2022届全国高三物理模拟试题汇编：电场力及做功及答案.docx

1、 电场力及做功一、单选题1如图所示，两足够大的平行金属板A和B之间用绝缘细线悬挂一空心金属小球，金属板A、B分别与高压静电电源的正、负极相连，两板间的静电场可视为匀强电场。开启电源后，轻拨悬挂球的细线，使球与A金属板接触后由静止释放，球沿着图中虚线向B板运动，与B板相碰后再沿着虚线返回。图中M、N为球运动轨迹上的两个位置，下列判断正确的是（） A小球从A板弹开后，球靠近B板侧带负电B小球从N向M运动过程中，电场力做负功C小球从M向N运动过程中，电场力做正功D无论向哪边运动，小球在M点的电势能一定大于在N点的电势能2图示为某“静电消除器”的原理简图，直流高压产生器将220V输入电压升高，使正、负

2、放电极尖端交替产生大量正、负离子，当表面带电物体通过放电极附近时，离子将带电物体表面的电荷中和“消除”。忽略离子间的相互作用，则离子被吸附到带电物体表面过程中（）A均做匀加速运动B正离子电势能增大C电场力对负离子做负功D正离子向电势降低的方向移动3如图所示，真空中有两个固定的带正、负电的点电荷，O点的电势为0，过O点作两点电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与两点电荷的连线交于a、c两点，与连线的垂线分别交于b、d两点。下列说法正确的是（）AO点的电场强度为0Bb点的电场强度大于d点的电场强度C负电荷在c点的电势能大于在d点的电势能D负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能4用一条长为1m的绝缘轻绳

3、，悬挂一个质量为4.0104kg、电荷量为2.0108C的小球，细线的上端固定于O点。如图所示，现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向的夹角为37，取重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。下列说法正确的是（）A匀强电场的场强为1.5106N/CB平衡时细线的拉力为5.0102NC若撤去电场，小球回到最低点时绳上的拉力为5.6103ND若剪断细绳，小球将做加速度为12m/s2的匀加速直线运动5如图所示，在点电荷Q的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为曲线acb和adb，两粒子经过a点时具有相同的

4、动能，由此判断（）A甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有相同的动能B甲、乙两粒子带同种电荷C若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能D两粒子经过b点时具有不同的动能6如图所示，在竖直空间的一圆盘内有垂直圆盘平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B，圆盘半径为L，长度为L的金属棒在圆盘内绕着圆心做角速度为的匀速运动，在圆盘左侧连接一电容器，电容器内有一电荷量为q的正电荷，若该正电荷处于静止状态，电容器两极板的距离为d，电容量为C，下列说法不正确的是（）A电容器带电量为CBL22B从上往下看，金属棒沿逆时针方向切割C将电容器两极板的距离变为2d，该正电荷位置不动D该

5、正电荷的质量为BL2q2dg7已知x轴上有两个点电荷，在0x3x0区间的电场强度E随x的变化图象如图所示，规定沿x轴正方向为场强的正方向。一电子在x轴上从O点运动到x=3x0的过程中（）A电子在x=0和x=3x0处的电势能相等B电子在x=x0处速度最大C电子在x=0和x=3x0处的加速度大小相等，方向相反D两场源电荷一定是异种电荷8两个等量异种点电荷形成的电场等势面如图虚线所示，现有一正电荷以某一水平初速度从左侧P点进入该区域，只在电场力作用下通过Q点。下列说法正确的是（）AP点的电场强度比Q点的电场强度小BP点的电势比Q点的电势低C该电荷在P点的电势能比Q点的电势能大D该电荷在P点的动能比Q

6、点的动能大9避雷针上方有雷雨云时，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中央的竖直黑线AB代表避雷针，CD为水平地面。M、N是电场线中两个点，下列说法正确的是（） AM点的电势比N点的电势高BM点的场强比N点的场强大C在试探电荷从M点到N点的多条路径中，电场力做功不同且沿直线MN走电场力做功最少DCD的电势为零，但其表面附近的电场线有些位置和地面不垂直10如图，A、B、C、D、P为正方体的顶点，有一正点电荷固定在P点，则（） A顶点A，C处的电场强度相同B顶点D处的电场强度小于B处的电场强度C带正电的粒子沿BC移动，电势能一直增大D带正电的粒子沿AC移动，电场力先做正功后做负功11如图所示，两个完

7、全相同的正点电荷A和B，其连线 AB 沿竖直方向，中心为O，一重力不可忽略的带电小球C（图中未画出，可视为点电荷）恰能在点电荷A、B形成的电场中做匀速圆周运动，不计空气阻力，小球质量为m，带电荷量为q，速度大小为v，下列说法正确的是（） A小球可能带正电也可能带负电B小球做圆周运动的圆心在 OB 之间的某点C若m不变，q减小，v适当改变时，小球仍可在原轨道做圆周运动D若换一个质量不同但比荷相同的小球，小球仍可在原轨道做匀速圆周运动12如图，光滑绝缘水平面上相距3L的A、B两点分别固定正点电荷Q1与Q2，与B点相距L的C点为连线上电势最低处若可视为质点的滑块在BC中点D处，以初速度v0水平向右运

8、动，且始终在A、B之间运动已知滑块的质量为m、带电量为+q，则（）A滑块从D向B的运动过程中，电场力先做正功后做负功B滑块沿BA方向运动过程中，电势能先增加后减小CA，B之间，场强为零的地方应该有两处D两点电荷的电量之比为Q1：Q2=4：113绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，由A点静止释放，则关于负点电荷的下列说法中正确的是(忽略负点电荷形成的电场) （）A负点电荷在AO段的加速度始终

