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1、2022年高考物理二轮复习专题10静电场中的能量（1）一、单选题，共14小题1如图所示，正点电荷形成的电场中，有A、B两点，以下说法正确的是（）AA点电势比B点电势低BA点场强比B点场强小C同一个正电荷在A点的电势能比在B点的大D同一个负电荷在A点的电势能比在B点的大2如图所示是某种电学元件的实物照片。元件中固定不动的一组铝片叫定片，可以转动的一组铝片叫动片这种元件是（）A电源B电阻C开关D可变电容器3一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示。图中一组平行实线是电场线，则下列说法正确的是（）Aa点的电势比b点高B电子在a点的加速度方向向右C电子从a点到b点动能减小D电子从a点到b点电
2、势能增加4如图所示，一电场中的等势面是一簇互相平行的平面，其中，BC之间的间距是AB的2倍。一带电粒子仅在电场力作用下，依次经过等势面A、B、C，轨迹为抛物线，如图中实线，已知通过A时的动能为，通过C时的动能为，则当该粒子电势能为时，其动能为（）ABCD5如图所示，正方形ABCD以坐标原点O为中心，关于x轴对称，与x轴交于M、N两点，带电量均为Q的点电荷固定在正方形的四个顶点，其中A、B处点电荷带正电，C、D处点电荷带负电下列说法正确的是( )AM、N两点电场强度等大反向B在x轴上从M点到N点，电势先降低后升高C负检验电荷在M点具有的电势能比其在N点的电势能多D在x轴上M点左侧、N点右侧都存在
3、场强为零的点6对于电场，下列说法正确的是（ ）A电势越高场强越大B沿着电场线方向电势降低C电势降落的方向必定是电场强度的方向D电势为零的点，场强一定为零7等量同种电荷的电场线分布如图所示，O、M、N为电场中的三个点，则由图可得 AM点的场强大于O点的场强BM点的电势高于N点的电势C将一负电荷由N点移到M点电势能减少D将一正电荷从O点分别移到M点和N点，电场力做功相同8示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成的。如图所示，不同的带负电粒子在电压为U1的电场中由静止开始加速，从M孔射出，然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足带负电粒子能射出平行板电场区
4、域的条件下，下列说法错误的是（）A若电荷量q相等，则带负电粒子从M孔射出的动能相等B若电荷量q相等，则带负电粒子在板间的加速度大小相等C若比荷相等，则带负电粒子从M孔射出的速率相等D若比荷不同的带负电粒子射出电场，则偏转角度相同9某电场电场线和等势面如图所示，图中实线表示电场线,虚线表示等势面，过a、b两点的等势面电势分别为 a=50 V,b= 20V, 那么a、b两点连线的中点c的电势值为C为：A等于35VB大于35VC小于35VD等于15V10如图所示，平行板电容器中悬浮一个带电微粒P，今把A、B两个半方形金属盒相对插入电容器两板间，当A、B合拢时，对微粒运动情况的判断正确的是（ ）A向上
5、运动B向下运动C仍保持静止D条件不足，无法判断11在固定点电荷Q的电场中，一试探电荷q仅在静电力作用下绕点电荷Q沿椭圆轨道运动，a、b、c、d为椭圆轨道上四点，如图所示。下列说法正确的是（）Ab、d两点电场强度相同Ba点电势一定比c点电势高C试探电荷由a运动到c的过程中电势能增大D试探电荷与固定点电荷带同种电荷12如图所示，对A、B两极板组成的平行板电容器充电后，两极板的带电量q保持不变，B极板接地。P是两极板间的一个固定点，在移动极板的过程中，下列说法正确的是（）A当两极板的正对面积减小，两板间的电压也减小B当两极板间距减小，两板间的场强也减小CA极板向下移动（P点仍在极板间），B极板固定不
