【最新版】23届高考二轮高考热点补救练习18.电场性质的理解

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18.电场性质的理解1.(2021·江苏常州市第一次模拟)疫情期间，我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播，体现了“人人为我、我为人人”的优良传统和守望相助的家国情怀。如图1，口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于(　　)图1A.尖端放电 B.静电屏蔽C.静电感应和静电吸附 D.静电感应和静电屏蔽答案　C解析　熔喷布的主要原料是聚丙烯，是一种超细静电纤维布，是一种纤维过滤器，含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，就会被吸收在熔喷布的表面，无法透过，因此可以吸附以气溶胶形式存在的病毒。2.(2021·江苏南京月考)为探测地球表面某空间存在的匀强电场的电场强度E的大小，某同学用绝缘细线将质量为m、带电荷量为＋q的金属球悬于O点，如图2所示，稳定后，细线与竖直方向的夹角θ＝60°；再用另一完全相同的不带电金属球与该球接触后移开，再次稳定后，细线与竖直方向的夹角变为α＝30°，重力加速度为g，则该匀强电场的电场强度E大小为(　　)图2A.E＝eq \f(\r(3),q)mg B.E＝eq \f(\r(3),2q)mgC.E＝eq \f(\r(3),3q)mg D.E＝eq \f(mg,q)答案　D解析　设电场方向与竖直方向的夹角为β，对金属球受力分析，刚开始时，水平方向FT1sin 60°＝qEsin β，竖直方向FT1cos 60°＋qEcos β＝mg，当用另一完全相同的不带电金属球与该球接触后移开，再次稳定后金属球电荷量减半，对金属球受力分析，则水平方向FT2sin 30°＝eq \f(1,2)qEsin β，竖直方向FT2cos 30°＋eq \f(1,2)qEcos β＝mg，联立解得qE＝mg，β＝60°，即E＝eq \f(mg,q)，故选D。3.(2021·安徽马鞍山市第二次质量监测)一平行板电容器充电后与电源断开，下极板接地。两板间有一个正试探电荷固定在a点，如图3所示。C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示a点的电势，EP表示正电荷在a点的电势能。若上极板保持不动，在下极板缓慢向上平移一小段距离l0的过程中，下列各物理量与下极板移动距离x的关系图象，正确的是(　　)图3答案　C解析　由公式C＝eq \f(εrS,4πkd)可得C＝eq \f(εrS,4πk（d－x）)，由数学知识可知，电容C与x不是线性关系，故A错误；由公式C＝eq \f(εrS,4πkd)和C＝eq \f(Q,U)可得E＝eq \f(4πkQ,εrS)，即两板间场强E不变，故B错误；由于下板接地，则Ua0＝φa＝Eda0＝E(L－x)，其中L为开始时a点离下板的距离，故C正确；电势能为Ep＝qφa＝qE(L－x)，故D错误。4.(2020·山东济南市期末学习质量评估)真空中某静电场电场线的分布如图4所示，如图中P、Q两点关于点电荷q1水平对称。P、Q两点电场强度的大小分别为EP、EQ，电势分别为φP、φQ。一个带电粒子沿虚线轨迹从M移动至N。以下选项正确的是(　　)图4A.φPEPC.此带电粒子带负电，它的电势能先变大后变小D.此带电粒子带正电，它的电势能先变大后变小答案　C解析　根据沿电场线的方向电势降低，可知φP>φQ，A错误；根据电场线的疏密比较电场强度的大小，可知P点电场线密，电场强度大，EP＞EQ，B错误；根据电场线的特点，可知此电场是由不等量的异种电荷产生的，其中q1带负电，q2带正电，粒子从M点运动到N点，轨迹向左弯曲，受到了库仑斥力，所以此带电粒子带负电，电势先降低后升高，所以负电荷的电势能先变大后变小，C正确，D错误。5.(2021·广东深圳市4月第二次调研)如图5，将等量的正点电荷固定在A、B两点，A、B关于光滑绝缘水平面对称，AB连线与水平面交于O点，带电小球放置于水平面上的P点。若小球从P点由静止释放，小球将沿直线MN向O点运动；若给P点的小球一个垂直于MN的水平初速度，则小球(　　)图5A.不可能做匀速圆周运动B.加速度可能一直保持不变C.电势能一直减小，动能一直增加D.