（新课标）2020年高考物理一轮总复习 第七章 第四讲 电场中的三大典型问题练习（含解析）

电场中的三大典型问题A组基础题1两个点电荷Q1、Q2位于x轴上A、B两点，若取无限远处的电势为零，则在它们形成的电场中，沿x轴正方向上各点的电势如图所示，且APPB.由图象提供的信息可知( B )AP点的电场强度为零BQ1的电荷量较大C电子沿x轴从A移到B的过程中，加速度逐渐减小D电子沿x轴从A移到B的过程中，电场力先做正功，后做负功2两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2 C，质量为1 kg的小物块从C点静止释放，其运动的vt图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)则下列说法正确的是( D )AB点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度E2 V/mB由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C由C点到A点的过程中，电势逐渐升高DAB两点电势差UAB5 V3如图(a)所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间的电压分别如图(b)中甲、乙、丙、丁所示，电子在板间运动(假设不与板相碰)，下列说法正确的是( D )A电压是甲图时，在0T时间内，电子的电势能一直减少B电压是乙图时，在0时间内，电子的电势能先增加后减少C电压是丙图时，电子在板间做往复运动D电压是丁图时，电子在板间做往复运动4在地面附近，存在着一个有界电场，边界MN将空间分成左右两个区域，在右区域中有水平向左的匀强电场，在右区域中离边界MN某一位置水平地面上由静止释放一个质量为m的带电滑块(滑块的电荷量始终不变)，如图甲所示，滑块运动的vt图象如图乙所示，不计空气阻力，则( C )A滑块在MN右边运动的位移大小与在MN左边运动的位移大小相等B在t5 s时，滑块经过边界MNC滑块受到的滑动摩擦力与电场力之比为25D在滑块运动的整个过程中，滑动摩擦力做的功小于电场力做的功5(多选)真空中某一静电场的方向沿x轴正向，且x轴上各点的电势关于位置坐标x的关系如图所示，在x3 m、5 m、10 m处有A、B、C三点，则下列说法中正确的是( BC )AB点的电场强度为零B正的试探电荷在只受电场力的作用下由A点移到B点的过程中速度增大CA、C两点的电场强度方向相同D由于沿x轴正向电势降低，则该电场可能是由O点的正电荷而产生的6(多选)如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知xCxBxBxA.该电子的电势能Ep随坐标x变化的图象如图乙所示则下列说法中正确的是( BC )AA点电势高于B点电势BA点的电场强度大于B点的电场强度CC、B两点电势差UCB小于B、A两点电势差UBAD电子经过A点的速率大于经过B点的速率解析：一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，由图乙知电势能一直减小，则电子从A到B电场力做正功，电势升高，根据动能定理，动能增加，速度增大，A点电势低于B点电势，经过A点的速率小于经过B点的速率，故A、D错误；根据Ee，可知图象的斜率大小体现电场强度的强弱，因此从A到B，电场强度减小，A点的电场强度大于B点的电场强度，B正确；由图可知，电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，根据EpWqU可得B、A两点电势差UBA大于C、B两点电势差UCB，C正确7(多选)图甲为示波管的结构示意图，偏转电极中的XX两极板竖直放置，YY两极板水平放置，电子枪持续地发射电子束当XX、YY之间都不加电压时，电子束从电子枪射出后沿直线传播，打在荧光屏中心出现一个亮斑图乙、图丙为随时间周期性变化的电压下列判断正确的是( AD )A当XX之间不加电压时，在YY之间加上图乙所示的电压，荧光屏上的图形是一条沿YY方向的直线B当XX之间加上图丙所示的电压时，在YY之间不加电压，荧光屏上的图形是一条沿YY方向的直线C当XX之间加上图乙所示的电压时，在YY之间加上图丙所示的电压，荧光屏上的图形是沿YY方向起伏的正弦曲线D当XX之间加上图丙所示的电压时，在YY之间加上图乙所示的电压，荧光屏上的图形是沿YY方向起伏的正弦曲线8(多选)由同种绝缘材料做成的水平面MN和斜面NP，如图所示，NQ垂直水平面且左侧有一水平向右的匀强电场，一个带正电的物体从与N点相距L0的位置静止释放，调节斜面的倾角，当倾角37时，物体沿斜面也能滑行L0距离，然后物体沿原路径返回到出发点时静止，已知物体每次经过N点时没有机械能损失且返回途中撤去电场，已知sin 370.6，cos 370.8，则( AD )A物体与该材料间的动摩擦因数为B物体与该材料间的动摩擦因数为0.75C如果物体距离N点3L0由静止释放，物体能沿斜面滑行1.8L0D如果物体距离N点3L0由静止释放，物体能沿斜面滑行3L0B组能力题9如图所示，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R0.2 m，圆心为O，下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接一带正电q5.0103 C、质量为m3.0 kg的物块(可视为质点)，置于水平轨道上的A点已知A、B两点间的距离为L1.0 m，物块与水平轨道间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g取10 m/s2.(1)若物块在A点以初速度v0向左运动，恰好能到达轨道的最高点D，则物块的初速度v0应为多大？(2)若整个装置处于方向水平向左、电场强度大小为E2.0103 N/C的匀强电场中(图中未画出)，现将物块从A点由静止释放，试确定物块在以后运动过程中速度最大时的位置(结果可用反三角函数表示)；(3)在(2)问的情景中，试求物块在水平面上运动的总路程解析：(1)对物块由A至D过程中由动能定理可知2mgRmgLmvmv，对物块在D点有mgm，联立解得v0 m/s.(2)对物块，假设物块可运动到C点，则由A至C过程有qE(LR)mgRmgLmv0，可得vC0，故物块始终没有脱离轨道故物块在运动过程速度最大时位于B点左侧圆弧上，设该位置与圆心的连线与OB的夹角为，对物块受力分析，可知tan ，arctan .(3)对于物块在水平面上运动的全程有qELmgL总0，解得L总 m.答案：(1) m/s(2)见解析(3) m10如图甲所示，平行金属板M、N水平放置，板右侧有一竖直荧光屏，板长、板间距及竖直屏到板右端的距离均为l，M板左下方紧贴M板有一粒子源，以初速度v0水平向右持续发射质量为m，电荷量为q的粒子已知板间电压UMN随时间变化的关系图象如图乙所示，其中U0，忽略粒子间相互作用和它们的重力，忽略两板间电场对板右侧的影响，荧光屏足够大(1)计算说明，t0时刻射入板间的粒子打在屏上或N板上的位置；(2)求荧光屏上发光的长度解析：(1)t0时刻射入电场时，有qma，粒子在0时间内，偏转距离为ya()2，解得y4l，因y4ll，故粒子打在N极板上粒子在两板间运动时间t1满足lat，xv0t1，解得x，即粒子打在N极板中央(2)在t时射入板间的粒子不偏转，沿直线打到荧光屏上在tT时射入的粒子，刚好从N极板右边缘射出极板，此粒子打在荧光屏上的偏转距离最大，粒子的轨迹如图所示偏转角满足tan ，vyat1a4v0，解得tan 4.设出极板后匀速运动偏转量为y，tan ，荧光屏上发光长度为yly5l.答案：(1)粒子打在N极板中央(2)5l6