6、动，P点的电势会增大DB极板向上移动（P点仍在极板间），A极板固定不动，P点的电势会减小13如图所示，自动称米机已在许多大粮店广泛使用买者认为：因为米流落到容器中时对容器有向下的冲力而不划算；卖者则认为：当预定米的质量达到要求时，自动装置即刻切断米流，此刻有一些米仍在空中，这些米是多给买者的，因而双方争执起来下列说法正确的是()A买者说的对B卖者说的对C公平交易D具有随机性，无法判断14如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b。下列表述正确的是（）A该电场是匀强电场Ba点的电势比b点的低Ca点的电场强度比b点的小D正电荷在a、b两点受力方向相同二、多选题，共6小题15关于电容器，下列中说法
7、正确的是：（ ）A由可知，一只电容器带电量越大，它的电容就越大B对一固定的电容器，它的带电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变C电容器的带电量Q为两极板所带电荷量的总和D两个相互靠近又彼此绝缘的导体就构成一个电容器16如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示，t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，时间内微粒做匀速直线运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出，微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g，关于微粒在0T时间内运动的描述，正确的是A末速度大小为B末速度沿水平方向C竖直方向的最大速度为D克服电场力做功为mgd17如图所示，固定在竖直面内的光滑
8、绝缘半圆形轨道ABC，处在水平向右的匀强电场中，电场线与轨道平面平行，一个带电小球在轨道上的A点由静止释放，小球沿圆弧轨道运动，运动到B点时速度不为零。下述说法正确的是（）A小球一定带正电B小球一定会运动到C点C小球速度最大的位置一定在AB段圆弧上某一点D小球从A点运动到B点的过程中，小球的机械能一直减小18如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回。若保持两极板间的电压不变，则（）A把A板向上平移一小段距
9、离，质点自P点自由下落后仍能返回B把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落19三个质量相等的带电微粒（重力不计）以相同的水平速度沿两极板的中心线方向从O点射入，已知上极板带正电，下极板接地，三微粒的运动轨迹如图所示，其中微粒2恰好沿下极板边缘飞出电场，则A三微粒在电场中的运动时间有t3=t2t1B三微粒所带电荷量有q1q2=q3C三微粒所受电场力有F1=F2F3D飞出电场时微粒2的动能大于微粒3的动能20在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场
10、，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB2BC，如右图所示.下列正确的是( )A电场力大小为3mgB小球从 A 到 B 与从 B 到 C 运动时间相同C小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功相等D小球从A到B与从B到C的速度变化量相等三、填空题，共4小题21如图所示,MN表示两个等势面,一个负电荷在M面上的D点具有电势能为+2.410-3J,在N等势面上的F点具有的电势能为+0.810-3J,如果将这个负电荷从C点移到E点电场力做功是_J_等势面电势高;电场线AB的方向是_指向_22如图所示，
11、在一匀强电场区域中，有A、B、C、D四点恰好位于一正方形的四个顶点上，已知A、B、C三点电势分别为=4V，=6V，=2V，则D点电势为_V，请在图中作出过B点和C点的两条电场线_。23电荷量为的试探电荷在静电场中的A点，具有的电势能，A点的电势是_V。若把电荷量为的试探电荷放在A点，该电荷具有的电势能是_J。24把负电荷 q=5105C 从无穷远处移到电场中 A 点，克服电场力做功 4.0106J ，再把 q 从 A 点移到 B 点,电场力对电荷做 1104J 的功，A 点电势为_V，B 点电势为_V。四、解答题，共3小题25如图所示，边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场，电场强
