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(2022-2024年)3年高考2年模擬匯編專題一靜電場(chǎng)(單選題)3年真題1.(2022·天津·高考真題)如圖所示,一正點(diǎn)電荷固定在圓心,M、N是圓上的兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(
)A.M點(diǎn)和N點(diǎn)電勢(shì)相同B.M點(diǎn)和N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.負(fù)電荷由M點(diǎn)到N點(diǎn),電勢(shì)能始終增大D.負(fù)電荷由M點(diǎn)到N點(diǎn),電場(chǎng)力始終做正功【答案】A【解析】AB.M、N是以O(shè)為圓心的圓上的兩點(diǎn),則電勢(shì)相同,場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向不同,A正確,B錯(cuò)誤;CD.由于兩點(diǎn)電勢(shì)相等,負(fù)電荷由M點(diǎn)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零,電勢(shì)能變化量為零,CD錯(cuò)誤。故選A。2.(2022·福建·高考真題)平時(shí)我們所處的地球表面,實(shí)際上存在場(chǎng)強(qiáng)大小為的電場(chǎng),可將其視為勻強(qiáng)電場(chǎng),在地面立一金屬桿后空間中的等勢(shì)面如圖所示。空間中存在a、b、c三點(diǎn),其中a點(diǎn)位于金屬桿正上方,b、c等高。則下列說(shuō)法正確的是()A.b、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差 B.a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小大于C.a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右 D.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)低于c點(diǎn)【答案】B【解析】A.由圖可知,b、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差為故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,a點(diǎn)與相鄰兩等勢(shì)面的距離小于,電勢(shì)差等于,根據(jù)可知a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小大于,故B正確;C.根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于等勢(shì)面,可知a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿豎直方向,不是水平方向,故C錯(cuò)誤;D.由圖可知,a點(diǎn)與c點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,電勢(shì)均為,故D錯(cuò)誤。故選B。3.(2022·重慶·高考真題)如圖為某同學(xué)采用平行板電容器測(cè)量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖,電容器上極板固定,下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng),兩極板間電壓不變。若材料溫度降低時(shí),極板上所帶電荷量變少,則()A.材料豎直方向尺度減小 B.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變C.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大 D.電容器電容變大【答案】A【解析】BCD.根據(jù)電容的決定式可知,根據(jù)題意可知極板之間電壓不變,極板上所帶電荷量變少,極板間距增大,電容減小,極板之間形成勻強(qiáng)電場(chǎng),根據(jù)可知極板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小,BCD錯(cuò)誤;A.極板間距增大,材料豎直方向尺度減小,A正確;故選A。4.(2022·北京·高考真題)利用如圖所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象,其中E為電源,R為定值電阻,C為電容器,A為電流表,V為電壓表。下列說(shuō)法正確的是()A.充電過(guò)程中,電流表的示數(shù)逐漸增大后趨于穩(wěn)定B.充電過(guò)程中,電壓表的示數(shù)逐漸增大后趨于穩(wěn)定C.放電過(guò)程中,電流表的示數(shù)均勻減小至零D.放電過(guò)程中,電壓表的示數(shù)均勻減小至零【答案】B【解析】A.充電過(guò)程中,隨著電容器兩極板電荷量的積累,電路中的電流逐漸減小,電容器充電結(jié)束后,電流表示數(shù)為零,A錯(cuò)誤;B.充電過(guò)程中,隨著電容器兩極板電荷量的積累,電壓表測(cè)量電容器兩端的電壓,電容器兩端的電壓迅速增大,電容器充電結(jié)束后,最后趨于穩(wěn)定,B正確;CD.電容器放電的圖像如圖所示可知電流表和電壓表的示數(shù)不是均勻減小至0的,CD錯(cuò)誤。故選B。5.(2022·江蘇·高考真題)如圖所示,正方形ABCD四個(gè)頂點(diǎn)各固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,電荷量相等,O是正方形的中心?,F(xiàn)將A點(diǎn)的電荷沿OA的延長(zhǎng)線向無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng),則()A.在移動(dòng)過(guò)程中,O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變小B.在移動(dòng)過(guò)程中,C點(diǎn)的電荷所受靜電力變大C.在移動(dòng)過(guò)程中,移動(dòng)的電荷所受靜電力做負(fù)功D.當(dāng)其移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí),O點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)【答案】D【解析】A.O是等量同種電荷連線的中點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)為0,將A處的正點(diǎn)電荷沿OA方向移至無(wú)窮遠(yuǎn)處,O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變大,故A不符合題意;B.移動(dòng)過(guò)程中,C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)變小,正電荷所受靜電力變小,故B錯(cuò)誤;C.A點(diǎn)電場(chǎng)方向沿OA方向,移動(dòng)過(guò)程中,移動(dòng)電荷所受靜電力做正功,故C錯(cuò)誤;D.A點(diǎn)電場(chǎng)方向沿OA方向,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí),O點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì),故D正確。故選D。6.(2022·湖北·高考真題)密立根油滴實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接,板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)。用一個(gè)噴霧器把密度相同的許多油滴從上板中間的小孔噴入電場(chǎng),油滴從噴口噴出時(shí)由于摩擦而帶電。金屬板間電勢(shì)差為U時(shí),電荷量為q、半徑為r的球狀油滴在板間保持靜止。若僅將金屬板間電勢(shì)差調(diào)整為2U,則在板間能保持靜止的球狀油滴所帶電荷量和半徑可以為()A.q,r B.2q,r C.2q,2r D.4q,2r【答案】D【解析】初始狀態(tài)下,液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),滿足即AB.當(dāng)電勢(shì)差調(diào)整為2U時(shí),若液滴的半徑不變,則滿足可得AB錯(cuò)誤;CD.當(dāng)電勢(shì)差調(diào)整為2U時(shí),若液滴的半徑變?yōu)?r時(shí),則滿足可得C錯(cuò)誤,D正確。故選D。7.(2022·浙江·高考真題)如圖所示,帶等量異種電荷的兩正對(duì)平行金屬板M、N間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),板長(zhǎng)為L(zhǎng)(不考慮邊界效應(yīng))。t=0時(shí)刻,M板中點(diǎn)處的粒子源發(fā)射兩個(gè)速度大小為v0的相同粒子,垂直M板向右的粒子,到達(dá)N板時(shí)速度大小為;平行M板向下的粒子,剛好從N板下端射出。