2020年高考物理《电场》专题训练卷及答案解析
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1、20202020 年高考物理年高考物理电场电场专题专题训练训练卷卷 一一、选择题、选择题 1.水平放置的平行板电容器与某一电源相连接后,断开开关,重力不可忽略的小球由电 容器的正中央沿水平向右的方向射入该电容器, 如图所示, 小球先后经过虚线的 A、 B 两点。 则 A如果小球所带的电荷量为正电荷,小球所受的电场力一定向下 B小球由 A 到 B 的过程中电场力一定做负功 C小球由 A 到 B 的过程中动能可能减小 D小球由 A 到 B 的过程中,小球的机械能可能减小 解析 小球在极板间受到竖直向下的重力作用与电场力作用,由题图小球运动轨迹可 知,小球向下运动,说明小球受到的合力竖直向下,重力与
2、电场力的合力竖直向下;当小球 带正电时, 若上极板带正电荷, 小球受到的合力向下, 小球运动轨迹向下, 若上极板带负电, 但如果电场力小于重力,小球受到的合力向下,小球运动轨迹向下,故无法确定电场力与重 力的大小关系,A 错误;如果小球受到的电场力向下,小球从 A 运动到 B 点过程中电场力 做正功,如果小球受到的电场力向上,则电场力做负功,B 错误;小球受到的合力向下,小 球从 A 点运动到 B 点过程中合外力做正功,小球的动能增加,C 错误;小球从 A 点运动到 B 点过程,如果所受电场力向上,则机械能减小,D 正确。 答案 D 2.如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球 P
3、 和 Q 用相同的绝缘细 绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则 AP 和 Q 都带正电荷 BP 和 Q 都带负电荷 CP 带正电荷,Q 带负电荷 DP 带负电荷,Q 带正电荷 解析 对 P、Q 整体进行受力分析可知,在水平方向上整体所受电场力为零,所以 P、 Q 必带等量异种电荷,选项 AB 错误;对 P 进行受力分析可知,匀强电场对它的电场力应水 平向左,与 Q 对它的库仑力平衡,所以 P 带负电荷,Q 带正电荷,选项 D 正确,C 错误。 答案 D 3.(多选)如图所示,均匀带电的半圆环在圆心 O 点产生的电场强度为 E、电势为 ,把 半圆环分成 AB、BC、CD 三部分。下
4、列说法正确的是 ABC 部分在 O 点产生的电场强度的大小为E 2 BBC 部分在 O 点产生的电场强度的大小为E 3 CBC 部分在 O 点产生的电势为 2 DBC 部分在 O 点产生的电势为 3 解析 如图所示,B、C 两点把半圆环等分为三段。 设每段在 O 点产生的电场强度大小均为 E。 AB 段和 CD 段在 O 处产生的电场强度夹角 为 120 ,它们的合电场强度大小为 E,则 O 点的合电场强度:E2E,则:EE 2;故圆弧 BC 在圆心 O 处产生的电场强度为E 2。电势是标量,设圆弧 BC 在圆心 O 点产生的电势为 , 则有 3,则 3,故选 AD。 答案 AD 4.在如图所
5、示电路中,A、B 是构成平行板电容器的两金属极板,P 为其中的一个定点, 将开关 S 闭合,电路稳定后将 A 板向上平移一小段距离,则下列说法正确的是 A电容器的电容增加 B在 A 板上移过程中,电阻 R 中有向上的电流 CA、B 两板间的电场强度增大 DP 点电势升高 解析 根据 C rS 4kd知,当 A 板向上平移一小段距离,间距 d 增大,其他条件不变,则 导致电容变小,故 A 错误;在 A 板上移过程中,电容减小,由于极板电压不变,则极板带 电荷量减小,因此电容器处于放电状态,电阻 R 中有向上的电流,故 B 正确;根据 EU d与 C rS 4kd相结合可得 E 4kQ rS ,由
6、于电荷量减小,场强大小变小,故 C 错误;因场强变小, 导致 P 点与 B 板的电势差减小,因 B 板接地,电势为零,即 P 点电势降低,故 D 错误。 答案 B 5.(多选)如图,电荷量分别为 q 和q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、b 是正方体的另外两个顶点。则 Aa 点和 b 点的电势相等 Ba 点和 b 点的电场强度大小相等 Ca 点和 b 点的电场强度方向相同 D将负电荷从 a 点移到 b 点,电势能增加 解析 a、b 两点到两点电荷连线的距离相等,且关于两点电荷连线中点对称,可知 a、 b 两点的电场强度大小相等,方向相同,选项 B、C 均正确。电荷量分别为 q 和q
