2024高考物理一輪復(fù)習(xí)專題53電場(chǎng)力的性質(zhì)練習(xí)含解析新人教版

PAGE5-專題53電場(chǎng)力的性質(zhì)1．[2024·全國卷Ⅰ]如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則()A．P和Q都帶正電荷B．P和Q都帶負(fù)電荷C．P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷D．P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷2．[2024·陜西摸底]勻稱帶電的球體在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)．如圖所示，在半球體上勻稱分布正電荷，總電荷量為q，球半徑為R，MN為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有A、B兩點(diǎn)，A、B關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，AB＝4R.已知A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為()A.eq\f(kq,2R2)＋EB.eq\f(kq,2R2)－EC.eq\f(kq,4R2)＋ED.eq\f(kq,4R2)－E3.(多選)如圖所示，A、B為兩個(gè)固定的等量正點(diǎn)電荷，在它們連線的中點(diǎn)處有一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的正點(diǎn)電荷C，現(xiàn)給電荷C一個(gè)垂直于連線的初速度v0，若不計(jì)電荷C所受的重力，則關(guān)于電荷C運(yùn)動(dòng)過程中的速度和加速度狀況，下列說法正確的是()A．加速度始終增大B．加速度先增大后減小C．速度始終增大，最終趨于無窮大D．速度始終增大，最終趨于某有限值4.如圖所示，一電子沿等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線由A→O→B勻速運(yùn)動(dòng)，電子重力不計(jì)，則電子除受電場(chǎng)力外，所受的另一個(gè)力的大小和方向改變狀況是()A．先變大后變小，方向水平向左B．先變大后變小，方向水平向右C．先變小后變大，方向水平向左D．先變小后變大，方向水平向右5．[2024·全國卷Ⅲ]如圖，∠M是銳角三角形PMN最大的內(nèi)角，電荷量為q(q>0)的點(diǎn)電荷固定在P點(diǎn)．下列說法正確的是()A．沿MN邊，從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小漸漸增大B．沿MN邊，從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電勢(shì)先增大后減小C．正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能比其在N點(diǎn)的電勢(shì)能大D．將正電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的總功為負(fù)6．[2024·河北隆化存瑞中學(xué)期中]如圖，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球B用絕緣細(xì)線懸掛，處于固定的帶電體A產(chǎn)生的電場(chǎng)中，A可視為點(diǎn)電荷，B為摸索電荷．當(dāng)小球B靜止時(shí)，A、B等高，細(xì)線偏離豎直方向的夾角為θ.已知重力加速度為g.則點(diǎn)電荷A在B處所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為()A.eq\f(mg,tanθ)B.eq\f(mgsinθ,q)C.eq\f(mgcosθ,q)D.eq\f(mgtanθ,q)7.如圖所示，在某一真空中，只有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和豎直向下的重力場(chǎng)，在豎直平面內(nèi)有初速度為v0的帶電微粒，恰能沿圖示虛線由A向B做直線運(yùn)動(dòng)．那么()A．微粒帶正、負(fù)電荷都有可能B．微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C．微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．微粒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)8．(多選)某靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線如圖所示，帶電粒子在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，由M運(yùn)動(dòng)到N，以下說法正確的是()A．粒子必定帶正電荷B．粒子在M點(diǎn)的加速度大于它在N點(diǎn)的加速度C．粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度D．粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能小于它在N點(diǎn)的動(dòng)能9．[2024·全國卷Ⅱ]如圖，兩金屬板P、Q水平放置，間距為d.兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G，P、Q、G的尺寸相同．G接地，P、Q的電勢(shì)均為φ(φ>0)．質(zhì)量為m，電荷量為q(q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置，以速度v0平行于紙面水平射入電場(chǎng)，重力忽視不計(jì)．(1)求粒子第一次穿過G時(shí)的動(dòng)能，以及它從射入電場(chǎng)至此時(shí)在水平方向上的位移大??；(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場(chǎng)，則金屬板的長(zhǎng)度最短應(yīng)為多少？