专题02+电场中“四类”典型图象问题的突破(精练)-2019年高考物理双基突破(二)

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专题02+电场中“四类”典型图象问题的突破(精练)-2019年高考物理双基突破(二)

‎1.如图所示,实线是电场线,一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中,其速度-时间图象是选项中的 ‎【答案】B ‎2.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示。下列说法中正确的是 A.O点的电势最低 B.x2点的电势最高 C.x1和-x1两点的电势相等 D.x1和x3两点的电势相等 ‎【答案】C ‎【解析】由题图知,O点两侧电场强度方向相反,因电场强度的方向沿x轴,故O点可能电势最低,也可能电势最高,A不正确;x1、x2、x3三点在同一电场线上,由沿电场线方向电势逐渐降低可知,无论O点右侧电场强度沿x轴向右还是向左,x2点电势都不是最高,x1、x3两点的电势也不相等,故B、D不正确;由题图知,电场强度在O点两侧对称,故x1、-x1两点电势相等,C正确。 ‎ ‎4.某区域的电场线分布如图所示,其中间一根电场线是直线,一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点。取O点为坐标原点,沿直线向右为x轴正方向,粒子的重力忽略不计。‎ 在O点到A点的运动过程中,下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能Ek和运动径迹上的电势φ随位移x的变化图线可能正确的是 ‎【答案】B ‎5.如图,半径为R的均匀带正电薄球壳,其上有一小孔A。已知壳内的场强处处为零;壳外空间的电场,与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样。一带正电的试探电荷(不计重力)从球心以初动能Ek0沿OA方向射出。下列关于试探电荷的动能Ek与离开球心的距离r的关系图线,可能正确的是 ‎【答案】A ‎6.如图甲所示,真空中有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球体,以球心为坐标原点,沿半径方向建立x轴。理论分析表明,x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示,则 A.x2处场强大小为 ‎ B.球内部电场为匀强电场 C.x1、x2两点处的电势相同 D.假设将试探电荷沿x轴移动,则从x1移到R处和从R移到x1处电场力做功相同 ‎【答案】A ‎【解析】引入带正电的试探电荷q,所受的库仑力F=k,根据场强定义式E=,求得x2处的场强为E=,选项A正确;由图乙知球内部随着x的增加场强逐渐增大,选项B错误;引入带正电的试探电荷q,由图乙知在x1处受到的电场力沿着x轴正方向,在向x2运动过程中,电场力做正功,电势能减小,电势减小,选项C错误;将试探电荷沿x轴移动,则从x1移到R处电场力做正功,而从R移到x1处电场力做负功,选项D错误。 ‎ ‎7.(多选)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点,其v−t图像如图所示,则下列说法中正确的是 A.A点的电场强度一定大于B点的电场强度 B.粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能 C.C、D间各点电场强度和电势都为零 D.A、B两点间的电势差大于C、B两点间的电势差 ‎【答案】AB ‎【解析】由图线可看出,过A点的切线的斜率大于B点,即粒子在A点的加速度大于B点,故A点的电场强度一定大于B点的电场强度,选项A正确;粒子在B点的速度大于A点,故从A点到B动能增加,电势能减小,即粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能,选项B正确;从C到D粒子做匀速运动,故C、D间各点电场强度为零,但是电势相等且不一定为零,选项C错误;从A到B和从C到B 粒子动能的变化量相同,故电场力做功相同,即A、B两点间的电势差等于C、B两点间的电势差,选项D错误。‎ ‎8.某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图像如图所示。x轴上A、O、B三点的电势值分别为φA、φO、φB,电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx,电子在A、O、B三点的电势能分别为EpA、EpO、EpB。下列判断正确的是 A.φO>φB>φA    B.EOx>EBx>EAx ‎ C.EpO<EpB<EpA D.EpO-EpA>EpO-EpB ‎【答案】D ‎9.(多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷 A.在x2和x4处电势能相等 ‎ B.由x1运动到x3的过程中电势能增大 C.由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小 D.