不計(jì)重力和粒子間的相互作用,則()A.M板電勢(shì)高于N板電勢(shì)B.兩個(gè)粒子的電勢(shì)能都增加C.粒子在兩板間的加速度D.粒子從N板下端射出的時(shí)間【答案】C【解析】A.由于不知道兩粒子的電性,故不能確定M板和N板的電勢(shì)高低,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)題意垂直M板向右的粒子,到達(dá)N板時(shí)速度增加,動(dòng)能增加,則電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減?。粍t平行M板向下的粒子到達(dá)N板時(shí)電場(chǎng)力也做正功,電勢(shì)能同樣減小,故B錯(cuò)誤;CD.設(shè)兩板間距離為d,對(duì)于平行M板向下的粒子剛好從N板下端射出,在兩板間做類平拋運(yùn)動(dòng),有對(duì)于垂直M板向右的粒子,在板間做勻加速直線運(yùn)動(dòng),因兩粒子相同,在電場(chǎng)中加速度相同,有聯(lián)立解得,故C正確,D錯(cuò)誤;故選C。8.(2022·河北·高考真題)如圖,真空中電荷量為和的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于點(diǎn)與點(diǎn),形成一個(gè)以延長(zhǎng)線上點(diǎn)為球心,電勢(shì)為零的等勢(shì)面(取無(wú)窮處電勢(shì)為零),為連線上的一點(diǎn),S為等勢(shì)面與直線的交點(diǎn),為等勢(shì)面上的一點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.點(diǎn)電勢(shì)低于點(diǎn)電勢(shì) B.點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向指向O點(diǎn)C.除無(wú)窮遠(yuǎn)處外,MN直線上還存在兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn) D.將正試探電荷從T點(diǎn)移到P點(diǎn),靜電力做正功【答案】B【解析】A.在直線上,左邊正電荷在點(diǎn)右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右,右邊負(fù)電荷在線段區(qū)間的電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右,根據(jù)電場(chǎng)的疊加可知間的電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右,沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,可知點(diǎn)電勢(shì)高于電勢(shì)為零的等勢(shì)面,S處于電勢(shì)為零的等勢(shì)面上,則S電勢(shì)為零;則點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì),故A錯(cuò)誤;C.由于正電荷的電荷量大于負(fù)電荷電荷量,可知在直線MN上在N左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度不可能為零,在右側(cè),設(shè)距離為,根據(jù)可知除無(wú)窮遠(yuǎn)處外,直線MN電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)只有一個(gè),故C錯(cuò)誤;D.由A選項(xiàng)分析可知:點(diǎn)電勢(shì)為零,電勢(shì)低于電勢(shì),則正試探電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能低于在的電勢(shì)能,將正試探電荷從T點(diǎn)移到P點(diǎn),電勢(shì)能增大,靜電力做負(fù)功,故D錯(cuò)誤;B.設(shè)電勢(shì)為零的等勢(shì)面的半徑為,與線段MN交于A點(diǎn),設(shè)距離為,距離為,如圖所示根據(jù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)結(jié)合電勢(shì)的疊加原理、滿足,解得,由于電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直等勢(shì)面,可知T點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必過(guò)等勢(shì)面的圓心,O點(diǎn)電勢(shì)可知可知T點(diǎn)電場(chǎng)方向指向O點(diǎn),故B正確。故選B。9.(2022·湖南·高考真題)如圖,四根完全相同的均勻帶正電絕緣長(zhǎng)棒對(duì)稱放置在長(zhǎng)方體的四條長(zhǎng)邊a、b、c、d上。移去a處的絕緣棒,假定另外三根絕緣棒電荷分布不變。關(guān)于長(zhǎng)方體幾何中心O點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度方向和電勢(shì)的變化,下列說(shuō)法正確的是()A.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向a,電勢(shì)減小B.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向c,電勢(shì)減小C.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向a,電勢(shì)增大D.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向c,電勢(shì)增大【答案】A【解析】根據(jù)對(duì)稱性可知,移去a處的絕緣棒后,電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向a,再根據(jù)電勢(shì)的疊加原理,單個(gè)點(diǎn)電荷在距其r處的電勢(shì)為(取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)現(xiàn)在撤去a處的絕緣棒后,q減小,則O點(diǎn)的電勢(shì)減小。故選A。10.(2022·山東·高考真題)半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置,圓心位于O點(diǎn),環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點(diǎn)A、B、C將圓環(huán)三等分,取走A、B處兩段弧長(zhǎng)均為的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于延長(zhǎng)線上距O點(diǎn)為的D點(diǎn),O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變,q為()A.正電荷, B.正電荷,C.負(fù)電荷, D.負(fù)電荷,【答案】C【解析】取走A、B處兩段弧長(zhǎng)均為的小圓弧上的電荷,根據(jù)對(duì)稱性可知,圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為與A在同一直徑上的A1和與B在同一直徑上的B1產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,如圖所示,因?yàn)閮啥位¢L(zhǎng)非常小,故可看成點(diǎn)電荷,則有由圖可知,兩場(chǎng)強(qiáng)的夾角為,則兩者的合場(chǎng)強(qiáng)為根據(jù)O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為0,則放在D點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,大小為根據(jù)聯(lián)立解得故選C。11.(2022·浙江·高考真題)某種氣體—電子放大器的局部結(jié)構(gòu)是由兩塊夾有絕緣介質(zhì)的平行金屬薄膜構(gòu)成,其上存在等間距小孔,其中相鄰兩孔截面上的電場(chǎng)線和等勢(shì)線的分布如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.a(chǎn)點(diǎn)所在的線是等勢(shì)線B.b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比c點(diǎn)大C.b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的值比a、c兩點(diǎn)間的大D.將電荷沿圖中的線從d→e→f→g移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做功為零【答案】C【解析】A.因上下為兩塊夾有絕緣介質(zhì)的平行金屬薄膜,則a點(diǎn)所在的線是電場(chǎng)線,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.因c處的電場(chǎng)線較b點(diǎn)密集,則c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.因bc兩處所處的線為等勢(shì)線,可知b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的值比a、c兩點(diǎn)間的大,選項(xiàng)C正確;D.因dg兩點(diǎn)在同一電場(chǎng)線上,電勢(shì)不相等,則將電荷沿圖中的線從d→e→f→g移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做功不為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。12.(2023·河北·高考真題)由點(diǎn)電荷組成的系統(tǒng)的電勢(shì)能與它們的電荷量、相對(duì)位置有關(guān)。如圖1,a、b、c,d四個(gè)質(zhì)量均為m、帶等量正電荷的小球,用長(zhǎng)度相等、不可伸長(zhǎng)的絕緣輕繩連接,靜置在光滑絕緣水平面上,O點(diǎn)為正方形中心,設(shè)此時(shí)系統(tǒng)的電勢(shì)能為。剪斷a、d兩小球間的輕繩后,某時(shí)刻小球的速度大小為v,方向如圖2,此時(shí)系統(tǒng)的電勢(shì)能為(
