高三二轮高效复习主题巩固卷物理电场

[课下巩固检测练(七)]电场【基础练】1．(2025·河北高考)《汉书》记载“姑句家矛端生火”，表明古人很早就发现了尖端放电现象。若带电长矛尖端附近某条电场线如图，则a、b、c、d四点中电势最高的是()A．a点B．b点C．c点D．d点解析：选D。沿电场线方向电势逐渐降低，故D正确。2．(2025·陕晋青宁卷)某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图，其中可能正确的是()解析：选B。静电场是由静止电荷产生的电场，电场线不交叉不闭合，故B正确。3．(2025·江苏高考)如图所示，平行金属板与电源连接。一点电荷由a点移动到b点的过程中，电场力做功为W。现将上、下两板分别向上、向下移动，使两板间距离增大为原来的2倍，再将该电荷由a移动到b的过程中，电场力做功为()A.W2B．WC．2WD．4解析：选A。根据题意可知，电容器与电源保持连接，电容器两端电压不变，现将电容器两极板间距增大至原来的两倍，由公式E＝Ud可知，极板间电场强度变为原来的12，则由W＝Eqd可知，再把电荷由a移至b，则电场力做功变为原来的124．(2025·河南高考)如图，在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点，其电势分别为6V、4V、2V；a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向，则正确的是()解析：选C。取ac边的中点d，则在匀强电场中有φd＝φa+φc2＝4V＝φb，所以bd连线为该电场的等势线，又电场方向垂直于等势线，且由高电势指向低电势，可知a5．(2024·浙江高考)如图所示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则()A．极板间电势差减小B．电容器的电容增大C．极板间电场强度增大D．电容器储存能量增大解析：选D。分析题图可知静电计测量电容器两极板间的电势差，静电计指针张角增大，电容器两极板间的电势差增大，A错误；由于保持电荷量不变，而电势差增大，则由C＝QU可知电容器的电容减小，B错误；由电容的决定式C＝εrS4πkd和两极板间电场强度E＝Ud＝QCd，联立可得E＝4πkQεr6．某介电电泳实验使用非匀强电场，该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点分别位于电势为－2V、－1V、1V、2V的等势线上，则()A．a、b、c、d中a点电场强度最小B．a、b、c、d中d点电场强度最大C．一个电子从b点移动到c点电场力做功为2eVD．一个电子从a点移动到d点电势能增加了4eV解析：选C。根据等势面越密集电场强度越大，可知a、b、c、d中a点电场强度最大，故A、B错误；一个电子从b点移动到c点电场力做功为Wbc＝－eUbc＝2eV，故C正确；一个电子从a点移动到d点电场力做功为Wad＝－eUad＝4eV，由于电场力做正功电势能减小，则一个电子从a点移动到d点电势能减小了4eV，故D错误。7．(2025·甘肃高考)如图，两极板不平行的电容器与直流电源相连，极板间形成非匀强电场，实线为电场线，虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上，N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是()A．M点的电势比P点的低B．M点的电场强度比N点的小C．负电荷从M点运动到P点，速度增大D．负电荷从M点运动到P点，电场力做负功解析：选D。MN两点电势相等，电场线由上到下，NP在同一电场线上，沿电场线电势逐渐降低，可知N点电势高于P点，可知M点电势高于P点，A错误；M点电场线分布比N点密集，可知M点电场强度比N点大，B错误；负电荷从M点运动到P点，电势能增加，则电场力做负功，动能减小，速度减小，C错误，D正确。8．(2025·甘肃白银三模)一种电子透镜的部分电场分布如图所示，虚线为等差等势面。电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三个点，取c点电势为0V，电子从a点运动到b点电势能变化了10eV，则()A．a点电势为－15VB．电子在b点的电势能为－5eVC．b点的电场强度比c点的大D．电子的运动轨迹与其中的一条电场线重合解析：选B。根据电场线的方向与等势面垂直，可知题图中电场线的方向大体沿左上—右下方向；电子从a到c的过程中向上弯曲，说明电子受到的电场力的方向指向左上方，则电子从a到c的过程中受到的电场力的方向与电场线方向之间的夹角为钝角，电场力做负功，所以电子从a点运动到b点电势能增大10eV，电子带负电，则b点的电势比a点的电势低10V，结合题图可知相邻两等势面间的电势差为5V，取c点电势为0V，则a点的电势为φa＝5V×3＋0V＝15V，故A错误；取c点电势为0V，相邻两等势面间的电势差为5V，可知b处电势为5V，则电子在b点的电势能为Ep＝－eφb＝－e×5V＝－5eV，故B正确；根据等势面的疏密表示电场的强弱可知b点的电场强度小于c点的电场强度，故C错误；电场线的方向与等势面垂直，由题图可知电子运动的轨迹与等势面不垂直，则电子的运动轨迹不可能与其中的一条电场线重合，故D错误。