專題53電場(chǎng)力的性質(zhì)1．D本題考查庫侖力的性質(zhì)以及學(xué)生對(duì)基本學(xué)問的理解實(shí)力，體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念核心素養(yǎng)．兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直說明兩小球水平方向都處于平衡狀態(tài)．設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E，P所帶電荷量大小為q，Q所帶電荷量大小為q′.若P帶負(fù)電，對(duì)P分析如圖甲所示，此時(shí)Q應(yīng)帶正電，對(duì)Q分析如圖乙所示，兩細(xì)繩可與天花板垂直，符合題意；同理分析若P帶正電，不符合題意．故選D.2．B若將半徑為R的帶電荷量為2q的球體放在O處，勻稱帶電的球體在A、B點(diǎn)所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為E0＝eq\f(2kq,2R2)＝eq\f(kq,2R2)，由題知上半部分半球體在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則另一半球體(下半部分)在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小也為E，則上部半球體在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E′＝E0－E，解得E′＝eq\f(kq,2R2)－E，B正確．3．BD由電場(chǎng)的疊加原理，AB中垂線上由C向上場(chǎng)強(qiáng)為先增大后減小，則電荷C所受電場(chǎng)力向上先增后減，所以C的加速度先增后減，但速度始終增大，且有一有限值，可知B、D正確．4．B5．BC本題借助圖形考查了數(shù)學(xué)幾何的特點(diǎn)、點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的特點(diǎn)和電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)．由題意可知在三角形PMN中，∠M>∠N，則PN>PM，以P點(diǎn)為圓心、PM為半徑作一圓周交MN于Q點(diǎn)，如圖所示．在P點(diǎn)固定正點(diǎn)電荷，則該圓周為正點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)中的一條等勢(shì)線，即電勢(shì)φM＝φQ>φN；場(chǎng)強(qiáng)大小EM＝EQ>EN.沿MN邊，從M點(diǎn)到N點(diǎn)，依據(jù)場(chǎng)強(qiáng)分布特點(diǎn)可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小先增大后減小(最大值在MQ中點(diǎn))，A錯(cuò)誤．沿MN邊，從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電勢(shì)先增大后減小(最大值在MQ中點(diǎn))，B正確．正電荷所在位置的電勢(shì)越大，其電勢(shì)能越大，反之就越小，因φM>φN，故C正確．因電勢(shì)能EpM>EpN，而電場(chǎng)力所做功W＝－(EpN－EpM)＝EpM－EpN>0，故D錯(cuò)誤．6．D小球B處于平衡狀態(tài)，受力如圖所示，由平衡條件得，F(xiàn)＝mgtanθ，解得，E＝eq\f(F,q)＝eq\f(mgtanθ,q)，D正確，A、B、C錯(cuò)誤．7．B物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件是合力的方向與速度方向共線，重力的方向豎直向下，則電場(chǎng)力的方向只能水平向左，故微粒帶負(fù)電，A錯(cuò)；由于合力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反且為恒力，故微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，C、D錯(cuò)，B對(duì)．8．ACD由做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知，粒子所受電場(chǎng)力應(yīng)指向軌跡的凹側(cè)，而粒子所受電場(chǎng)力的方向沿電場(chǎng)線切線方向，故此粒子帶正電，A正確；電場(chǎng)線越密，場(chǎng)強(qiáng)越大，粒子受電場(chǎng)力就越大，依據(jù)牛頓其次定律可知其加速度也越大，此粒子在N點(diǎn)的加速度大，B錯(cuò)誤，C正確；粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，由動(dòng)能定理知此粒子在N點(diǎn)的動(dòng)能大，故D正確．9．(1)eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋eq\f(2φ,d)qhv0eq\r(\f(mdh,qφ))(2)2v0eq\r(\f(mdh,qφ))解析：本題考查了帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及學(xué)生的綜合分析實(shí)力，體現(xiàn)了模型建構(gòu)的素養(yǎng)要素．(1)由題意得，P、G間與Q、G間場(chǎng)強(qiáng)大小相等，均為E.粒子在P、G間所受電場(chǎng)力F的方向豎直向下，設(shè)粒子的加速度大小為a，有E＝eq\f(2φ,d)①F＝qE＝ma②設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)動(dòng)能為Ek，由動(dòng)能定理有qEh＝Ek－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)③設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)所用的時(shí)間為t，粒子在水平方向的位移為l，則有h＝eq\f(1,2)at