)A. B.C. D.【答案】B【解析】由于運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,所以a球的速度大小也為v,方向與ad連線成角斜向左下方。b和c球的運(yùn)動(dòng)方向垂直于bc向上,大小相等,將兩球看成一個(gè)整體,其質(zhì)量為2m,速度為,對(duì)于四個(gè)球組成的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),動(dòng)量守恒,有解得由于整個(gè)系統(tǒng)的能量守恒,設(shè)此時(shí)系統(tǒng)的電勢(shì)能為,有解得故選B。13.(2023·重慶·高考真題)真空中固定有兩個(gè)點(diǎn)電荷,負(fù)電荷Q1位于坐標(biāo)原點(diǎn)處,正電荷Q2位于x軸上,Q2的電荷量大小為Q1的8倍。若這兩點(diǎn)電荷在x軸正半軸的x=x0處產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度為0,則Q1、Q2相距()A.B.C.D.【答案】B【解析】依題意,兩點(diǎn)電荷電性相反,且Q2的電荷量較大,根據(jù)題意,正電荷Q2位于x軸負(fù)半軸,設(shè)兩點(diǎn)電荷相距L,根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可得又解得故選B。14.(2023·北京·高考真題)如圖所示,兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷位于M、N兩點(diǎn)上,E、F是MN連線中垂線上的兩點(diǎn),O為EF、MN的交點(diǎn),EO=OF。一不計(jì)重力帶負(fù)電的點(diǎn)電荷在E點(diǎn)由靜止釋放后(
)A.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.在O點(diǎn)所受靜電力最大C.由E到O的時(shí)間等于由O到F的時(shí)間D.由E到F的過(guò)程中電勢(shì)能先增大后減小【答案】C【解析】AB.帶負(fù)電的點(diǎn)電荷在E點(diǎn)由靜止釋放,將以O(shè)點(diǎn)為平衡位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng),在O點(diǎn)所受電場(chǎng)力為零,故AB錯(cuò)誤;C.根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,點(diǎn)電荷由E到O的時(shí)間等于由O到F的時(shí)間,故C正確;D.點(diǎn)電荷由E到F的過(guò)程中電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功,則電勢(shì)能先減小后增大,故D錯(cuò)誤。故選C。15.(2023·浙江·高考真題)AB、CD兩塊正對(duì)的平行金屬板與水平面成30°角固定,豎直截面如圖所示。兩板間距10cm,電荷量為、質(zhì)量為的小球用長(zhǎng)為5cm的絕緣細(xì)線懸掛于A點(diǎn)。閉合開(kāi)關(guān)S,小球靜止時(shí),細(xì)線與AB板夾角為30°;剪斷細(xì)線,小球運(yùn)動(dòng)到CD板上的M點(diǎn)(未標(biāo)出),則(
)
A.MC距離為 B.電勢(shì)能增加了C.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 D.減小R的阻值,MC的距離將變大【答案】B【解析】A.根據(jù)平衡條件和幾何關(guān)系,對(duì)小球受力分析如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系可得聯(lián)立解得剪斷細(xì)線,小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng),如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系可得故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)幾何關(guān)系可得小球沿著電場(chǎng)力方向的位移與電場(chǎng)力方向相反,電場(chǎng)力做功為則小球的電勢(shì)能增加,故B正確;C.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小故C錯(cuò)誤;D.減小R的阻值,極板間的電勢(shì)差不變,極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,所以小球的運(yùn)動(dòng)不會(huì)發(fā)生改變,MC的距離不變,故D錯(cuò)誤。故選B。【點(diǎn)睛】16.(2023·浙江·高考真題)某帶電粒子轉(zhuǎn)向器的橫截面如圖所示,轉(zhuǎn)向器中有輻向電場(chǎng)。粒子從M點(diǎn)射入,沿著由半徑分別為R1和R2的圓弧平滑連接成的虛線(等勢(shì)線)運(yùn)動(dòng),并從虛線上的N點(diǎn)射出,虛線處電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為E1和E2,則R1、R2和E1、E2應(yīng)滿足()
A. B. C. D.【答案】A【解析】帶電粒子在電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力提供向心力,則有聯(lián)立可得故選A。17.(2023·湖北·高考真題)在正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn),其電勢(shì)分別為、,電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為、。下列說(shuō)法正確的是()A.若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的遠(yuǎn)B.若,則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的近C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則D.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則【答案】C【解析】A.沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低,根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知若則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的近,故A錯(cuò)誤;B.電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知若則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的遠(yuǎn),故B錯(cuò)誤;C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),電勢(shì)增加,故有故C正確;D.若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,則是逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng);根據(jù)正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn)可知故D錯(cuò)誤。故選C。18.(2023·海南·高考真題)如圖所示,一光滑絕緣軌道水平放置,直徑上有A、B兩點(diǎn),AO=2cm,OB=4cm,在AB固定兩個(gè)帶電量分別為Q1、Q2的正電荷,現(xiàn)有一個(gè)帶正電小球靜置于軌道內(nèi)側(cè)P點(diǎn)(小球可視為點(diǎn)電荷),已知AP:BP=n:1,試求Q1:Q2是多少(