12、度为E，与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏，荧光屏与AB延长线交于O点现有一质量为m、电荷量为q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速度进入电场，恰好从BC边的中点P飞出，不计粒子重力。(1)求粒子进入电场前的初速度v0的大小；(2)其他条件不变，增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出，求粒子从Q点飞出时的动能Ek；(3)求粒子从Q点飞出时打在荧屏上的点离O点的距离y。26在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示。质量为m，电荷量为q（q0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时
13、速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角=60。运动中粒子仅受电场力作用。若带电粒子从E点射出，DE和AC平行，求：（1）电场强度的大小和方向；（2）从E点射出的带电粒子进入电场时的初速度大小。27如图所示，一不计重力的带正电的粒子。经过U0=200V的电压加速后（加速电场未画出），沿两平行金属板A、B间的中心线RD垂直电场线飞入板间的电场中。粒子飞出电场后进入界面MN、PS间的无电场区域。已知A、B板长L=8cm，板间距离d=8cm，A板比B板电势高300V，两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RD与界面PS的交点。粒子电荷量q=11010C，质量m=1102
14、0kg，求：(1)求粒子进入AB板间时的初速度v0大小和粒子穿过界面MN时偏离中心线RD的距离y1；(2)粒子到达PS界面时离D点的距离y2；(3)设O为RD延长线上的某一点（适当的位置），我们可以在O点固定一负点电荷，使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动，求在O点固定的负电荷的电荷量Q。参考答案1C【详解】A沿电场线电势逐渐减低，则A点电势比B点电势高，选项A错误；B电场线的疏密表示电场强度的强弱，由于电场线的疏密可知，A、B两点电场强度的大小关系，所以EAEB故B错误；CD正电荷在高电势处电势能大，负电荷在高电势处电势能小，所以同一个正电荷在A点的电势能比在B点的大，同一个负电荷在A点的电势
15、能比在B点的小，故C正确，D错误。故选C。2D【详解】这种元件是可变电容器。故选D。3B【详解】A根据电子的运动轨迹可知，电子受到的电场力向右，因此可知电场线的方向向左，沿电场线的方向，电势降低，所以a点的电势比b点低，故A错误；B电子受到的电场力向右，所以电子在a点的加速度方向向右，故B正确；C从a点到b点的过程中，电场力做正功，所以电子从a点到b点动能增加，故C错误；D电场力做正功，电势能减小，所以电子从a点到b点电势能减小，故D错误。故选B。4B【详解】从等势面的分布及轨迹为抛物线可知为匀强电场，则粒子在从A到C的过程中，动能损失，故克服电场力做功，则从A到B的过程克服电场力做功，到达B
16、等势面时的动能为，此过程中只有电场力做功，因而只有动能和电势能之间的相互转化，也就是动能和电势能之和为一个定值，而在B上电势能为零，即动能和电势能之和为，当电势能为时，动能为。故选B。5D【详解】A对M点研究，两个正电荷在M点产生的合场强为零，根据平行四边形法可知，两个负电荷在M点产生的合场强方向水平向右对N点研究，两个负电荷在N点的合场强为零，根据平行四边形法，两个正电荷在N点的合场强，方向水平向右且由对称性可知，M、N两点电场强度等大同向，故A错误；B根据电场的叠加原理可知，从M点沿直线到N点，各点场强方向均向右，电势一直降低，故B错误；CM点的电势高于N点的电势，负检验电荷从M移动到N点