【能力练】9．(2025·黑吉辽蒙卷)如图，光滑绝缘水平面AB与竖直面内光滑绝缘半圆形轨道BC在B点相切，轨道半径为r，圆心为O，O、A间距离为3r。原长为2r的轻质绝缘弹簧一端固定于O点，另一端连接一带正电的物块。空间存在水平向右的匀强电场，物块所受的电场力与重力大小相等。物块在A点左侧释放后，依次经过A、B、C三点时的动能分别为EkA、EkB、EkC，则()A．EkA<EkB<EkCB．EkB<EkA<EkCC．EkA<EkC<EkBD．EkC<EkA<EkB解析：选C。由题意可知弹簧的原长为2r，则物块在A点时弹簧的伸长量为r，物块在B点和C点时弹簧的压缩量为r，则弹簧在A、B、C三点的弹性势能相等，设弹簧在这三点处的弹性势能为Ep，小球从A点到B点的过程，由功能关系得EkA＋Ep＋W电＝EkB＋Ep，则有EkA＋W电＝EkB，由于W电＝FxAB>0，解得EkA<EkB，又F＝mg，xAB＝3r2−r2＝22r，则有W电＝22mgr；物块从B点到C点的过程，由功能关系得EkB＋Ep－W重＝EkC＋Ep，则有EkB＝EkC＋W重，即EkB>EkC，又W重＝mg·2r，由以上可知W电>W重，则有EkA<EkC，综上所述得Ek10．(多选)如图所示，空间有水平方向的匀强电场E(未画出)，长为L的轻质绝缘细线一端固定在天花板上O点，另一端系质量为m、电荷量为q的带正电小球，现由图示A位置静止释放小球，小球沿圆弧经最低点C恰好能到达B点，已知OB与竖直方向的夹角为θ＝37°，且sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度为g，忽略空气阻力。则下列说法正确的是()A．电场强度E＝mgB．小球在B点时的电势能最小C．小球经过C点时对细线的拉力为2mgD．小球经过C点时的动能最大解析：选AC。根据题图可知，小球从A到B运动过程中，静电力做负功，则电场方向水平向右，由A到B过程有mgLcosθ－qE(L＋Lsinθ)＝0，解得E＝mg2q，A正确；根据上述可知，由A到B过程静电力做负功，因此小球在B点时的电势能最大，B错误；由A到C过程有mgL－qEL＝12mvC2，在C点有T－mg＝mvC2L，根据牛顿第三定律有T11．(2025·四川高考)如图所示，真空中固定放置两块较大的平行金属板，板间距为d，下极板接地，板间匀强电场大小恒为E。现有一质量为m、电荷量为q(q>0)的金属微粒，从两极板中央O点由静止释放。若微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变，碰撞后电性与极板相同，所带电荷量的绝对值不变。不计微粒重力。求：(1)微粒第一次到达下极板所需时间；(2)微粒第一次从上极板回到O点时的动量大小。解析：(1)由牛顿第二定律有qE＝ma由运动学公式d2＝联立可得微粒第一次到达下极板所需的时间为t＝mdqE(2)微粒第一次到达下极板时的速度大小为v1＝at＝qEd由于微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变，碰撞后电性与极板相同，所带电荷量的绝对值不变，设微粒碰后第一次到达上极板时的速度大小为v2，满足v22代入解得v2＝3同理可得微粒第一次从上极板回到O点时的速度大小为v3，满足v代入解得v3＝2qEd故微粒第一次从上极板回到O点时的动量大小为p＝mv3＝2qEmd。答案：(1)mdqE(2)2【创新练】12．(2025·广东东莞检测)中国科学院高能物理研究所利用电场约束带电粒子的运动，其简化模型如图甲所示，在xOy平面内的第一象限和第四象限加一沿y轴正方向的匀强电场E0(未知)，一粒子发射源固定在坐标原点O，该装置可以沿x轴正方向发射质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子P，粒子的初速度均为v0，刚好能过第一象限内的M点，已知M点的横坐标为l，不计重力及粒子间的相互作用。(1)已知粒子P过M点时速度为2v0，求匀强电场的电场强度大小E0和M点的纵坐标；(2)若将原来的匀强电场替换为另一交变电场，如图乙所示，电场强度为正值时表示电场方向沿y轴正方向，题干中其他条件均不变，t＝0时刻从坐标原点射出的粒子P仍能过M点，求图乙中E′与E0的比值。解析：(1)粒子P开始在电场中做类平抛运动，将粒子P运动到M点时的速度正交分解，其沿x轴方向上的分速度为v0，则沿y轴方向的分速度vy＝2v0粒子P在电场中的加速度a＝q在M点，竖直方向有vy＝at水平位移l＝v0t，竖直