由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大 ‎【答案】BC ‎10.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中C为ND段电势最低的点,则下列说法正确的是 A.q1、q2为等量异种电荷 ‎ B.N、C两点间场强方向沿x轴负方向 C.N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大 D.将一正点电荷从N点移到D点,电势能先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】根据q1左侧和q2右侧电势随距离增大而降低可判断两者均为正电荷,A错。N、C间的电场方向沿x轴正方向,C点场强为0,B错.根据ND段图线的斜率大小先减小后增大可知,场强先减小到零后反向增大,C正确;正电荷从N移到D,由Ep=qφ知,电势能先减小后增大,D错。‎ ‎11.某空间区域有竖直方向的电场(图中只画出了一条电场线),一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球,在电场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动,不计一切阻力,运动过程中小球的机械能E与小球位移x的关系图象如图所示,由此可以判断 A.小球所处的电场为非匀强电场,且场强不断减小,场强方向向下 B.小球所处的电场为匀强电场,场强方向向下 C.小球可能先做加速运动,后做匀速运动 ‎ D.小球一定做加速运动,且加速度不断增大 ‎【答案】D ‎【解析】小球的机械能先减小,后保持不变,故电场力先做负功,后不做功,故电场强度方向向上,再根据机械能的变化关系可知,电场力做功越来越小,故电场强度不断减小,故A、B错误;根据牛顿第二定律可知,小球受重力与电场力,且电场力越来越小,故加速度越来越大,故C错误,D正确。‎ ‎12.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示,下列说法正确的是 A.O点的电势最低 ‎ B.x1和x3两点的电势相等 C.x2和-x2两点的电势相等 ‎ D.x2的电势最高 ‎【答案】C ‎13.(多选)直线ab是电场中的一条电场线,从a点无初速度释放一电子,电子仅在电场力作用下,沿直线从a点运动到b点,其电势能Ep随位移x变化的规律如图所示,设a、b两点的电场强度分别为Ea和Eb,电势分别为φa和φb,则 A.Ea>Eb     B.Eaφb ‎【答案】AC ‎ ‎14.(多选)a、b是位于x轴上的两个点电荷,电荷量分别为Q1和Q2,沿x轴a、b之间各点对应的电势如图中曲线所示(取无穷远电势为零),M、N、P为x轴上的三点,P点对应图线的最低点,a、P间距离大于P、b间距离。一质子以某一初速度从M点出发,仅在电场力作用下沿x轴从M点运动到N点,下列说法正确是 A.P点处的电场强度为0‎ B.a和b一定是等量同种电荷 C.质子在运动过程中速率先增大后减小 D.质子在运动过程中加速度先增大后减小 ‎【答案】AC ‎ ‎【解析】由电势图线知两电荷均带正电,但电荷量Q1>Q2,选项B错误;由沿电场线方向电势降低知,在P点场强方向改变,所以P点处的电场强度为0,选项A正确;质子从M点运动到N点,加速度先减小后增大,速率先增大后减小,选项C正确,D错误。‎ ‎15.如图甲所示,直线AB是某电场中的一条电场线,一电子仅在电场力作用下由电场线上A点沿直线运动到B点,其速度平方v2与位移x的关系如图乙所示。EA、EB表示A、B两点的电场强度,φA、φB表示A、B两点的电势。以下判断正确的是 A.EAEB C.φA>φB D.φA<φB ‎【答案】D ‎ ‎16.(多选)如图甲所示,a、b是某电场中一条电场线上的两点,若在a点释放一初速度为零的带负电的粒子,粒子仅在电场力作用下沿电场线由a运动到b,其电势能W随位移x变化的规律如图乙所示。设a、b两点的电势分别为φa和φb,电场强度的大小分别为Ea和Eb。则下列判断正确的是 A.φa>φb          B.φa<φb C.EaBD),取无穷远处电势为零,由图可知 A.B点电场强度为零 B.Q1为负电荷,Q2为正电荷 C.Q1的带电量一定大于Q2的带电量 D.将电子沿x轴从A点移到C点,电场力一直做正功 ‎【答案】BCD ‎ ‎22.如图甲所示,电荷量为q=1×10-4 C的带正电的小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在方向沿水平向右的电场,电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示,物块运动速度与时间t的关系如图丙所示,取重力加速度g=10 m/s2,求:‎ ‎(1)前2 s内电场力做的功;‎ ‎(2)物块的质量;‎ ‎(3)物块与水平面的动摩擦因数。‎ ‎【答案】(1)6 J (2)1 kg (3)0.2‎ ‎【解析】(1)由题意可得,在匀强电场中电场力为:F=qE,‎ 由题图乙得前2秒内的位移为:s=×2×2 m=2 m,‎ 则电场力做的功为:W=Fs,‎ 代入数据解得:W=6 J。‎
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