17、时电场力做负功，电势能增加，则负检验电荷在M点具有的电势能比其在N点的电势能小，故C错误；D在M点左侧，两个正电荷的合场强与两个负电荷的合场强方向相反，大小可能相等，所以在x轴上M点左侧存在场强为零的点同理，在N点右侧也存在场强为零的点，故D正确。故选D。6B【详解】试题分析：电势越高的地方场强不一定越大，例如在匀强电场中，高电势点和低电势点的场强相等，选项A错误；沿着电场线方向电势降低，选项B正确；电势降落最快的方向是电场强度的方向，选项C错误；电势为零的点，场强不一定为零，例如等量异种电荷连线中垂线上的各点，选项D错误；故选B.考点：场强与电势【名师点睛】此题考查了场强与电势；要知道电场强
18、度是从力的角度对电场进行描述，而电势则是从能量角度对电场进行描述，两者之间无直接关系，故电势高的点场强不一定大，电势为零的点场强不一定为零；要知道电势降落陡度最大的方向是场强的方向.7A【分析】由题意可知考查电场、电势大小的比较，电场力做功问题，根据电场力和能的性质分析计算可得【详解】A电场线的疏密表示场强大小，电场线越密（越疏），场强越大（越小）所以电场M点的场强大于O点的场强，故A正确；B沿电场线方向电势逐渐降低，所以M点的电势低于N点的电势，故B错误；C将一负电荷由N点移到M点， ，电场力做负功，电势能增大，故C错误；D将一正电荷从O点分别移到M点和N点，电势差不同，电场力做功不相同，故
19、D错误【点睛】电场线疏密表示场强大小，电场线越密（越疏），场强越强（越弱）沿电场线方向电势降落，电场力做正功(负功)，电势能减少（增大）8B【详解】A带负电粒子从M孔射出的动能为可知，若电荷量q相等，则带负电粒子从M孔射出的动能相等，故A不符合题意；B根据牛顿第二定律得带负电粒子在板间的加速度大小可知电荷量相等，质量不一定相等，则加速度大小不一定相等，故B符合题意；C带电粒子在加速电场中加速过程，根据动能定理得解得可知比荷相等，则带负电粒子从M孔射出的速率相等，故C不符合题意；D带电粒子进入平行金属板间做类平抛运动，设极板长度为L，板间距离为d，粒子在水平方向做匀速直线运动，则有L=v0t粒子
20、射出电场时偏转角度正切由上有联立可得可知偏转角度与比荷无关，故D不符合题意。故选B。9C【详解】电场线越密场强越大，所以ac间的平均场强大于bc间的平均场强，由U=Ed可知Uac较大，所以C点电势小于35V，C对；10B【详解】带电微粒在匀强电场中悬浮，说明重力与静电力平衡，若两个金属盒相对插入，电容变大，电压减小，场强减小，直到当它们合拢时，金属盒有静电屏蔽的作用，其内部场强将变为零，所以带电微粒所受静电力减小，向下运动。A向上运动，故A错误；B向下运动，故B正确；C仍保持静止，故C错误；D条件不足，无法判断，故D错误。故选B。11C【详解】Ab、d为椭圆的两个顶点，则b、d两点到Q的距离相
21、等，由点电荷的场强公式可知，两点的电场强度大小相等，但方向不同，A错误；B因为不知道电荷Q的正负，a点电势和c点电势无法比较，B错误；CD试探电荷q仅在静电力作用下绕点电荷Q沿椭圆轨道运动，可知试探电荷与固定点电荷带异种电荷，由a运动到c的过程中电场力先做正功再做负功，电势能先减小后增大，D错误C正确；故选C。12D【详解】A由可知当两极板的正对面积减小，电容减小；由可知，Q不变，U增大，故A错误；B由，可得当两极板间距减小时，两板间的场强不变，故B错误；CA极板向下移动（P点仍在极板间），B极板固定不动，由以上知两板间场强不变，P点与B板的电势差不变，由可知P点的电势不变，故C错误；DB极板
