下,以極高的速度向陽極運動;穿過陽極后,在金屬電極間大小為電壓形成的聚焦電場作用下,轟擊到物料上,其動能全部轉(zhuǎn)換為熱能,使物料不斷熔煉.已知某電子在熔煉爐中的軌跡如圖中虛線所示,P是軌跡上的一點,聚焦電場過P點的一條電場線如圖中所示,則()A.電極的電勢高于電極的電勢B.電子在P點時速度方向與聚焦電場強度方向夾角小于90°C.聚焦電場只變更電子速度的方向,不變更電子速度的大小D.電子轟擊到物料上時的動能大于11.如圖所示，一充電后與電源斷開的平行板電容器的兩極板水平放置，兩板長均為L，板間距離為d，距板右端L處有一豎直屏M.一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的質(zhì)點以初速度沿中線射入兩板間，最終垂直打在M上，則下列結(jié)論正確的是（已知重力加速度為g）()A.兩極板間電壓為B.板間電場強度大小為C.整個過程中質(zhì)點的重力勢能增加D.若僅增大兩極板間距，則該質(zhì)點不行能垂直打在M上12.質(zhì)譜儀通過探測不同離子到達探測頭的時間，可以測得離子比荷.如圖甲所示，探測頭在探測器左端中點.脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光S照耀產(chǎn)生不同價位的離子，假設正離子在A極板處初速度為零，極板間的加速電壓為，離子加速后從B板上小孔射出，沿中心線方向進入板間的偏轉(zhuǎn)限制區(qū).已知加速電場間距為d，偏轉(zhuǎn)極板的長度及寬度均為L.設加速電場和偏轉(zhuǎn)電場均為勻強電場，不計離子重力和離子間相互作用.（1）若偏轉(zhuǎn)電壓，某比荷為k的離子沿中心線到達探測頭，求該離子飛行的總時間；（2）若偏轉(zhuǎn)電壓，在板間加上垂直于紙面對里的勻強磁場，磁感應強度為B，要使全部離子均能通過限制區(qū)域并從右側(cè)飛出，求這些離子比荷k的取值范圍；（3）若偏轉(zhuǎn)電壓與時間t的關(guān)系如圖乙所示，最大值，周期，假設離子比荷為k，并且在時刻起先連續(xù)勻稱地射入偏轉(zhuǎn)電場.以D極板的右端點為坐標原點，豎直向上為y軸正方向，探測頭可在y軸上自由移動，在到時間內(nèi)，要使探測頭能收集到全部粒子，求探測頭坐標y隨時間t變更的關(guān)系.

答案以及解析1.答案：C解析：由題圖知，粒子的運動軌跡向右彎曲，說明粒子受到的電場力方向大致向右，則知Q與q帶同種電荷.依據(jù)電場線的疏密表示場強的大小知，a處的場強比b處的場強大，由，知，故C正確.2.答案：B解析：對兩種狀況下的小球A進行受力分析，如圖所示，依據(jù)矢量的合成法則，結(jié)合幾何學問及平衡條件，則有，，設小球A帶電荷量為Q，細線長為L，依據(jù)庫侖定律有，依據(jù)幾何學問有，聯(lián)立以上各式可得，故B正確.3.答案：C解析：針狀電極上針尖處的電荷最密集,所以針尖旁邊的電場強度比較大,漸漸遠離針尖,電場強度漸漸減小,帶電粒子所受電場力漸漸減小,沿題圖中虛線向熔噴布運動的帶電粒子加速度漸漸減小,C正確,A錯誤;空氣受電場影響被電離產(chǎn)生帶電粒子,電場線方向從所接電源的正極指向負極,正電荷向熔噴布方向運動被熔噴布捕獲,則熔噴布上表面帶正電,B錯誤;由動能定理可知,帶電粒子的運動速度與合外力做功有關(guān),即與電場力做功有關(guān),依據(jù)可知,電場力做功只與電勢差有關(guān),和運動距離無關(guān),D錯誤.4.答案：C解析：當絕緣支架上的帶電小球在A位置時,輕繩的張力均為零,說明上方小球受力平衡,受力分析可知其只受重力和庫侖力,因此A處的帶電小球帶正電,故A錯誤;依據(jù)庫侖定律可得,因此在A處與B處小球所受庫侖力大小之比等于兩帶電小球距離平方的倒數(shù)比,即,因為,所以,故B錯誤;支架處于B處,兩球間的庫侖力為.