高考物理一轮复习 电场中的功能关系与图像问题



单选题 (共 4 题 ),每题只有一个选项正确
如图所示,在电场强度大小为 $E$ 、方向坚直向上的匀强电场中,一质量为 $m$ 、带电荷量为 $+q$ 的物体,以某一初速度沿电场方向做匀减速直线运动,不计空气阻力,其加速度大小为 $\frac{0.6 q E}{m}$ ,物体运动距离 $s$ 时速度变为零。则在此过程中

$\text{A.}$ 物体克服静电力做功 $0.6 q E S$ $\text{B.}$ 物体的电势能增加了 $q E s$ $\text{C.}$ 物体的重力势能增加了 $q E s$ $\text{D.}$ 物体的动能减少了 $0.6 q E s$

如图所示,有一竖直固定放置的绝缘圆环,圆环上均匀分布着正电荷,一固定绝缘光滑细杆过圆心且沿垂直圆环平面方向穿过圆环,细杆上套有一个带正电的小环,小环从A点由静止释放,沿细杆运动.下列说法一定正确的是
$\text{A.}$ 小环所受静电力逐渐变小 $\text{B.}$ 小环的加速度先向右后向左 $\text{C.}$ 小环的电势能逐渐增加 $\text{D.}$ 小环的动能逐渐增加

带电球体的半径为R,以球心为原点O建立坐标轴x,轴上各点电势φ随x变化如图所示,下列说法正确的是

$\text{A.}$ 球体带正电荷 $\text{B.}$ 球心处电场强度最大 $\text{C.}$ A、B两点电场强度相同 $\text{D.}$ 一带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点的电势能大

如图甲所示,光滑绝缘水平面上有一带负电荷的小滑块,在x=1 m处以初速度v0= m/s沿x轴正方向运动.小滑块的质量为m=2 kg、带电荷量为q=-0.1 C,可视为质点.整个区域存在沿水平方向的电场,图乙是滑块电势能Ep随位置x变化的部分图像,P点是图线的最低点,虚线AB是图像在x=1 m处的切线,并且AB经过(0,3)和(3,0)两点,g=10 m/s2.下列说法正确的是

$\text{A.}$ x=1 m处的电场强度大小为20 V/m $\text{B.}$ 滑块向右运动过程中,加速度先增大后减小 $\text{C.}$ 滑块运动至x=3 m处时,速度大小为2 m/s $\text{D.}$ 若滑块恰好到达x=5 m处,则该处的电势50V

多选题 (共 7 题 ),每题有多个选项正确
如图甲所示,a、b是点电荷的电场中同一条电场线上的两点,一个带电粒子在a点由静止释放,仅在静电力作用下从a点向b点运动,粒子的动能与位移之间的关系如图乙所示,则下列说法中正确的是

$\text{A.}$ 带电粒子与场源电荷带异种电荷 $\text{B.}$ a点电势比b点电势高 $\text{C.}$ a点电场强度比b点电场强度大 $\text{D.}$ 带电粒子在a点的电势能比在b点的电势能大

如图,竖直平面内有 $a 、 b 、 c$ 三个点,$b$ 点在 $a$ 点正下方, $b 、 c$ 连线水平.第一次,将一质量为 $m$ 的小球从 $a$ 点以初动能 $E_{ k 0}$水平抛出,经过 $c$ 点时,小球的动能为 $5 E_{ k 0}$ ;第二次,使此小球带正电,电荷量为 $q$ ,同时加一方向平行于 $a b c$ 所在平面、电场强度大小为 $\frac{2 m g}{q}$ 的匀强电场,仍从 $a$ 点以初动能 $E_{ k 0}$ 沿某一方向抛出小球,小球经过 $c$ 点时的动能为 $13 E_{ k 0}$ .下列说法正确的是(不计空气阻力,重力加速度大小为 $g$ )

$\text{A.}$ $a 、 b$ 两点间的距离为 $\frac{5 E_{ k 0}}{m g}$ $\text{B.}$ $a 、 b$ 两点间的距离为 $\frac{4 E_{ k 0}}{m g}$ $\text{C.}$ $a 、 c$ 两点间的电势差为 $\frac{8 E_{ k 0}}{q}$ $\text{D.}$ $a 、 c$ 两点间的电势差为 $\frac{12 E_{ k 0}}{q}$

如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平.a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷),b固定在M点,a从N点由静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零.则小球a

$\text{A.}$ 从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小 $\text{B.}$ 从N到P的过程中,速率先增大后减小 $\text{C.}$ 从N到Q的过程中,电势能一直增加 $\text{D.}$ 从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量

如图所示,坚直固定的光滑绝缘细杆上 $O$ 点套有一个电荷量为 $-q(q>0)$的小环,在杆的左侧 $O^{\prime}$ 处固定一个电荷量为 $+Q(Q>0)$ 的点电荷,杆上 $a 、 b$ 两点与 $O^{\prime}$ 点正好构成等边三角形,$c$ 是 $a b$ 的中点.使小环从 $O$ 点无初速度释放,小环通过 $a$ 点时的速率为 $v$ 。若已知 $a b=O a=l$ ,静电力常量为 $k$ ,重力加速度为 $g$ .则

$\text{A.}$ 在 $a$ 点,小环所受弹力大小为 $\frac{k Q q}{l^2}$ $\text{B.}$ 在 $c$ 点,小环的动能最大 $\text{C.}$ 在 $c$ 点,小环的电势能最大 $\text{D.}$ 在 $b$ 点,小环的速率为 $\sqrt{v^2+2 g l}$

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
$\text{A.}$ 该匀强电场的场强方向与ab平行 $\text{B.}$ 将该粒子从d点移动到b点,电场力做功为0.5W $\text{C.}$ a点电势低于c点电势 $\text{D.}$ 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

在x轴上分别固定两个点电荷Q1、Q2,Q2位于坐标原点O处,两点电荷形成的静电场中,x轴上的电势φ随x变化的图像如图所示,下列说法正确的是


$\text{A.}$ x3处电势φ最高,电场强度最大 $\text{B.}$ Q1带正电,Q2带负电 $\text{C.}$ Q1的电荷量小于Q2的电荷量 $\text{D.}$ 电子从x1处沿x轴移动到x2处,电势能增加

空间中有水平方向上的匀强电场,一质量为m、带电荷量为q的微粒在某平面内运动,其电势能和重力势能随时间的变化如图所示,则该微粒

$\text{A.}$ 一定带正电 $\text{B.}$ 0~3 s内静电力做的功为-9 J $\text{C.}$ 运动过程中动能不变 $\text{D.}$ 0~3 s内除静电力和重力外所受其他力对微粒做的功为12 J

解答题 (共 1 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
如图所示,放置在竖直平面内的粗糙直线轨道AB与光滑圆弧轨道BCD相切于B点,C为最低点,圆心角∠BOC=37°,线段OC垂直于OD,圆弧轨道半径为R,直线轨道AB长为L=5R,整个轨道处于匀强电场中,电场强度方向平行于轨道所在的平面且垂直于直线OD,现有一个质量为m、带电荷量为+q的小物块P从A点无初速度释放,小物块 $P$ 与 $A B$ 之间的动摩擦因数 $\mu=0.25$ ,电场强度大小 $E=\frac{m g}{q}, \sin 37^{\circ}=0.6, \cos 37^{\circ}$ $=0.8$ ,重力加速度为 $g$ ,忽略空气阻力.求:


(1)小物块第一次通过C点时对轨道的压力大小;
(2)小物块第一次从D点飞出后上升的最大高度;
(3)小物块在直线轨道AB上运动的总路程.

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