22、向上移动（P点仍在极板间），A极板固定不动，两板间的场强不变，P点与B板的电势差减小，由可知P点的电势减小，故D正确。故选D。13C【详解】设米流的流量为d，它是恒定的，米流在出口处速度很小可视为零，若切断米流后，设盛米的容器中静止的那部分米的质量为m1，空中还在下落的米的质量为m2，落到已静止的米堆上的一小部分米的质量为m.在极短时间t内，取m为研究对象，这部分米很少，mdt，设其落到米堆上之前的速度为v，经t时间静止，如图所示，取竖直向上为正方向，由动量定理得(Fmg)tmv即Fdvdtg，因t很小，故Fdv根据牛顿第三定律知FF，称米机的读数应为Mm1d因切断米流后空中尚有t时间内对应的
23、米流在空中，故dm2可见，称米机读数包含了静止在袋中的那部分米的质量m1，也包含了尚在空中的下落的米的质量m2，即自动称米机是准确的，不存在哪方划算不划算的问题A买者说的对，与结论不相符，选项A错误；B卖者说的对，与结论不相符，选项B错误；C公平交易，与结论相符，选项C正确；D具有随机性，无法判断，与结论不相符，选项D错误；14C【详解】A由于电场线不均匀，因此该电场不是匀强电场，A错误；B沿着电场线，电势逐渐降低，因此b点的电势比a点的低，B错误；C电场线越稀疏，电场强度越小，因此a点的电场强度比b点的小，C正确；D正电荷受力的方向沿着电场，由于a、b两点电场线的方向不同，因此正电荷在a、b
24、两点受力方向不同，D错误。故选C。15BD【详解】试题分析：根据电容器的公式，电容器大小由介质、板间距离、板的正对面积有关，跟所带电荷量无关，所以A错B理解正确公式中Q指的是其中一块极板的电荷量，所以C错误根据电容器定义两个相互靠近又彼此绝缘的导体就构成一个电容器，D正确考点：电容器点评：此类题型考查了电容器决定式和定义式的理解16BC【详解】试题分析：因为时间内微粒做匀速直线运动，即有，所以在内，向下做类平抛运动，合力，加速度，向下，在时间内，合力，加速度，向上，在竖直方向上根据对称性可得竖直方向上的速度为零，即末速度大小为，沿水平方向，A错误B正确；时刻末，竖直方向具有最大速度，设竖直方向
25、上最大速度为，根据匀变速平均速度定义可得，解得，C正确；因为T时刻末微粒恰好经金属板边缘飞出，并且速度不变，所以克服电场力做功等于重力所中的功，即为，D错误；考点：考查了带电粒子在电场中的偏转【名师点睛】带电粒子在电场中偏转问题，首先要正确的对带电粒子在这两种情况下进行正确的受力分析，确定粒子的运动类型解决带电粒子垂直射入电场的类型的题，应用平抛运动的规律进行求解此类型的题要注意是否要考虑带电粒子的重力，原则是：除有说明或暗示外，对基本粒子（例如电子，质子、粒子、离子等），一般不考虑重力；对带点微粒，（如液滴、油滴、小球、尘埃等），一般要考虑重力17CD【详解】A若小球带正电，由静止释放后由于
26、电场力作用，小球不会沿圆弧轨道运动，因此小球一定带负电，A错误；B小球沿圆弧轨道向右运动过程中，电场力做负功，电势能增大，因此小球的机械能减少，根据能量守恒，小球不可能运动到C点，B错误，D正确；C.由于小球受到的电场力与重力的合力斜向左下，因此当速度和电场力与重力的合力垂直时速度最大，位置在AB段圆弧上某一点，C正确。故选CD。18ACD【详解】由题意根据动能定理得AB移动A板，质点从P点到N点，电场力做功和重力做功不变，根据动能定理得质点仍然可以到达N孔，并且速度为零。A正确，B错误；C把B板向上平移一小段距离，质点从P点到N点，电场力做功不变，重力做功减少，所以质点将不能到达N点，即在N
27、点前速度减为0，之后返回。C正确；D把B板向下平移一小段距离，质点从P点到N点，电场力做功不变，重力做功增加，所以质点能到达N点，并且速度不为0，之后继续下落。D正确。故选ACD。19AD【解析】【详解】粒子在电场中运动的时间t=xv，水平速度相等而位移x1x2=x3，所以t1t2=t3，故A正确；根据竖直位移公式：y=12at2=12qEmt2，对粒子1与2两者竖直位移相等，在y、E、m相同的情况下，粒子2的时间长，,则电量小，即q1q3，故B错误；由B选项分析知：q1q2，所以F1q3，且y2y3，则Eq2y2Eq3y3，电场力做功多，增加的动能大，故D正确。所以AD正确，BC错误。20A
