2024年高考物理第一轮复习：第 2讲　限时规范训练

限时规范训练

[基础巩固]

1．(2021·浙江卷)如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是(　　)

A．探测发射台周围风力的大小

B．发射与航天器联系的电磁波

C．预防雷电击中待发射的火箭

D．测量火箭发射过程的速度和加速度

解析：C　在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，因铁制的高塔有避雷作用，其功能是预防雷电击中发射的火箭．故选C．

2．(2021·全国乙卷)如图(a)，在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷．由于静电感应，在金属平板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图(b)中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等．若将一正试探电荷先后放于M和N处，该试探电荷受到的电场力大小分别为FM和FN，相应的电势能分别为EpM和EpN，则(　　)

A．FM＜FN，EpM＞EpN

B．FM＞FN，EpM＞EpN

C．FM＜FN，EpM＜EpN

D．FM＞FN，EpM＜EpN

解析：A　由图中等势面的疏密程度可知EM＜EN，根据F＝qE可知：FM＜FN，由题可知图中电场线是由金属板指向负电荷，设将该试探电荷从M点移到N点，可知电场力做正功，电势能减小，即：EpM＞EpN，故选A．

3.一带负电粒子在电场中仅受静电力作用沿x轴正方向做直线运动的v­t图像如图所示，起始点O为坐标原点，下列关于电势φ、粒子的动能Ek、电场强度E、粒子加速度a与位移x的关系图像中可能合理的是(　　)

解析：C　由v­t图像可知速度减小，且加速度逐渐减小，电场力做负功，动能逐渐减小，而电场强度E＝＝，所以沿＋x方向场强逐渐减小，则电势不是均匀减小，所以A、B、D错误，C可能合理．

4．(2021·广东卷)如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是(　　)

A．a点的电势比b点的低

B．a点的电场强度比b点的小

C．液滴在a点的加速度比在b点的小

D．液滴在a点的电势能比在b点的大

解析：D　高压电源左为正极，则所加强电场的场强向右，而沿着电场线电势逐渐降低，可知φa＞φb，故A错误；等差等势线的疏密反映场强的大小，由图可知a处的等势线较密，则Ea＞Eb，故B错误；液滴的重力不计，根据牛顿第二定律可知，液滴的加速度为a＝，因Ea＞Eb，可得aa＞ab，故C错误；液滴在电场力作用下向右加速，则电场力做正功，动能增大，电势能减少，即Epa＞Epb，故D正确．

5.(2022·广东省惠州市模拟)(多选)空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势φ随x的分布如图所示．一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动．则下列说法正确的是(　　)

A．该粒子带正电荷

B．空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的

C．该粒子从原点O运动到x0过程中电势能是减小的

D．该粒子运动到x0处的速度是

解析：AC　沿电场线方向电势降低，由题图可知电场方向沿x轴正方向，带电粒子仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动，受力方向与电场方向一致，带电粒子带正电，A正确；沿x轴正方向电势均匀降低，电场为匀强电场，B错误；沿x轴正方向运动，电场力做正功，电势能减小，C正确；根据动能定理得qφ0＝mv2，v＝ ，D错误．

[能力提升]

6．(2021·山东卷)如图甲所示，边长为a的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为＋q的点电荷；在0≤x＜a区间，x轴上电势φ的变化曲线如图乙所示．现将一电荷量为－Q的点电荷P置于正方形的中心O点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零．若将P沿x轴向右略微移动后，由静止释放，以下判断正确的是(　　)

A．Q＝q，释放后P将向右运动

B．Q＝q，释放后P将向左运动

C．Q＝q，释放后P将向右运动

D．Q＝q，释放后P将向左运动

解析：C　对y轴正向的点电荷，由平衡知识可得k＋k＝k ，解得Q＝q，因在0≤x＜a区间内沿x轴正向电势升高，则场强方向沿x轴负向，则将P沿x轴正向向右略微移动后释放，P受到向右的电场力而向右运动．故选C．

7．(2021·浙江卷)某书中有如图所示的图，用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面，其中a、b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角右侧表面附近的一点．下列说法正确的是(　　)

A．实线表示电场线

B．离d点最近的导体表面电荷密度最大

C．“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同

D．电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零

解析：D　处于静电平衡的导体，是个等势体，则整个导体为等势体，由于电场线方向总是与等势面垂直，所以实线不是电场线，是等势面，则A错误；根据等势面的疏密表示场强的强弱，则d点的场强较弱，并且电场强度越大的地方电荷密度越大，所以B错误；在“<”形导体右侧表面上下部分附近电场强度方向不相同，所以C错误；由于a、b在同一等势面上，则电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零，所以D正确.