可能靠近O点，且靠近过程中电场力可能先增大后减小答案　D解析　若小球从P点由静止释放，小球将沿直线MN向O点运动，可知小球带负电，受到的是吸引力；若给P点的小球一个垂直于MN的水平初速度，若满足Eq＝meq \f(v2,r)，则小球做匀速圆周运动，加速度大小不变，但方向不断变化，选项A、B错误； 若小球做匀速圆周运动，则电势能不变，动能不变，选项C错误；若满足Eq>meq \f(v2,r)，则小球向靠近O点运动，根据等量同种电荷的中垂线上的场强分布可知，从O点向外侧场强先增加后减小，则小球在靠近O点过程中电场力可能先增大后减小，选项D正确。6.(2021·安徽宣城市4月第二次调研)在某一点电荷产生的电场中，一带负电小球在外力F作用下从A点开始做自由落体运动经过B点，A、B两点的场强方向如图6所示，下列说法错误的是(　　)图6A.A点场强是B点场强的3倍B.A点的电势高于B点的电势C.小球从A点运动到B点的过程中，外力F先做正功后做负功D.小球从A点运动到B点的过程中，电势能先减小后增大答案　C解析　将两条电场线反向延长后相交于一点，该交点即为点电荷Q的位置，如图所示设A、B两点到Q的距离分别为rA和rB，由几何知识得到rB＝eq \r(3)rA，根据公式E＝keq \f(Q,r2)得EA∶EB＝3∶1，A正确；因为B点距离正电荷Q远，所以φA>φB，B正确；小球从A点运动到B点的过程中电场力方向与AB的夹角先是锐角后是钝角，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大；负电小球在外力F作用下从A点开始做自由落体运动经过B点，外力与电场力方向相反、大小相等，先做负功后做正功，C错误，D正确。7.(2021·江苏“决胜新高考·名校交流3月联考”)如图7所示，两条完全相同的圆弧形材料AOB和COD，圆弧对应的圆心角都为120°，圆弧AOB在竖直平面内，圆弧COD在水平面内，以O点为坐标原点、水平向右为x轴正方向，两弧形材料均匀分布正电荷，P点为两段圆弧的圆心，已知P点处的电场强度为E0、电势为φ0，设圆弧AO在圆心P处产生的电场强度大小为E，产生的电势为φ，选无穷远的电势为零，以下说法正确的是(　　)图7A.E＝eq \f(\r(3),3)E0　φ＝eq \f(φ0,4)B.E＝eq \f(\r(3),6)E0　φ＝eq \f(3φ0,4)C.将质子eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(比荷\f(e,m)))从P点无初速释放，则质子的最大速度为eq \r(\f(eφ0,2m))D.若两段弧形材料带上的是等量异种电荷，x轴上各点电场强度为零，电势为零答案　D解析　如图，对圆弧AOB分析可知，AO产生的场强和OB产生的场强大小相等，夹角为60°，则AOB在圆心P产生的场强为E1＝2Ecos 30°＝eq \r(3)E，由对称性可知，圆弧COD在圆心P产生的场强E2＝E1＝eq \r(3)E，则P点的合场强为E0＝2eq \r(3)E，即E＝eq \f(\r(3),6)E0，仅有AO弧时，若质子从无穷远运动到圆心，电场力做功为W＝eφ，由对称性可知，圆弧AOB和圆弧COD同时存在时，电场力做功为W0＝4W＝eφ0＝4eφ，故P点电势为φ0＝4φ，若两圆弧带等量异种电荷，由对称性可知，此时圆心场强为零，电势为零，故D正确，A、B错误；将质子eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(比荷\f(e,m)))从P点无初速释放，粒子一直加速到无穷远，由动能定理可知eq \f(1,2)mv2＝eφ0，解得v＝eq \r(\f(2eφ0,m))，故C错误。8.(2021·江苏镇江市丹阳中学适应性考试)两点电荷的带电量分别为＋4q和－q，组成孤立的电荷系统，其电场线分布如图8中实线所示，虚线上有AB＝BC＝CD，则可以判断下列说法中正确的有(　　)图8A.A点附近没有电场线，电场强度为零B.若把一个负的试探电荷q沿虚线从C移到D的过程中，试探电荷q的电势能增大C.B、C间电场线的方向由B指向CD.若在虚线上引入第三个点电荷，使三个电荷仅在库仑力作用下平衡，则第三个电荷应就放在A点答案　C解析　根据点电荷电场强度公式E＝eq \f(kq,r2)以及电场线的疏密表示场强大小，可以判断出B点是＋4q的点电荷，C点是－q的点电荷，故A点的电场强度不为零，A错误；由于已判断出B、C点的点电荷正负，故φD>φC，因此负的试探电荷q沿虚线从C移到D的过程中，试探电荷q的电势能减小，B错误；B点是＋4q的点电荷，C点是－q的点电荷，所以B、C间电场线的方向由B指向C，C正确；根据三自由点电荷平衡问题的结论：“两大夹小”。得到第三个电荷应该放在C点的左侧，D错误。