)
A.2n2:1 B.4n2:1 C.2n3:1 D.4n3:1【答案】C【解析】對(duì)小球受力分析如圖所示
由正弦定理有其中∠CPH=∠OPB,∠CHP=∠HPD=∠APO其中△APO中同理有其中,聯(lián)立有Q1:Q2=2n3:1故選C。19.(2023·湖南·高考真題)如圖,真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷固定在同一直線上,電荷量分別為Q1、Q2和Q3,P點(diǎn)和三個(gè)點(diǎn)電荷的連線與點(diǎn)電荷所在直線的夾角分別為90°、60°、和30°。若P點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,q>0,則三個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量可能為(
)
A.Q1=q,,Q3=q B.Q1=-q,,Q3=-4qC.Q1=-q,,Q3=-q D.Q1=q,,Q3=4q【答案】D【解析】AB.選項(xiàng)AB的電荷均為正和均為負(fù),則根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加法則可知,P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不可能為零,AB錯(cuò)誤;C.設(shè)P、Q1間的距離為r,則Q1、Q3在P點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小有解得而Q2產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為
則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不可能為零,C錯(cuò)誤;D.設(shè)P、Q1間的距離為r,則Q1、Q3在P點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小有解得而Q2產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)可能為零,D正確。故選D。20.(2023·全國(guó)·高考真題)在一些電子顯示設(shè)備中,讓陰極發(fā)射的電子束通過(guò)適當(dāng)?shù)姆莿驈?qiáng)電場(chǎng),可以使發(fā)散的電子束聚集。下列4幅圖中帶箭頭的實(shí)線表示電場(chǎng)線,如果用虛線表示電子可能的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中正確的是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】A【解析】A.電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè),A正確;B.電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè),對(duì)電子受力分析有
可見(jiàn)與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾,B錯(cuò)誤;C.電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè),對(duì)電子受力分析有可見(jiàn)與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾,C錯(cuò)誤;D.電子做曲線運(yùn)動(dòng)滿足合力指向軌跡凹側(cè),對(duì)電子受力分析有可見(jiàn)與電場(chǎng)力的受力特點(diǎn)相互矛盾,D錯(cuò)誤;故選A。21.(2023·浙江·高考真題)如圖所示,示波管由電子槍豎直方向偏轉(zhuǎn)電極YY′、水平方向偏轉(zhuǎn)電極XX′和熒光屏組成。電極XX′的長(zhǎng)度為l、間距為d、極板間電壓為U,YY′極板間電壓為零,電子槍加速電壓為10U。電子剛離開(kāi)金屬絲的速度為零,從電子槍射出后沿OO′方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極。已知電子電荷量為e,質(zhì)量為m,則電子(
)A.在XX′極板間的加速度大小為B.打在熒光屏?xí)r,動(dòng)能大小為11eUC.在XX′極板間受到電場(chǎng)力的沖量大小為D.打在熒光屏?xí)r,其速度方向與OO′連線夾角α的正切【答案】D【解析】A.由牛頓第二定律可得,在XX′極板間的加速度大小A錯(cuò)誤;B.電子電極XX′間運(yùn)動(dòng)時(shí),有vx=axt電子離開(kāi)電極XX′時(shí)的動(dòng)能為電子離開(kāi)電極XX′后做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以打在熒光屏?xí)r,動(dòng)能大小為,B錯(cuò)誤;C.在XX′極板間受到電場(chǎng)力的沖量大小C錯(cuò)誤;D.打在熒光屏?xí)r,其速度方向與OO′連線夾角α的正切D正確。故選D。22.(2024·貴州·高考真題)如圖,A、B、C三個(gè)點(diǎn)位于以O(shè)為圓心的圓上,直徑與弦間的夾角為。A、B兩點(diǎn)分別放有電荷量大小為的點(diǎn)電荷時(shí),C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向恰好沿圓的切線方向,則等于()
A. B. C. D.2【答案】B【解析】根據(jù)題意可知兩電荷為異種電荷,假設(shè)為正電荷,為負(fù)電荷,兩電荷在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)如下圖,設(shè)圓的半徑為r,根據(jù)幾何知識(shí)可得,同時(shí)有,聯(lián)立解得故選B。
23.(2024·重慶·高考真題)沿空間某直線建立x軸,該直線上的靜電場(chǎng)方向沿x軸,其電勢(shì)的φ隨位置x變化的圖像如圖所示,一電荷量為e帶負(fù)電的試探電荷,經(jīng)過(guò)x2點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為1.5eV,速度沿x軸正方向若該電荷僅受電場(chǎng)力。則其將(
)A.不能通過(guò)x3點(diǎn) B.在x3點(diǎn)兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)C.能通過(guò)x0點(diǎn) D.在x1點(diǎn)兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】帶負(fù)電的試探電荷在x2處動(dòng)能為1.5eV,電勢(shì)能為-1eV,總能量為0.5eV,且試探電荷速度沿x軸正方向,在x2~x3區(qū)域試探電荷受到沿x軸正方向的靜電力,做加速運(yùn)動(dòng),在x3處速度最大,試探電荷繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到x3右側(cè),做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度為零時(shí),電勢(shì)能為0.5eV,即運(yùn)動(dòng)到電勢(shì)為-0.5V處減速到零,開(kāi)始向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),后反向回到x2處動(dòng)能仍為1.5eV,繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng),在電勢(shì)為-0.5V處減速到零又反向,不會(huì)運(yùn)動(dòng)到x0、x1處,即試探電荷在x3點(diǎn)兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。故選B。24.(2024·浙江·高考真題)如圖所示空間原有大小為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),在此空間同一水平面的M、N點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷,絕緣光滑圓環(huán)ABCD垂直MN放置,其圓心O在MN的中點(diǎn),半徑為R、AC和BD分別為豎直和水平的直徑。質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球套在圓環(huán)上,從A點(diǎn)沿圓環(huán)以初速度v0做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則()A.小球從A到C的過(guò)程中電勢(shì)能減少B.小球不可能沿圓環(huán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.可求出小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的加速度D.小球在D點(diǎn)受到圓環(huán)的作用力方向平行MN【答案】C【解析】A.