9、大于在OB段的加速度B负点电荷在AO段的运动时间大于在OB段的运动时间C负点电荷由A点运动到O点过程中，每单位距离电势能变化越来越小D当负点电荷分别处于2m和2m时，电场力的功率相等14如图所示，a、b、c、d为一矩形的四个顶点，一匀强电场的电场强度方向与该矩形平行。已知a、b、c三点的电势分别为0.1 V、0.4 V、0.7 V。ab的长为6 cm，bc的长为8 cm。下列说法正确的是（）A该匀强电场的电场强度大小为6. 25 V/mB把一带电荷量为0.1C的正点电荷从d点移动到矩形中心处的过程中，电场力做的功为0.03JC矩形abcd上电势最高的点的电势为1VD矩形abcd上电势最低的点的

10、电势为0.2V15如图所示，一蜘蛛将网织成两个正方形ABCD、abcd，其边长分别为2L、L，现在a、b、c、B四个位置分别放置一个点电荷，发现b处的点电荷所受电场力恰好为零，若仅将b处的点电荷Q沿bd方向移至d处，则（）Aa、c两处点电荷对点电荷Q的合力先增大后减小Ba、c两处点电荷对点电荷Q的合力先减小后增大Ca、c两处点电荷对点电荷Q的合力一定先做正功，后做负功Da、c两处点电荷对点电荷Q的合力一定先做负功，后做正功二、多选题16沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点的电场强度E随x的变化规律如图所示。将一个带电粒子从位置x3由静止释放，粒子仅在电场力的作用下由坐标位置x3运

11、动到原点的过程中，下列说法正确的是（）A该粒子带正电B粒子先加速后减速运动C粒子的电势能一直减小D坐标原点O和位置x2的电势差UOx2=E0x22三、填空题17如图所示，A、B是点电荷电场中同一条电场线上的两点，把电荷量q1为108C的试探电荷从无穷远移到A点，静电力做功为5107J；把q2为3109C的试探电荷从无穷远移到B点，静电力做功为6108J。取无穷远处电势为零。A、B两点的电势差为 V，场源电荷为 电荷（选填“正”或“负”）。四、综合题18如图所示，在动摩擦因数=0.50的绝缘水平面上放置一质量m=2.0103kg的带正电的小滑块A，其所带电荷量q=1.0107C 。在A的左边l=

12、0.9m处放置一个质量M=6.0103kg的不带电的小滑块B，滑块B与左边竖直绝缘墙壁相距s=0.05m，在水平面上方空间加一方向水平向左的匀强电场，电场强度大小E=4.0105N/C 。A由静止开始向左滑动并与B发生碰撞，设碰撞过程的时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动并与墙壁相碰撞，在与墙壁碰撞时没有机械能损失，也没有电荷量的损失，且两滑块始终没有分开，两滑块的体积大小可忽略不计。(g取10m/s2）试求：（1）试通过计算分析A与B相碰前A的受力情况和运动情况，以及A与B相碰后、A和B与墙壁碰撞后A和B的受力情况和运动情况；（2）两滑块在粗糙水平面上运动的整个过程中，由于摩擦而产生的热

13、量是多少。（结果保留2位有效数字）答案解析部分1【答案】C2【答案】D3【答案】D4【答案】C5【答案】C6【答案】C7【答案】D8【答案】C9【答案】A10【答案】C11【答案】D12【答案】D13【答案】C14【答案】A15【答案】B16【答案】C,D17【答案】30；正18【答案】（1）解：A与B相碰前A受到竖直向下的重力mg，水平向左的电场力F，竖直向上的支持力FN1和水平向右的滑动摩擦力f1，电场力大小为F=qE=1.01074.0105N=0.04N滑动摩擦力大小为f1=mg=0.502.010310N=0.01N因Ff1，所以A向左做初速度为零的匀加速直线运动；A与B相碰后，A和

14、B受到竖直向下的重力(M+m)g，水平向左的电场力F，竖直向上的支持力FN2和水平向右的滑动摩擦力f2，电场力大小仍为F=0.04N滑动摩擦力大小为f2=(M+m)g=0.50(6.0103+2.0103)10N=0.04N因F=f2，所以A和B向左做匀速直线运动；A和B与墙壁碰撞后A和B受到竖直向下的重力(M+m)g，水平向左的电场力F，竖直向上的支持力FN2和水平向左的滑动摩擦力f3，电场力大小仍为F=0.04N滑动摩擦力大小为f3=(M+m)g=0.50(6.0103+2.0103)10N=0.04N因合力水平向左，所以A和B向右做匀减速直线运动，当速度减至零时，因水平向左的电场力与最大静摩擦力相等，所以A和B静止（2）解：设两滑块A和B相撞前瞬间滑块A的速度为v0，由动能定理有(qEmg)l=12mv02解得v0=33m/s滑块A、B碰撞的过程系统动量守恒，取向左为正方向，由动量守恒定律有mv0=(M+m)v解得v=343m/s设两滑块与墙壁碰撞后向右运动的最大距离为s，根据动能定理有(M+m)gsqEs=012(m+M)v2解得s=0.084m故两滑块在粗糙水平面上运动的整个过程中，由于摩擦而产生的热量是Q=f1l+f2(s+s)代入数据解得Q=0.014J