新高考2024版高考物理一轮复习微专题小练习第七章静电场
展开1.[2023·全国甲卷]在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场,可以使发散的电子束聚集.下列4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示电子可能的运动轨迹,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
2.[2023·湖南卷]如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q1、Q2和Q3,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°.若P点处的电场强度为零,q > 0,则三个点电荷的电荷量可能为( )
A.Q1=q,Q2= eq \r(2) q,Q3=q
B.Q1=-q,Q2=- eq \f(4\r(3),3) q,Q3=-4q
C.Q1=-q,Q2= eq \r(2) q,Q3=-q
D.Q1=q,Q2=- eq \f(4\r(3),3) q,Q3=4q
3.
[2023·全国乙卷](多选)在O点处固定一个正点电荷,P点在O点右上方.从P点由静止释放一个带负电的小球,小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动,其一段轨迹如图所示.M、N是轨迹上的两点,OP>OM,OM=ON,则小球( )
A.在运动过程中,电势能先增加后减少
B.在P点的电势能大于在N点的电势能
C.在M点的机械能等于在N点的机械能
D.从M点运动到N点的过程中,电场力始终不做功
4.[2022·全国甲卷](多选)地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场,将一带正电荷的小球自电场中P点水平向左射出.小球所受的重力和电场力的大小相等,重力势能和电势能的零点均取在P点.则射出后,( )
A.小球的动能最小时,其电势能最大
B.小球的动能等于初始动能时,其电势能最大
C.小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时,其动能最大
D.从射出时刻到小球速度的水平分量为零时,重力做的功等于小球电势能的增加量
5.[2022·全国乙卷]
(多选)如图,两对等量异号点电荷+q、-q(q>0)固定于正方形的4个顶点上.L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点,O为内切圆的圆心,M为切点.则( )
A.L和N两点处的电场方向相互垂直
B.M点的电场方向平行于该点处的切线,方向向左
C.将一带正电的点电荷从M点移动到O点,电场力做正功
D.将一带正电的点电荷从L点移动到N点,电场力做功为零
6.
[2021·河北卷](多选)如图,四个电荷量均为q(q>0)的点电荷分别放置于菱形的四个顶点,其坐标分别为(4l,0)、(-4l,0)、(0,y0)和(0,-y0),其中x轴上的两个点电荷位置固定,y轴上的两个点电荷可沿y轴对称移动(y0≠0).下列说法正确的是( )
A.除无穷远处之外,菱形外部电场强度处处不为零
B.当y0取某值时,可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点
C.当y0=8l时,将一带负电的试探电荷由点(4l,5l)移至点(0,-3l),静电力做正功
D.当y0=4l时,将一带负电的试探电荷放置在点(l,l)处,其所受到的静电力方向与x轴正方向成45°倾斜向上
第七章 静电场
做真题 明方向
1.A 电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,A正确;
受力分析为
可见与电场力的受力特点相互矛盾,B错误;
受力分析为
可见与电场力的受力特点相互矛盾,C错误;
受力分析为
可见与电场力的受力特点相互矛盾,D错误;
故选A.
2.D 选项AB的电荷均为正和均为负,则根据电场强度的叠加法则可知,P点的场强不可能为零,A、B错误;
设P、Q1间的距离为r,P点场强为零,故Q2、Q3在P点产生场强的水平分场强等大反向,即
k eq \f(Q2,(\f(r,sin 60°))2) ·cs 60°=k eq \f(Q3,(\f(r,sin 30°))2) ·cs 30°
解得: eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(Q2,Q3))) = eq \f(\r(3),3) ,C错误,D正确.
3.BC 由题知,OP>OM,OM=ON,则根据点电荷的电势分布情况可知φM=φN>φP
则带负电的小球在运动过程中,电势能先减小后增大,且EpP>EpM=EpN
则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能,A错误、BC正确;
从M点运动到N点的过程中,电场力先做正功后做负功,D错误.
故选BC.
4.BD 本题可以看成等效重力场问题,如图,等效重力方向斜向右下方45°,PQ为等效水平方向.小球的运动可以看成类斜上抛运动,小球动能最小时在斜上抛最高点,即如图速度为v′处,v′与水平方向夹角为45°,此时小球速度的水平分量等于竖直分量,不是电势能最大处,电势能最大处在Q处,此时小球速度方向竖直向下,大小等于初速度v,P处与Q处小球动能相等,所以A、C错误,B正确;从P到Q(Q点处小球速度水平分量为零)重力做的功等于重力势能的减少量,P处与Q处小球动能相等,由于机械能与电势能的总和不变,所以减少的重力势能等于增加的电势能,故D正确.
5.AB 根据电场强度的叠加可知L点的电场方向沿对角线从O点指向L点,N点的电场方向沿对角线从N点指向O点,L和N两点处的电场方向相互垂直,A正确;根据电场强度的叠加可知M点的电场方向平行于该点处的切线,方向向左,B正确;M、O两点在等量异号电荷连线的中垂线上,M、O两点的电势相等,将一带正电的点电荷从M点移动到O点,电场力不做功,C错误;L点的电势比N点的电势低,将一带正电的点电荷从L点移动到N点,电势能增大,电场力做负功,D错误.
6.ACD 由对称及电场叠加原理可知,除无穷远处之外,菱形外部各点电场强度处处不为零,故A正确.分析可知O点电场强度等于零,由对称及电场叠加原理可知,除O点外,菱形内部的电场强度为零的点都是成对出现的,所以在菱形内部不可能只存在两个电场强度为零的点,故B错误.当y0=8l时,由对称性可知点(0,-3l)和点(0,3l)的电势相等,将负点电荷从点(4l,5l)移到点(0,-3l)和从点(4l,5l)移到点(0,3l),电场力做功相同,由等量同种点电荷形成的电场的特点可知,在x、y正半轴上的两个点电荷形成的电场中,点(4l,5l)和点(0,3l)是两点电荷连线的中垂线上对称的两点,电势相等,所以将负点电荷从点(4l,5l)移到点(0,3l),电场力不做功;在x负半轴的点电荷形成的电场中,将负点电荷从点(4l,5l)移到点(0,3l),电场力做正功;在y负半轴的点电荷形成的电场中,将负点电荷从点(4l,5l)移到点(0,3l),电场力做正功;综上所述,当y0=8l时,将一带负电的试探电荷由点(4l,5l)移到点(0,-3l),电场力做正功,故C正确.当y0=4l时,x、y正半轴的两个点电荷在点(l,l)处的合场强与x轴负方向的夹角为45°,倾斜向下,大小为 eq \f(1,5\r(5)) · eq \f(kq,l2) ,x、y负半轴的两个点电荷在点(l,l)的合场强与x轴正方向的夹角为45°,倾斜向上,大小为 eq \f(3,13\r(13)) · eq \f(kq,l2) ,故该点的合场强与x轴负方向的夹角为45°,倾斜向下,负点电荷受到的电场力与x轴正方向的夹角为45°,倾斜向上,故D正确.
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