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線特點(diǎn)可知,圓環(huán)所在平面為等勢(shì)面,勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上,則小球從A到C的過(guò)程電勢(shì)增加,電勢(shì)能增加,故A錯(cuò)誤;B.當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)滿足時(shí),小球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的向心力大小不變,可沿圓環(huán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)動(dòng)能定理可求出小球到B點(diǎn)時(shí)的速度vB,根據(jù)可得小球的向心加速度,再根據(jù)牛頓第二定律可得小球的切向加速度,再根據(jù)矢量合成可得B點(diǎn)的加速度為故C正確;D.小球在D點(diǎn)受到豎直向下的重力、豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力、平行MN方向的等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力和圓環(huán)的作用力,圓環(huán)的作用力一個(gè)分力與等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力平衡,其與MN平行,而另一分力提供向心力,方向指向圓心,故小球在D點(diǎn)受到圓環(huán)的作用力方向不平行MN,故D錯(cuò)誤。故選C。25.(2024·浙江·高考真題)圖示是“研究電容器兩極板間距對(duì)電容大小的影響”實(shí)驗(yàn),保持電荷量不變,當(dāng)極板間距增大時(shí),靜電計(jì)指針張角增大,則()A.極板間電勢(shì)差減小 B.電容器的電容增大C.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大 D.電容器儲(chǔ)存能量增大【答案】D【解析】AB.根據(jù),可得當(dāng)極板間距增大時(shí)電容減小,由于電容器的帶電量不變,故極板間電勢(shì)差增大,故AB錯(cuò)誤;C.根據(jù)得故場(chǎng)強(qiáng)不變,故C錯(cuò)誤;D.移動(dòng)極板的過(guò)程中要克服電場(chǎng)力做功,故電容器儲(chǔ)存能量增大,故D正確。故選D。26.(2024·北京·高考真題)如圖所示,兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別位于M、N兩點(diǎn),P、Q是MN連線上的兩點(diǎn),且。下列說(shuō)法正確的是()A.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大B.P點(diǎn)電勢(shì)與Q點(diǎn)電勢(shì)相等C.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,P、Q兩點(diǎn)間電勢(shì)差不變【答案】C【解析】A.由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)知,P、Q兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,A錯(cuò)誤;B.由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來(lái)越低知,P點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)電勢(shì),B錯(cuò)誤;CD.由電場(chǎng)疊加得P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度若僅兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,同理Q點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,而PQ間距不變,根據(jù)定性分析可知P、Q兩點(diǎn)間電勢(shì)差變大,C正確,D錯(cuò)誤。故選C。27.(2024·甘肅·高考真題)一平行板電容器充放電電路如圖所示。開(kāi)關(guān)S接1,電源E給電容器C充電;開(kāi)關(guān)S接2,電容器C對(duì)電阻R放電。下列說(shuō)法正確的是()A.充電過(guò)程中,電容器兩極板間電勢(shì)差增加,充電電流增加B.充電過(guò)程中,電容器的上極板帶正電荷、流過(guò)電阻R的電流由M點(diǎn)流向N點(diǎn)C.放電過(guò)程中,電容器兩極板間電勢(shì)差減小,放電電流減小D.放電過(guò)程中,電容器的上極板帶負(fù)電荷,流過(guò)電阻R的電流由N點(diǎn)流向M點(diǎn)【答案】C【解析】A.充電過(guò)程中,隨著電容器帶電量的增加,電容器兩極板間電勢(shì)差增加,充電電流在減小,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)電路圖可知,充電過(guò)程中,電容器的上極板帶正電荷、流過(guò)電阻R的電流由N點(diǎn)流向M點(diǎn),故B錯(cuò)誤;C.放電過(guò)程中,隨著電容器帶電量的減小,電容器兩極板間電勢(shì)差減小,放電電流在減小,故C正確;D.根據(jù)電路圖可知,放電過(guò)程中,電容器的上極板帶正電荷,流過(guò)電阻R的電流由M點(diǎn)流向N點(diǎn),故D錯(cuò)誤。故選C。28.(2024·廣西·高考真題)如圖,將不計(jì)重力、電荷量為q帶負(fù)電的小圓環(huán)套在半徑為R的光滑絕緣半圓弧上,半圓弧直徑兩端的M點(diǎn)和N點(diǎn)分別固定電荷量為和的負(fù)點(diǎn)電荷。將小圓環(huán)從靠近N點(diǎn)處?kù)o止釋放,小圓環(huán)先后經(jīng)過(guò)圖上點(diǎn)和點(diǎn),已知,則小圓環(huán)從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中()A.靜電力做正功 B.靜電力做負(fù)功C.靜電力先做正功再做負(fù)功 D.靜電力先做負(fù)功再做正功【答案】A【解析】解法一:設(shè)在小圓環(huán)在、間的任意一點(diǎn),與的夾角為,根據(jù)幾何關(guān)系可得帶負(fù)電的小圓環(huán)與M點(diǎn)固定的電電荷間庫(kù)侖力為,方向由帶負(fù)電的小圓環(huán)與N點(diǎn)固定的電電荷間庫(kù)侖力為,方向由連接,將兩個(gè)庫(kù)侖力沿著方向(半徑方向)和垂直(圓弧切線方向)分解,則沿切線方向因素分解可得則小圓環(huán)在半圓弧上運(yùn)動(dòng)時(shí),,則、、均大于0,則當(dāng)時(shí),即時(shí),,靜電力做正功。當(dāng)時(shí),,靜電力做負(fù)功。可得小圓環(huán)后經(jīng)過(guò)圖上點(diǎn)和點(diǎn)的過(guò)程中受到的靜電力在切線方向的分力一直大于等于0,則靜電力一直做正功。故選A。解法二:設(shè)在小圓環(huán)在、間的任意一點(diǎn),與的夾角為,根據(jù)幾何關(guān)系可得帶負(fù)電的小圓環(huán)在兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能關(guān)于求導(dǎo)可得當(dāng)時(shí),,為單調(diào)遞減函數(shù)。當(dāng)時(shí),,為單調(diào)遞增函數(shù),從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)由增大到,故一直變小,靜電力一直做正功。故A正確。故選A。29.(2024·河北·高考真題)如圖,真空中有兩個(gè)電荷量均為的點(diǎn)電荷,分別固定在正三角形的頂點(diǎn)B、C.M為三角形的中心,沿的中垂線對(duì)稱放置一根與三角形共面的均勻帶電細(xì)桿,電荷量為.已知正三角形的邊長(zhǎng)為a,M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,靜電力常量的k.頂點(diǎn)A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(
)A. B. C. D.【答案】D【解析】B點(diǎn)C點(diǎn)的電荷在M的場(chǎng)強(qiáng)的合場(chǎng)強(qiáng)為因M點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,因此帶電細(xì)桿在M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),由對(duì)稱性可知帶電細(xì)桿在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為,方向豎直向上,因此A點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為故選D。30.(2024·河北·高考真題)我國(guó)古人最早發(fā)現(xiàn)了尖端放電現(xiàn)象,并將其用于生產(chǎn)生活,如許多古塔的頂端采用“傘狀”金屬飾物在雷雨天時(shí)保護(hù)古塔。雷雨中某時(shí)刻,一古塔頂端附近等勢(shì)線分布如圖所示,相鄰等勢(shì)線電勢(shì)差相等,則a、b、c、d四點(diǎn)中電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是(
