2025届高考物理二轮复习选择题专项练5静电场含解析

PAGE5-选择题专项练5静电场1．在静电场中，将一电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则()A．b点的电场强度肯定比a点大B．b点的电势肯定比a点高C．电场线方向肯定从b指向aD．该电荷电势能肯定增大解析：仅知电荷从a点移到b点，电场力做负功，无法推断a、b两点电场强度大小，若是匀强电场，a、b两点电场强度可能相等，选项A错误；电荷从a点移到b点，电场力做负功，电势能肯定增加，但不知电荷的电性，所以无法推断哪点的电势高，选项D正确，B错误；通过电场力做功无法推断电场线方向，电荷运动时可能沿电场线或者逆着电场线方向，也可能与电场线有肯定夹角等，所以电场线方向不肯定从b指向a，选项C错误。答案：D2．(多选)如图，真空中固定有两个静止的等量同种正点电荷A与B，电荷量均为Q，AB连线长度为2L，中点为O，C为AB连线的中垂线上距O点为L的点。现将B电荷移动到O点并固定，若取无穷远处为电势零点，静电力常量为k，不考虑运动电荷产生的磁场，则下列说法正确的是()A．在B电荷移动之前，从A点到O点电场强度先增大后减小B．在B电荷移动之前，一重力不计带负电的粒子可在AB中垂面内以某一速率绕O点做匀速圆周运动C．B电荷移动到O点的过程中，C点电势和电场强度都始终增大D．当B电荷移动到O点时，C点的电场强度大小为eq\f(\r(5＋2\r(2)),2L2)kQ解析：在B电荷移动之前，依据场强叠加原理可知，O点场强为零，则从A点到O点电场强度渐渐减小，选项A错误。因等量同种电荷中垂面上的场强分布是从O点向外发散型的，则一重力不计带负电的粒子可在AB中垂面内以某一速率绕O点做匀速圆周运动，选项B正确。B电荷移动到O点的过程中，因为电荷A在C点产生的场强大小方向不变，而电荷B在C点产生的场强渐渐变大，且两点电荷在C点产生的场强方向夹角由90°渐渐减小，由平行四边形定则可知，C点电场强度一增大；因电荷A在C点的电势不变，而B电荷在C点的电势渐渐变大，可知C点电势渐渐变大，选项C正确。由几何关系可知，A与C之间的距离为eq\r(2)L，电荷A在C点产生的场强为EA＝eq\f(kQ,2L2)EA与AB连线之间的夹角为45°，所以沿水平方向的重量为EAx＝eq\f(\r(2)kQ,4L2)沿竖直方向的重量为EAy＝eq\f(\r(2)kQ,4L2)电荷B产生的电场强度的方向向上，大小为EB＝eq\f(kQ,L2)C点的电场强度大小为EC＝eq\r(Eeq\o\al(2,Ax)＋（EAy＋EB）2)＝eq\f(\r(5＋2\r(2)),2L2)kQ故D正确。答案：BCD3．在一正点电荷形成的电场中，A、B、C三点的电势分别为φA、φB、φC，电场强度的大小分别为EA、EB、EC。已知φA＝φC，B为A、C连线的中点，则()A．φB<φC，EA<EBB．φB<φC，EB>EAC．φB>φC，EB>EC D．φB>φC，EB<EC解析：在一正点电荷形成的电场中，因为A、C两点的电势φA＝φC，所以A、C两点在以点电荷为球心的同一个球面上(等势面)，而A、C连线的中点B到点电荷的距离比A(或C)到点电荷的距离小，所以B点的电场强度和电势比A点(或C点)的大，故C正确，A、B、D错误。答案：C4．(多选)如图，两块正对平行金属板M、N与电池相连，N板接地，在与两板等距离的P点固定一个带负电的点电荷，假如M板向下平移一小段距离，则()A．点电荷受到的电场力变大B．M板的带电荷量增加C．P点的电势不变D．点电荷在P点具有的电势能增大解析：由题分析可知，电容器的板间电压保持不变，将M板向下平移一小段距离，板间距离减小，由公式E＝eq\f(U,d)可知，板间场强增大，点电荷受到的电场力增大，故A正确；电容器的板间电压保持不变，将M板向下平移一小段距离，板间距离减小，电容器的电容C增大，依据Q＝CU可知，M板的带电荷量增加，故B正确；板间场强增大，P点与下板间的距离未变，则由U＝Ed可知，P点与下极板之间电势差增大，下极板电势为零，且P点的电势高于下极板的电势，则P点的电势上升，故C错误；该点电荷带负电，而P点电势上升，则点电荷在P点具有的电势能减小，故D错误。