設左、右繩的張力大小分別為和,則由正交分解可得,,解得，故C正確,D錯誤.5.答案：D解析：由于油滴沿直線在極板間運動,可知油滴肯定做勻速直線運動,可得,則電場強度大小為,依據(jù)公式,,可得,則當上極板向上移動時,E不變,方向豎直向上,仍有,所以油滴的運動軌跡仍舊是直線,A、B錯誤;綜上分析,由于E不變,依據(jù),當上極板向上移動少許,d變大,所以U變大,兩極板間的電勢差不再是,C錯誤;當上極板向上移動少許,E不變,所以油滴射出電場時的位置也不變,重力做的負功為,則電場力做的正功為,依據(jù)功能關(guān)系可知,油滴的電勢能削減了,D正確.6.答案：D解析：由題意可知,粒子進入電場后,豎直方向做勻速直線運動,水平方向做勻加速直線運動,所以同一批射出的粒子同時到達水平地面的光屏上,故A錯誤;由類平拋運動規(guī)律知豎直方向有,水平方向有,整理得為進入電場時離x軸的高度,可知粒子打在地面光屏上不是“∧”形,而是拋物線,故B錯誤;粒子速度越大,則在電場中運動時間越短,距離x軸的平均距離越近,故C錯誤;依據(jù)功能關(guān)系有，即同一批射出的粒子打在地面光屏上時電勢能的變更量正比于射入電場時離x軸的高度的平方,故D正確.7.答案：D解析：點電荷受力分析如圖所示.依據(jù)平行四邊形定則可知，合力水平向左，大小為即點電荷沿水平方向向左勻加速運動到正極板，所以重力不做功，重力勢能不變，A錯誤；依據(jù)，，解得，所以B錯誤；電場力做的功,C錯誤;依據(jù)動能定理得,D正確。8.答案：BC解析：由題意可知,因a點電勢為2V,則兩點的電勢均為4V,選項A錯誤;電場強度大小為,選項B正確;連線與電場強度E方向平行,則,則c點的電勢為8V,電子在c點的電勢能為,選項C正確;由于之間和之間的電勢差不相等,則將電子從a點移到b點和從b點移到c點,電場力做功不相同,選項D錯誤。9.答案：ACD解析：在點電場強度方向沿水平方向,與導軌垂直,則小球的加速度,故A正確;因等量異種點電荷固定于兩點,則在其連線的中垂面上全部點的場強方向垂直于該面,該面為等勢面,則小球沿下滑過程中電勢能不變,故B錯誤;由點到P點電勢相等,所以小球沿下滑時電場力不做功,只有重力做功,依據(jù)幾何學問可知,則有,得,故C正確;由幾何學問可得,則點場強大小為,P點場強大小,則,故D正確.10.答案：AD解析：在P點,電子所受電場力的方向指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),又要與電場線相切,可推斷電場線的方向是從指向,所以電極的電勢高于電極的電勢,A正確;軌跡的切線方向即電子的速度方向,由圖可知速度方向與電場方向夾角大于90°,B錯誤;聚焦電場一方面使電子向中心靠攏,另一方面使電子加速,所以既變更電子速度的方向,又變更電子速度的大小,C錯誤;聚焦電場對電子做功,且設總功是正功W,從O到,依據(jù)動能定理有,電子轟擊到物料上時的動能大于,故D正確.11.答案：BC解析：據(jù)題分析可知，質(zhì)點在平行板間軌跡應向上偏轉(zhuǎn)，做類平拋運動，飛出電場后，質(zhì)點的軌跡向下偏轉(zhuǎn)，才能最終垂直打在M屏上，前后過程質(zhì)點的運動軌跡有對稱性，可見兩次偏轉(zhuǎn)的加速度大小相等，依據(jù)牛頓其次定律得，解得，由得板間電勢差，故A錯誤，B正確；質(zhì)點在電場中向上偏轉(zhuǎn)的距離，解得，故質(zhì)點打在屏上的位置與P點的距離為，重力勢能的增加量，故C正確；僅增大兩極板間的距離，因兩板上電荷量不變，依據(jù)可知，板間場強不變，質(zhì)點在電場中受力狀況不變，則運動狀況不變，故仍垂直打在屏上，故D錯誤.12.答案：（1）（2）（3）解析：（1）離子在電場中加速時，由運動學公式有，其中，解得加速時間，此過程依據(jù)動能定理