)A.a(chǎn)點(diǎn) B.b點(diǎn) C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)【答案】C【解析】在靜電場(chǎng)中,等差等勢(shì)線的疏密程度反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。圖中c點(diǎn)的等差等勢(shì)線相對(duì)最密集,故該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大。故選C。31.(2024·湖南·高考真題)真空中有電荷量為和的兩個(gè)點(diǎn)電荷,分別固定在x軸上和0處。設(shè)無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為0,x正半軸上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的圖像正確的是(
)A. B.C. D.【答案】D【解析】根據(jù)點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)公式,設(shè)處的電勢(shì)為0,得解得故可知當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),。故選D。32.(2024·江西·高考真題)蠟燭火焰是一種含有電子、正離子、中性粒子的氣體狀物質(zhì),將其置于電壓恒定的兩平行金屬板間,板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示.若兩金屬板間距減小,關(guān)于火焰中電子所受的電場(chǎng)力,下列說(shuō)法正確的是(
)A.電場(chǎng)強(qiáng)度增大,方向向左 B.電場(chǎng)強(qiáng)度增大,方向向右C.電場(chǎng)強(qiáng)度減小,方向向左 D.電場(chǎng)強(qiáng)度減小,方向向右【答案】B【解析】由題知,兩極板電壓保持不變,則根據(jù)電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系有當(dāng)電極板距離減小時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度E增大,再結(jié)合題圖可知極板間的電場(chǎng)線水平向左,則可知電子受到的電場(chǎng)力方向向右。故選B。33.(2024·寧夏四川·高考真題)在電荷量為Q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,將無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)規(guī)定為零時(shí),距離該點(diǎn)電荷r處的電勢(shì)為,其中k為靜電力常量,多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì),等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在的該點(diǎn)的電勢(shì)的代數(shù)和。電荷量分別為和的兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的等勢(shì)線如圖中曲線所示(圖中數(shù)字的單位是伏特),則()A., B., C., D.,【答案】B【解析】根據(jù)兩點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)分布可知帶正電,帶負(fù)電;由圖中電勢(shì)為0的等勢(shì)線可知由圖中距離關(guān)系可知聯(lián)立解得故選B。34.(2024·新疆河南·高考真題)如圖,兩根不可伸長(zhǎng)的等長(zhǎng)絕緣細(xì)繩的上端均系在天花板的O點(diǎn)上,下端分別系有均帶正電荷的小球P、Q;小球處在某一方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,平衡時(shí)兩細(xì)繩與豎直方向的夾角大小相等。則()A.兩繩中的張力大小一定相等B.P的質(zhì)量一定大于Q的質(zhì)量C.P的電荷量一定小于Q的電荷量D.P的電荷量一定大于Q的電荷量【答案】B【解析】由題意可知設(shè)Q和P兩球之間的庫(kù)侖力為F,繩子的拉力分別為T(mén)1,T2,質(zhì)量分別為m1,m2;與豎直方向夾角為θ,對(duì)于小球Q有對(duì)于小球P有聯(lián)立有所以可得又因?yàn)榭芍?,即P的質(zhì)量一定大于Q的質(zhì)量;兩小球的電荷量則無(wú)法判斷。故選B。35.(2024·江蘇·高考真題)在靜電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn),試探電荷在兩點(diǎn)的靜電力F與電荷量q滿足如圖所示的關(guān)系,請(qǐng)問(wèn)a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小等于()A. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè)圖像的橫坐標(biāo)單位長(zhǎng)度電荷量為,縱坐標(biāo)單位長(zhǎng)度的力大小為根據(jù)可知圖像斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度,由圖可知可得故選D。36.(2024·遼寧·高考真題)在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一帶電小球僅在重力和電場(chǎng)力作用下于豎直面(紙面)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。如圖,若小球的初速度方向沿虛線,則其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線,若小球的初速度方向垂直于虛線,則其從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)等高處的過(guò)程中()A.動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大 B.動(dòng)能增大,電勢(shì)能增大C.動(dòng)能減小,電勢(shì)能減小 D.動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小【答案】D【解析】根據(jù)題意若小球的初速度方向沿虛線,則其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線,可知電場(chǎng)力和重力的合力沿著虛線方向,又電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)樗椒较?,根?jù)力的合成可知電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右,若小球的初速度方向垂直于虛線,則其從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)等高處的過(guò)程中重力對(duì)小球做功為零,電場(chǎng)力的方向與小球的運(yùn)動(dòng)方向相同,則電場(chǎng)力對(duì)小球正功,小球的動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小。故選D。37.(2024·遼寧·高考真題)某種不導(dǎo)電溶液的相對(duì)介電常數(shù)與濃度的關(guān)系曲線如圖(a)所示,將平行板電容器的兩極板全部插入該溶液中,并與恒壓電源,電流表等構(gòu)成如圖(b)所示的電路,閉合開(kāi)關(guān)S后,若降低溶液濃度,則()A.電容器的電容減小 B.電容器所帶的電荷量增大C.電容器兩極板之間的電勢(shì)差增大 D.溶液濃度降低過(guò)程中電流方向?yàn)镸→N【答案】B【解析】A.降低溶液濃度,不導(dǎo)電溶液的相對(duì)介電常數(shù)增大,根據(jù)電容器的決定式可知電容器的電容增大,故A錯(cuò)誤;BC.溶液不導(dǎo)電沒(méi)有形成閉合回路,電容器兩端的電壓不變,根據(jù)結(jié)合A選項(xiàng)分析可知電容器所帶的電荷量增大,故B正確,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)B選項(xiàng)分析可知電容器所帶的電荷量增大,則給電容器充電,結(jié)合題圖可知電路中電流方向?yàn)?,故D錯(cuò)誤。故選B。38.(2024·浙江·高考真題)如圖所示,金屬極板M受到紫外線照射會(huì)逸出光電子,最大速率為。正對(duì)M放置一金屬網(wǎng)N,在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d(遠(yuǎn)小于板長(zhǎng)),電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,則()A.M、N間距離增大時(shí)電子到達(dá)N的動(dòng)能也增大B.