8．真空中固定一电荷量为Q的负点电荷，一电荷量为q、质量为m的检验电荷仅在电场力作用下由静止开始运动，先后经过A、B、C三点，其a­图像如图所示，图中a为检验电荷的加速度，r代表检验电荷与负点电荷间的距离，已知aC＝3aA＝1.5aB，则下列说法正确的是(　　)

A．检验电荷带负电

B．A、B、C三点的电势关系：φA＜φB＜φC

C．A、B、C三点的电场强度关系：EC＝3EA＝1.5EB

D．该图线的斜率代表负点电荷的电荷量与检验电荷质量的比值

解析：C　因为检验电荷仅在电场力作用下由静止开始运动，先后经过A、B、C三点，结合题中图像可知，检验电荷离负点电荷越来越近，而固定点电荷带负电，说明检验电荷带正电，A错误；沿着电场线方向电势降低，所以φA＞φB＞φC，B错误；根据F＝＝ma，并进行定性分析(F＝qE)，由aC＝3aA＝1.5aB，可知A、B、C三点电场强度关系：EC＝3EA＝1.5EB，题图斜率k′＝，故C正确，D错误．

9.(2021·湖南卷)(多选)如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为该圆直径．将电荷量为q(q＞0)的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W(W＞0)；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W.下列说法正确的是(　　)

A．该匀强电场的场强方向与ab平行

B．将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5W

C．a点电势低于c点电势

D．若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动

解析：AB　由于该电场为匀强电场，可采用矢量分解的思路，沿cd方向建立x轴，垂直于cd方向建立y轴如图所示，在x方向有W ＝ Exq2R，在y方向有2W ＝ EyqR ＋ ExqR，经过计算有Ex ＝ ，Ey＝，E ＝，tan θ＝＝，由于电场方向与水平方向成60°，则电场与ab平行，且沿a指向b，A正确；该粒子从d点运动到b点，电场力做的功为W′＝Eq＝0.5W，B正确；沿电场线方向电势逐渐降低，则a点的电势高于c点的电势，C错误；若粒子的初速度方向与ab平行则粒子做匀变速直线运动，D错误．

10．(2022·衡阳一模)(多选)如图所示，倾角为30°的光滑绝缘直角斜面ABC，D是斜边AB的中点，在C点固定一个带电荷量为＋Q的点电荷，一质量为m、电荷量为－q的小球从A点由静止释放，小球经过D点时的速度为v，到达B点时的速度为0，则(　　)

A．小球从A到D的过程中静电力做功为mv2

B．小球从A到B的过程中电势能先减小后增加

C．B点电势比D点电势低

D．A、B两点间的电势差UAB＝

解析：BCD　斜面的倾角为θ＝30°，斜面上＝，由几何关系可知，＝＝，即A到C的距离与D到C的距离是相等的，所以D与A的电势相等，则A到D的过程中电场力做的功等于0，故A项错误；由于A到C的距离与D到C的距离是相等的，由几何关系可知，沿AD的方向上的各点到C的距离先减小后增大，距离减小的过程中电场力对负电荷做正功，所以从A到D的过程中负电荷的电势能先减小后增大，故B项正确；D到C的距离小于B到C的距离，结合正电荷电场的特点可知，B点电势比D点电势低，故C项正确；设AB的长度为2L，则＝＝L，在小球从A到D两点的过程中，由动能定理有mgLsin 30°＝mv2－0，在小球从A到B的过程中有mg·2Lsin 30°＋(－q)UAB＝0－0，所以UAB＝，故D项正确．