2020年高考物理《电场的两类基本性质》专题训练及答案解析

2020年高考物理电场的两类基本性质专题训练一、单项选择题1.如图所示为某示波管的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则()AWaWb，EaEb BWaWb，EaEbCWaWb，EaEb DWaWb，EaEb.选项A正确2.如图所示是一个正方体ABCDEFGH，m点是ABCD面的中点、n点是EFGH面的中点当在正方体的八个角上各固定一个带电量相同的正点电荷，比较m、n两点的电场强度和电势，下列判断正确的是()A电场强度相同，电势相等B电场强度不相同，电势不相等C电场强度相同，电势不相等D电场强度不相同，电势相等【答案】D【解析】由对称性可知，m、n点电场强度大小相等，m点电场强度方向垂直ABCD面向上，n点电场强度方向垂直EFGH面向下，两点电场强度的方向相反由叠加可知m、n点连线中点的电场强度为0.当电荷沿m、n连线从m点移动到n点的过程中电场力做功一定为0，表明m、n两点电势相等，故D正确3.如图所示，在正方形区域的四个顶点固定放置四个点电荷，它们的电量的绝对值相等，电性如图中所示K、L、M、N分别为正方形四条边的中点，O为正方形的中心下列关于各点的电场强度与电势的判断正确的是()AK点与M点的电场强度大小相等、方向相反BO点的电场强度为零CN点电场强度的大小大于L点电场强度的大小DK、O、M三点的电势相等【解析】根据点电荷的电场即电场的叠加可得：K点与M点的电场强度大小相等、方向相同，所以A错误； O点的电场强度方向水平向右，不为零，所以B错误；由对称性知，N点的电场强度大小等于L点的电场强度大小，所以C错误；K、O、M三点的电势都等于零，所以D正确【答案】D4.如图所示，在真空中的A、B两点分别放置等量异种点电荷，在AB两点间取一正五角星形路径abcdefghija，五角星的中心与AB连线的中点重合，其中af连线与AB连线垂直现将一电子沿该路径逆时针方向移动一周，下列判断正确的是()Ae点和g点的电场强度相同Bh点和d点的电势相等C电子在e点的电势能比g点电势能大D电子从f点到e点再到d点过程中，电场力先做正功后做负功【答案】C【解析】由对称性可知，e点和g点的电场强度大小相同，但方向不同，选项A错误；h点电势高于d点的电势，选项B错误；因为g点的电势高于e点，故电子在e点的电势能比g点电势能大，选项C正确；电子从f点到e点再到d点过程中，电势先降低再升高，电势能先增大后减小，电场力先做负功后做正功，选项D错误5如图所示，在一个真空环境里，有一个空心导体球，半径为a，另有一个半径为b的细圆环，环心与球心连线长为L(La)，连线与环面垂直，已知环上均匀带电，总电荷量为Q.当导体球接地时(取无穷远处电势为零，与带电量为q的点电荷相距r处电势为k，k为静电力恒量)，下列说法正确的是()A球面上感应电荷量为q感B球面上感应电荷量为q感C感应电荷在O点的场强为E感kD感应电荷在O点的场强为E感k【答案】A【解析】据题意，由于静电感应，球上所带电荷与圆环电性相反，球与大地相连，球的电势为0，即球上的电荷在球中心产生的电势与环上电荷在球中心产生的电势之和为0，故有：kk0，则选项A正确，而选项B错误；由于静电平衡，导体内场强处处为0，球上的电荷在O点产生场强等于环在O点产生的场强，方向相反，现将环看成无数个电荷的集合体，每个电荷在O点产生的场强为：E1k，而所有电荷在O点产生的场强是每个电荷在该点产生场强的矢量和，则为：E感E环k，故选项C、D均错误6.如图所示，在两个等量异种电荷形成的电场中，D、E、F是两电荷连线上间距相等的三个点，三点的电势关系是DEF，K、M、L是过这三个点的等势线，其中等势线L与两电荷连线垂直带电粒子从a点射入电场后运动轨迹与三条等势线的交点是a、b、c，粒子在a、b、c三点的电势能分别是Epa、Epb、Epc，以下判断正确的是()A带电粒子带正电BEpaEpbEpcCEpcEpbEpbEpaDEpcEpbEF，则左边是正点电荷，由运动轨迹可知，带电粒子带负电荷，则电场力做负功，导致负电荷的电势能增加，故A错误，B正确；D、E、F是两电荷连线上间距相等的三个点，结合点电荷电场矢量叠加原理，ab电势差大于bc电势差，根据WqU，则EpcEpbEpbEpa，故C错误，D正确7.如图所示，真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为9Q和Q的两个点电荷，两者相距为L，以Q电荷为圆心，半径为画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线垂直于MN，一电荷量为q的试探电荷在圆周上运动，则下列判断错误的是() A电荷q在a处所受到的电场力最大B电荷q在a处的电势能最大C电荷q在b处的电势能最大D电荷q在c、d两处的电势能相等【答案】B【解析】电场强度叠加后，a点处场强最大，A正确；将正电荷从a点沿圆弧移动到c、b、d点，Q对正电荷不做功，9Q对正电荷均做负功，电势能均增加，且移动到b点克服电场力做功最多，移动到c、d两点克服电场力做功相同，因此正电荷在a处电势能最小，在b处电势能最大，在c、d两处电势能相等，B错误，C、D正确8.在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止时位于A点，此时细线与竖直方向成37角，如图1所示现对在A点的该小球施加一沿与细线垂直方向的瞬时冲量，小球能绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动下列对小球运动的分析，正确的是(不考虑空气阻力，细线不会缠绕在O点上)() A小球运动到C点时动能最小B小球运动到C点时绳子拉力最小C小球运动到Q点时动能最大D小球运动到B点时机械能最大【答案】D【解析】由题意可知，电场力与重力的合力应沿着OA方向，因此小球在竖直平面内运动时，运动到A点时动能最大，C错误；运动到与A点关于圆心对称的点时动能最小，在该点时绳子拉力也恰好最小，A、B错误；而在运动过程中，运动到B点时电场力做功最多，因此机械能最大，D正确二 不定项选择题1.