只有沿x方向逸出的電子到達(dá)N時(shí)才有最大動(dòng)能C.電子從M到N過(guò)程中y方向位移大小最大為D.M、N間加反向電壓時(shí)電流表示數(shù)恰好為零【答案】C【解析】AB.根據(jù)動(dòng)能定理,從金屬板M上逸出的光電子到到達(dá)N板時(shí)則到達(dá)N板時(shí)的動(dòng)能為與兩極板間距無(wú)關(guān),與電子從金屬板中逸出的方向無(wú)關(guān),選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;C.平行極板M射出的電子到達(dá)N板時(shí)在y方向的位移最大,則電子從M到N過(guò)程中y方向最大位移為解得選項(xiàng)C正確;D.M、N間加反向電壓電流表示數(shù)恰好為零時(shí),則解得選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。2年模擬39.(2024·河北·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,在傾角為的光滑斜面上點(diǎn)和點(diǎn)固定有兩個(gè)帶電小球,兩小球所帶電荷量絕對(duì)值均為Q,M、兩點(diǎn)間距為L(zhǎng),O點(diǎn)為的中點(diǎn),點(diǎn)為中點(diǎn),點(diǎn)為中點(diǎn)。將一個(gè)質(zhì)量為的帶正電小球輕放在點(diǎn)時(shí)恰好可以靜止。小球大小均不計(jì),靜電力常量為,重力加速度為。關(guān)于兩小球形成的電場(chǎng),下列判斷正確的是(
)A.、兩點(diǎn)處的小球帶同種電荷B.點(diǎn)處小球所帶的電荷量為C.點(diǎn)處不放置帶電小球時(shí),、、三點(diǎn)處的電勢(shì)關(guān)系為D.點(diǎn)處不放置帶電小球時(shí),、、三點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為【答案】B【解析】A.帶正電小球輕放在點(diǎn)時(shí)恰好可以靜止,根據(jù)受力平衡可得,點(diǎn)處合電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)沿斜面向上,故點(diǎn)處小球應(yīng)該帶正電,點(diǎn)處小球應(yīng)該帶負(fù)電,A錯(cuò)誤;B.設(shè)點(diǎn)處小球所帶電荷量為,由受力平衡有得B正確;C.點(diǎn)處不放置帶電小球時(shí),在等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可得A、B、三點(diǎn)處的電勢(shì)關(guān)系為,C錯(cuò)誤;D.點(diǎn)處的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小A、B點(diǎn)處的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小所以D錯(cuò)誤。故選B。40.(2024·河北·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,在光滑的水平面上、兩點(diǎn)分別固定電荷量為、的異種電荷,點(diǎn)為、連線中點(diǎn)。在同一水平面內(nèi)有一粗糙絕緣的直桿位于、連線的中垂線上。現(xiàn)將一個(gè)電荷量為的小圓環(huán)穿在直桿上,由點(diǎn)靜止釋放后,沿直桿向點(diǎn)運(yùn)動(dòng),到點(diǎn)時(shí)速度減小為零。關(guān)于帶電圓環(huán)的運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法正確的是(
)A.小圓環(huán)最終一定停在點(diǎn)B.從點(diǎn)到點(diǎn)的過(guò)程中,小圓環(huán)的加速度一定先增大后減小C.從點(diǎn)到點(diǎn)的過(guò)程中,小圓環(huán)的電勢(shì)能一定先減小后增大D.小圓環(huán)經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能一定最大【答案】C【解析】C.直桿上點(diǎn)上方的電場(chǎng)分布情況如題圖剖析所示,小圓環(huán)從點(diǎn)到點(diǎn)的過(guò)程中受力如圖1所示,同理,小圓環(huán)從點(diǎn)到點(diǎn)的過(guò)程中受力如圖2所示由此可知小圓環(huán)從點(diǎn)到點(diǎn),豎直方向的電場(chǎng)力先做正功,后做負(fù)功,電勢(shì)能先減小后增大,點(diǎn)電勢(shì)能最小,電勢(shì)最高,C正確。ABD.由以上分析可知,在豎直方向的電場(chǎng)強(qiáng)度為令則有兩邊求導(dǎo),則有由數(shù)學(xué)知識(shí)可得解得即有極大值,此時(shí)也為極大值,同理有極小值,此時(shí)也為極小值,而在點(diǎn)處。水平方向的電場(chǎng)強(qiáng)度為因?yàn)樵趦?nèi)為增函數(shù),所以從點(diǎn)到點(diǎn)在軸方向的合場(chǎng)強(qiáng)先增大后減小,根據(jù)平衡條件可得摩擦力為也先增大后減小。小圓環(huán)自點(diǎn)靜止釋放后向點(diǎn)運(yùn)動(dòng),說(shuō)明小圓環(huán)在點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于絕緣的直桿對(duì)小圓環(huán)的摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律有題目沒(méi)有給出動(dòng)摩擦因數(shù)的具體數(shù)值加上兩個(gè)方向的場(chǎng)強(qiáng)不斷變化,所以無(wú)法確定小圓環(huán)從點(diǎn)到點(diǎn)的過(guò)程中合力變化情況,也就無(wú)法確定加速度變化情況,合外力變化情況不確定,合外力做功情況也就不能確定,所以不能確定小圓環(huán)停下的位置和動(dòng)能最大的位置,ABD錯(cuò)誤。故選C。41.(2024·新疆·一模)如圖所示,均勻帶電直桿的兩端分別位于正三角形ABC的B點(diǎn)和C點(diǎn),在AB邊和AC邊的中點(diǎn)P、Q分別放置兩個(gè)電荷量均為q(q>0)的點(diǎn)電荷,發(fā)現(xiàn)A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,已知靜電力常量為k,正三角形ABC的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),則帶電直桿在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度()A.大小為,方向垂直BC向上B.大小為,方向垂直BC向下C.大小為,方向垂直BC向上D.大小為,方向垂直BC向下【答案】B【解析】根據(jù)A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,可知P、Q兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與帶電直桿在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)矢量和為0,如圖所示P、Q兩點(diǎn)放置的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)均為合場(chǎng)強(qiáng)為方向垂直BC向上,因此帶電直桿在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為方向垂直BC向下。故選B。42.(2024·浙江金華·二模)如圖所示,在等量同種正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,O是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),C、D是連線中垂線上相對(duì)O對(duì)稱的兩點(diǎn),已知,則()A.點(diǎn)G的電場(chǎng)強(qiáng)度比點(diǎn)E的電場(chǎng)強(qiáng)度小B.點(diǎn)E與點(diǎn)F的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相同C.EO間的電勢(shì)差比EC間電勢(shì)差小D.若有一負(fù)點(diǎn)電荷在C點(diǎn)由靜止釋放,負(fù)點(diǎn)電荷將在CD間做往復(fù)運(yùn)動(dòng),由C運(yùn)動(dòng)到D時(shí)加速度一定先增大后減小【答案】C【解析】A.設(shè)兩點(diǎn)間距離為,正點(diǎn)電荷所帶電荷量為,點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為所以由電場(chǎng)疊加原理可得點(diǎn)G的電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)E的電場(chǎng)強(qiáng)度所以點(diǎn)G的電場(chǎng)強(qiáng)度比點(diǎn)E的電場(chǎng)強(qiáng)度大,故A錯(cuò)誤;B.