28、D【详解】带电小球从A到C，设在进入电场前后两个运动过程水平分位移分别为x1和x2，竖直分位移分别为y1和y2，经历的时间为分别为t1和t2在电场中的加速度为a则从A到B过程小球做平抛运动，则有：x1=v0t1；从B到C过程，有：x2=v0t2；由题意有：x1=2x2；则得：t1=2t2；即小球从A到B是从B到C运动时间的2倍又 y1=gt12，将小球在电场中的运动看成沿相反方向的类平抛运动，则有：y2=at22，根据几何知识有：y1：y2=x1：x2；解得：a=2g；根据牛顿第二定律得：F-mg=ma=2mg，解得F=3mg；选项A正确，B错误；因AB和BC的竖直高度之比是y1：y2= 2:
29、1，则小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功之比为：mgy1:Fy2=2:3，选项C错误；根据速度变化量v=at，则得：AB过程速度变化量大小为v1=gt1=2gt2；BC过程速度变化量大小为v2=at2=2gt2；所以小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等故D正确故选AD【点睛】本题将平抛运动与类平抛运动的组合，关键运用逆向思维研究小球B到C的过程，再运用力学基本规律：牛顿第二定律和运动学公式列式分析21 N B A 【详解】由C移到E时，电场力做功W=-EP=2.410-3-0.810-3=1.610-3J；由M到N电场力做正功，由于移动的为负电荷，故说明M的电势低；N的电势高；
30、由电场线高电势指向低电势，故由B指向A；【点睛】本题考查电场力做功与电势能的关系，要注意明确电场力做功一定等于电势能的改变量负电荷在高电势处电势能要小；电场线总是由高电势指向低电势220V 【详解】匀强电场中平行且长度相等的线段上的电势差相等，故则有则有解得0V将BC分为两等份，取中点为E，根据BC线上电势均匀降落，则可知E点电势为4V，连接AE即可得出一条等势线，因电场线与等势线相互垂直，则可得出过B和C点的电场线，如图所示2320 【详解】根据代入数据解得A点的电势若把电荷量为的试探电荷放在A点，A点电势不变，根据代入数据解得24-0.08 1.92 【详解】无穷远间与A的电势差为 ，无穷
31、远电势为零，由，得 A点电势：；A、B间电势差为:，因，则B点电势25(1)；(2)qEL；(3)7L【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向上有L=v0t在竖直方向上有qEma联立解得v0=(2)其他条件不变，增大电场强度，粒子从CD边中点Q飞出，则水平方向v0t竖直方向Lat2qE=ma得E=8E由动能定理得qEL=Ek得Ek=qEL(3)设打在屏幕上的位置距O点的距离为Y，由几何关系知=得Y=7L26(1)，方向与AC平行；(2)【详解】(1)粒子初速度为零，由C点射出电场，故电场方向与AC平行，由A指向C。由几何关系和电场强度的定义知，由动能定理有解得（2）如图做AF垂直于D
32、E，AC与AB的夹角=60，所以FOA=60，通过三角函数关系得，设粒子以速度v1进入电场，在电场中运动的时间为t1。粒子在DE方向做加速度为a的匀加速运动，运动的距离等于FE；在AF的方向上做匀速运动。由牛顿第二定律和运动学公式有，解得27(1)，；(2)0.12m；(3)【详解】(1)由动能定理可得解得粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离（侧向位移）在偏转电场中，水平方向，代入数据解得(2)带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与PS线交于a，设a到中心线的距离为y2，又由相似三角形得解得(3)带电粒子到达a处时，带电粒子的水平速度竖直速度，所以，代入数据解得该带电粒子在穿过界面PS后将绕点电荷Q作匀速圆周运动所以Q带负电，根据几何关系，速度方向与水平方向夹角为半径为由圆周运动可得解得答案第29页，共1页