答案：AB5．(多选)在电场中把正电荷q从A点移动到B点，电场力做了1.0×10－7J的正功，再把q从B点移动到C点，克服电场力做了3.0×10－7J的功。若选取C点为参考点，q＝2.0×10－9C，则A与C、B与C间的电势差及A、B两点的电势分别为()A．UAC＝200V B．UBC＝－150VC．φA＝－100V D．φB＝150V解析：由题意可得UAB＝eq\f(WAB,q)＝eq\f(1.0×10－7,2.0×10－9)V＝50V，UBC＝eq\f(WBC,q)＝eq\f(－3.0×10－7,2.0×10－9)V＝－150V，UAC＝UAB＋UBC＝50V－150V＝－100V，若选取C点为参考点，即φC＝0，则φA＝－100V，φB＝－150V，故A、D错误，B、C正确。答案：BC6．(多选)如图甲所示，A、B为电场中始终线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度沿直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的改变关系如图乙所示，则从A到B过程中，下列说法正确的是()甲乙A．点电荷的速度先增大后减小B．空间电场是某负点电荷形成的C．电荷所受电场力先减小后增大D．空间各点的电势先上升后降低解析：依据电势能Ep随位移x的改变图像可知，电势能先增大后减小，所以电场力先做负功再做正功，又点电荷只受电场力，所以合外力先做负功再做正功，因此点电荷的速度先减小后增大，A错误；点电荷带正电，且电场力先做负功再做正功，所以电场强度的方向先向左再向右，空间电场可能是某正点电荷形成的，B错误；电势能Ep随位移x的改变图像的斜率表示电场力，所以可知电场力先减小后增大，C正确；依据Ep＝qφ，粒子带正电且电势能先增大后减小，同时电势能均为正值，可知空间各点的电势先上升后降低，D正确。答案：CD7．(多选)一质量为m的带电粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入匀强电场中，场强方向水平向右。粒子通过电场中的b点时，速率为2v0，方向与电场方向一样，重力加速度为g，则()A．粒子受电场力大小为mgB．粒子受电场力大小为2mgC．粒子从a到b机械能增加了2mveq\o\al(2,0)D．粒子从a到b机械能增加了eq\f(3mveq\o\al(2,0),2)解析：从a到b水平和竖直方向的运动时间相同，且都做匀变速运动，水平方向为2v0，所以水平方向加速度是竖直方向的2倍，则电场力大小为2mg，故B正确，A错误；从a到b因电场力做正功，所以机械能增加，增加的机械能等于电场力做的功，为W＝eq\f(1,2)m(2v0)2＝2mveq\o\al(2,0)，故C正确，D错误。答案：BC8．(多选)反射式速调管是常用微波器之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示。一质量m＝2.0×10－20kg、电荷量q＝2.0×10－9C的带负电的粒子从(－1，0)点由静止起先，仅在电场力作用下在x轴上来回运动，则()A．x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比eq\f(E1,E2)＝eq\f(1,2)B．粒子在0～0.5cm区间运动过程中的电势能减小C．该粒子运动过程中电势能改变量的最大值为4.0×10－8JD．该粒子运动的周期T＝3.0×10－8s解析：依据U＝Ed可知，左侧电场强度E1＝eq\f(20,1×10－2)V/m＝2.0×103V/m，右侧电场强度E2＝eq\f(20,0.5×10－2)V/m＝4.0×103V/m，所以eq\f(E1,E2)＝eq\f(1,2)，故A正确。粒子带负电，故在0～0.5cm区间运动过程中的电势能增加，故B错误。该粒子运动过程中电势能改变量的最大值为ΔEp＝ΔUq＝20×2.0×10－9J＝4.0×10－8J，故C正确。粒子运动到原点时速度最大，依据动能定理有qE1x＝Ekm，其中x＝1.0×1