由等量同種電荷形成電場(chǎng)的對(duì)稱性規(guī)律可知,點(diǎn)E與點(diǎn)F的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,故B錯(cuò)誤;C.在等量同種正電荷的連線上,連線中點(diǎn)電勢(shì)最低,兩點(diǎn)電荷的中垂線上該點(diǎn)的電勢(shì)最高,所以EO間的電勢(shì)差比EC間電勢(shì)差小,故C正確;D.等量同種正電荷連線的中垂線上從點(diǎn)沿中垂線向兩邊電場(chǎng)強(qiáng)度先變大后變小,所以負(fù)電荷由C運(yùn)動(dòng)到D時(shí)加速度不一定先增大后減小,故D錯(cuò)誤;故選C。43.(2024·陜西寶雞·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,豎直平面內(nèi)有一固定絕緣軌道ABCDP,由半徑m的圓弧軌道CDP和與之相切于C點(diǎn)的水平軌道ABC組成,圓弧軌道的直徑DP與豎直半徑OC間的夾角,A、B兩點(diǎn)間的距離m。質(zhì)量kg的不帶電絕緣滑塊靜止在A點(diǎn),質(zhì)量kg、電荷量C的帶正電小球靜止在B點(diǎn),小球的右側(cè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)?,F(xiàn)用大小N、方向水平向右的恒力推滑塊,滑塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間撤去該恒力,滑塊與小球發(fā)生彈性正碰,碰后小球沿軌道運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)恰好和軌道無(wú)擠壓且所受合力指向圓心。小球和滑塊均視為質(zhì)點(diǎn),碰撞過(guò)程中小球的電荷量不變,不計(jì)一切摩擦。取m/s2,,。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.撤去該恒力瞬間滑塊的速度大小為6m/sB.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E大小是N/CC.小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小是2.5m/sD.小球和滑塊碰撞后,滑塊速度大小為4m/s【答案】D【解析】A.對(duì)滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理有解得v=6m/s故A正確,不符合題意;B.小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí),受力如圖所示則有解得故B正確,不符合題意;C.小球所受重力與電場(chǎng)力的合力大小為小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律有解得故C正確,不符合題意;D.滑塊與小球發(fā)生彈性正碰,取水平向右為正方向,設(shè)碰后滑塊、小球的速度分別為v1、v2,則由動(dòng)量守恒定律得由能量守恒得聯(lián)立解得,故D錯(cuò)誤,符合題意。故選D。44.(2024·河北·模擬預(yù)測(cè))把一段細(xì)玻璃絲與絲綢摩擦,玻璃絲上就帶上了正電荷,然后用絕緣工具把這段玻璃絲彎曲成一個(gè)半徑為的閉合圓環(huán),如圖所示,是圓環(huán)的圓心,與的距離為,連線與圓環(huán)平面垂直,已知靜電力常量為,點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為,則玻璃絲因摩擦所帶的電荷量為()A. B. C. D.【答案】D【解析】圓環(huán)上各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為圓環(huán)上各點(diǎn)與A點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角滿足根據(jù)電場(chǎng)的矢量疊加可知解得故選D。45.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))空間坐標(biāo)系如圖所示,在原點(diǎn)、、處分別固定電荷量為、、的點(diǎn)電荷。已知點(diǎn)的坐標(biāo)為點(diǎn)為的中點(diǎn),靜電力常量為。下列說(shuō)法正確的是()A.點(diǎn)的電勢(shì)低于點(diǎn)的電勢(shì)B.點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度沿軸正方向C.點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為【答案】C【解析】A.僅、兩處點(diǎn)電荷作用時(shí),、兩點(diǎn)電勢(shì)相等,均為0,僅處點(diǎn)電荷作用時(shí),點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì),可知三個(gè)點(diǎn)電荷作用時(shí)點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì),錯(cuò)誤;B.僅、兩處點(diǎn)電荷作用時(shí),點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小僅處點(diǎn)電荷作用時(shí),點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小方向與垂直,點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為兩電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和,可知點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小方向不沿軸正方向,B錯(cuò)誤;CD.僅處點(diǎn)電荷作用時(shí),點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處點(diǎn)電荷單獨(dú)作用時(shí)與處點(diǎn)電荷單獨(dú)作用時(shí)在點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向成夾角,可知僅、兩處點(diǎn)電荷作用時(shí),點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,僅處點(diǎn)電荷作用時(shí),點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與垂直,可知點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小小于點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,C正確,D錯(cuò)誤。故選C。46.(2023·河北·三模)平面直角坐標(biāo)系內(nèi)存在一靜電場(chǎng),取O點(diǎn)電勢(shì)為0,其電勢(shì)沿水平方向變化的圖像如圖甲所示,沿豎直方向變化的圖像如圖乙所示?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子,從O點(diǎn)由靜止釋放,不計(jì)粒子重力,下列說(shuō)法正確的是(
)A.釋放瞬間,粒子的加速度為B.剛開(kāi)始釋放的一段時(shí)間內(nèi),粒子沿與x軸夾角為60°的方向斜向上做直線運(yùn)動(dòng)C.粒子運(yùn)動(dòng)到橫坐標(biāo)為d的點(diǎn)時(shí),其速度大小為D.粒子運(yùn)動(dòng)到橫坐標(biāo)為的點(diǎn)時(shí),其縱坐標(biāo)為【答案】C【解析】AB.O點(diǎn)水平方向的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左;豎直方向的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下;釋放后粒子將向與x軸負(fù)方向夾角為45°的方向斜向上做直線運(yùn)動(dòng),其加速度大小為故AB錯(cuò)誤;C.粒子運(yùn)動(dòng)到橫坐標(biāo)為d的點(diǎn)時(shí),豎直方向運(yùn)動(dòng)到縱坐標(biāo)為d的點(diǎn),其速度大小故C正確;D.粒子從O點(diǎn)在水平方向運(yùn)動(dòng)到橫坐標(biāo)為的點(diǎn)的過(guò)程中,水平方向先加速后減速,加速減速時(shí)間相同,豎直方向一直做加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻加速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知,粒子豎直方向的坐標(biāo)為,故D錯(cuò)誤。故選C。47.(2023·廣東東莞·模擬
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