7、(q0) 的点电荷(等量异种点电荷)固定在正方体的两个顶点上,正方体的另外两个顶点 a、b 在两 点电荷 q 和q 连线的垂直平分面两侧,故 a 点和 b 点的电势不相等,选项 A 错误;电势是 标量,将 q 和q 在 a、b 两点产生的电势分别相加,可得 ba,将负电荷从 a 点移到 b 点,电场力做正功,电势能减少,选项 D 错误。 答案 BC 6.如图所示,A、B、C 三点的连线组成一个直角三角形,BAC30 ,D 为 AC 边的中 点。在 A、B 两点分别放置一个点电荷后,C 点的场强方向水平向右,则 A一定是 A 点放正电荷,B 点放负电荷 B两点电荷的电荷量可能相等 CD 点的电势
8、高于 C 点的电势 D将一带负电的试探电荷从 C 点移到 D 点,电势能增加 解析 由于 C 点的电场强度方向水平向右,由电场的叠加可知,B 点的点电荷在 C 点 的电场强度方向竖直向上,A 点的点电荷在 C 点的电场强度方向沿 AC 连线指向 A,故 A 点 应放置负电荷,B 点应放置正电荷,A 错误;由电场的叠加可知,A、B 两点放置的点电荷 在 C 点的场强大小关系为 EA2EB,设 B、C 两点间的距离为 d,则 A、C 两点间的距离为 2d,由点电荷的场强公式可得 k |QA| (2d)22k |QB| d2 ,解得|QA|8|QB|,B 错误;在 B 点的正点电荷 形成的电场中,C
9、、D 两点的电势相等,而在 A 点放置的负点电荷形成的电场中,C 点的电 势高于 D 点的电势,由此可知,在两点电荷形成的电场中,C 点的电势高于 D 点的电势,C 错误;将一带负电的试探电荷从 C 点移到 D 点的过程中,电场力做的功为 Wq(CD) 0,所以电势能增加,D 正确。 答案 D 7.(多选)如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为 d,电荷量分别为Q 和Q,在它们连线的竖直垂直平分线上固定一根内壁光滑的绝缘细管,有一带电荷量为 q 的小球以初速度 v0从上端管口竖直射入,重力加速度为 g,静电力常量为 k,则 A小球下落过程中加速度始终为 g B小球受到的库仑力先做正功
10、后做负功 C小球速度先增大后减小,射出时速度仍为 v0 D管壁对小球的弹力最大值为 8kqQ d2 解析 小球在内壁光滑的绝缘细管中所受库仑力方向与运动方向始终垂直, 则库仑力不 做功,下落过程中加速度始终为 g,选项 A 正确,BC 错误;当小球运动到等量异种点电荷 的连线上时,所受库仑力最大,最大库仑力为 F8kqQ d2 ,由平衡条件可得管壁对小球的弹力 最大值为 8kqQ d2 ,选项 D 正确。 答案 AD 8.(多选)一匀强电场的方向平行于 xOy 平面,平面内 a、b、c 三点的位置如图所示,三 点的电势分别为 10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是 A电场强度的大小为
11、2.5 V/cm B坐标原点处的电势为 1 V C电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eV D电子从 b 点运动到 c 点,电场力做功为 9 eV 解析 如图所示,设 a、c 之间的 d 点电势与 b 点电势相同,则ad dc 1017 1726 7 9,所以 d 点的坐标为(3.5 cm,6 cm),过 c 点作等势线 bd 的垂线,电场强度的方向由高电势指向低电 势。 由几何关系可得, cf 的长度为 3.6 cm, 电场强度的大小 EU d 2617 3.6 V/cm2.5 V/cm, 故选项 A 正确;因为 Oacb 是矩形,所以有 UacUOb,可知坐标原点 O 处的电势为
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