真空中存在一点电荷产生的电场，其中a、b两点的电场强度方向如图所示，a点的电场方向与ab连线成60，b点的电场方向与ab连线成30.另一带正电粒子以某初速度只在电场力作用下由a运动到b.以下说法正确的是()Aa、b两点的电场强度Ea3EbBa、b两点的电势aEkbD带正电粒子在a、b两点的电势能EpaEpb【答案】AD【解析】a点到O点的距离RaLabcos 60Lab，b点到O点距离RbLbcos 30Lab，根据点电荷的场强公式E，可得：Ea3Eb，故A正确；在正点电荷的周围越靠近场源电势越高，故有ab，故B错误；带正电粒子在a、b两点的电势能EpaEpb，故D正确；由能量守恒，带正电粒子在a、b两点的动能EkaEF，K、M、L是过这三个点的等势线，其中等势线L与两电荷连线垂直带电粒子从a点射入电场后运动轨迹与三条等势线的交点是a、b、c，粒子在a、b、c三点的电势能分别是Epa、Epb、Epc，以下判断正确的是()A带电粒子带正电BEpaEpbEpcCEpcEpbEpbEpaDEpcEpbEF，则左边是正点电荷，由运动轨迹可知，带电粒子带负电荷，则电场力做负功，导致负电荷的电势能增加，故A错误，B正确；D、E、F是两电荷连线上间距相等的三个点，结合点电荷电场矢量叠加原理，ab电势差大于bc电势差，根据WqU，则EpcEpbEpbEpa，故C错误，D正确3.一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其速度时间图象如图所示.分析图象后，下列说法正确的是()A.B、D两点的电场强度和电势一定都为零B.A处的电场强度大于C处的电场强度C.粒子在A处的电势能小于在C处的电势能D.A、C两点的电势差大于B、D两点间的电势差【答案】BC【解析】速度时间图象的斜率表示加速度，B、D两点的斜率为零，说明合力为零，因为一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，所以B、D两点的电场力为零，电场强度为零，但是电势不一定为零，A错误；A处的斜率大小大于C处的斜率大小，因为a，所以A处的电场强度大于C处的电场强度，B正确；因为只受电场力，所以运动过程中动能和电势能相互转化，从图中可得A点的速度大于C点的速度，所以从A到C一部分动能转化为电势能，故粒子在A处的电势能小于在C处的电势能，C正确；从图中可得A、C两点的速度变化量小于B、D两点的速度变化量，根据公式WUqEk可得A、C两点的电势差小于B、D两点间的电势差，D错误.4.如图所示，在真空中固定两个等量异号点电荷Q和Q，图中O点为两点电荷的连线中点，P点为连线上靠近Q的一点，MN为过O点的一条线段，且M点与N点关于O点对称.则下列说法正确的是()A.同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同B.M、N两点的电势相同C.将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电荷的电势能先增大后减小D.只将Q移到P点，其它点在空间的位置不变，则O点的电势减小【答案】AD【解析】等量异种点电荷的电场的分布具有一定的对称性，如图：由图可得M、N两点的电场强度相同，故A正确；画出过M、N的等势面，如图所示：电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面，故M点的电势大于N点的电势，故B错误；将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电场力一直做正功，故电势能一直减小，故C错误；等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线，故O点的电势为零；只将Q移到P点，其它点在空间的位置不变，此时两个电荷连线的中点在O点的左侧，故O点的电势变为负值，故O点的电势减小，故D正确.5.空间存在着平行于x轴方向的静电场.A、M、O、N、B为x轴上的点，OAOB，OMON，AB间的电势随x的分布如图所示，一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动，则下列判断中正确的是()A.粒子一定带负电B.粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大C.粒子一定能通过N点D.AO间的电场强度大于OB间的电场强度【答案】ACD【解析】由图可知，AB两点电势相等，O点的电势最高，A到O是逆电场线，粒子仅在电场力作用下，从M点由静止开始沿x轴向右运动即逆电场线方向运动，故粒子一定带负电，故A正确；A到O电势均匀升高，故A到O的电场是匀强电场，所以粒子从M向O运动过程中所受电场力不变.故B错误；由图可知，AB两点电势相等，M点的电势小于N点的电势，故M到O电场力做的功大于O到N电场力做的功，所以粒子能通过N点.故C正确；由于OAOB，所以OA之间的电势变化快于OB之间的电势变化，即AO间的电场强度大于OB间的电场强度，故D正确.6.如图所示，虚线为某静电场的等势面，且相邻两等势面间的电势差相等.一带负电的粒子由M点移动到N点的过程中，电场力做正功，M、N两点的电势用M、N表示，M、N两点的电场强度用EM、EN表示.则下列说法正确的是()A.MN B.MEN D.EMEN【答案】BD【解析】带负电的粒子由M点移动到N点的过程中，电场力做正功，电势能减小，电势增加，则MEf【答案】BCD【解析】b、c、d三点的场强为a、O两点固定点电荷产生的电场的叠加，根据电场叠加的结果，b、d两点的场强大小相等，但方向不同，因此场强不等，A项错误；在O处点电荷的电场中，b、c、d三点的电势相等，而在a处点电荷的电场