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(江蘇專用)高考物理一輪復(fù)習 第七章 靜電場 課時54 電場中的圖象問題加練半小時-人教版高三物理試題

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1、54 電場中的圖象問題 [方法點撥] 在圖象問題中,一般從圖象的“點、線、面、斜”四個方向理解.φ-x圖象中斜率表示場強;E-x圖象中面積表示電勢差. 1.(多選)(2017·福建福州3月質(zhì)檢)如圖1甲所示,A、B、C三點是在等量同種正電荷連線中垂線上的點;一個帶電荷量為q,質(zhì)量為m的點電荷從C點靜止釋放,只在電場力作用下運動的v-t圖象如圖乙所示,運動到B點處對應(yīng)的圖線的切線斜率最大(圖中標出了該切線),其切線斜率為k,則(  ) 圖1 A.B點為中垂線上電場強度最大的點,大小為 B.由C點到A點電勢逐漸降低 C.該點電荷由C到A的過程中物塊的電勢能先減小后變大 D.B

2、、A兩點間的電勢差 2.(多選)(2017·山東濟寧一模)如圖2甲所示,一條電場線與Ox軸重合,取O點電勢為零,Ox方向上各點的電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖乙所示,若在O點由靜止釋放一電子,電子僅受電場力的作用.則(  ) 圖2 A.電子將沿Ox方向運動 B.電子的電勢能將一直減小 C.沿Ox方向電場強度一直增大 D.電子運動的加速度先減小后增大 3.(2017·山東淄博一模)兩個等量點電荷位于x軸上,它們的靜電場的電勢φ隨位置x變化規(guī)律如圖3所示(只畫出了部分區(qū)域內(nèi)的電勢),x軸上兩點M、N,且OM>ON,由圖可知(  ) 圖3 A.N點的電勢低于M點的電勢 B.M、

3、N兩點的電場強度方向相同且M點的場強大小大于N點的場強大小 C.僅在電場力的作用下,正電荷可以在x軸上M、N之間的某兩點間做往復(fù)運動 D.負電荷沿x軸從M點移到N點的過程中電場力先做正功后做負功 4.(多選)(2017·遼寧沈陽省示范協(xié)作校一模)如圖4所示,P、Q為兩個等量的異種電荷,以靠近P點的O點為原點,沿兩電荷的連線建立x軸,沿直線向右為x軸正方向,一帶正電的粒子從O點由靜止開始在電場力作用下運動到A點,已知A點與O點關(guān)于PQ兩電荷連線的中點對稱,粒子的重力忽略不計,在從O到A的運動過程中,下列關(guān)于粒子的運動速度v和加速度a隨時間t的變化,粒子的動能Ek和運動徑跡上電勢φ隨位移x的

4、變化圖線肯定錯誤的是(  ) 圖4 5.(多選)(2017·安徽省十校聯(lián)考)有一沿x軸分布的電場,電場強度E隨x變化的圖象如圖5所示,x軸正向為電場強度的正方向,在x軸上0~x1間某點處由靜止釋放一個質(zhì)量為m,電荷量為q的帶負電的粒子,僅在電場力作用下運動,下列說法正確的是(  ) 圖5 A.x軸上x1處電勢最高 B.x軸上x2處電勢最高 C.粒子在向右運動的過程中,粒子的電勢能可能先減小后增大,再減小 D.粒子在向右運動的過程中,如果到達x2處速度剛好為零,則粒子運動的最大速度一定大于 6.(多選)(2018·陜西商洛模擬)如圖6甲所示,x軸上固定兩個點電荷Q1、

5、Q2(Q2位于坐標原點O),其上面有M、N、P三點,間距MN=NP,Q1、Q2在x軸上產(chǎn)生的電勢φ隨x變化關(guān)系如圖乙.則(  ) 圖6 A.N點電場強度大小為零 B.從M點到P點電場強度先增大后減小 C.M、N之間電場方向沿x軸正方向 D.一正試探電荷從P移到M過程中,電場力做功|WPN|=|WNM| 7.(多選)(2018·四川成都模擬)如圖7所示,粗糙絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場,其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行,在x軸上的電勢φ與坐標x的關(guān)系用圖中曲線表示,圖中斜線為該曲線過點(0.15,3)的切線.現(xiàn)有一個質(zhì)量為0.20 kg、電荷量為+2.0×10-8 C

6、的滑塊P(可看做質(zhì)點),從x=0.10 m處由靜止釋放,其與水平面的動摩擦因數(shù)為0.02.取重力加速度g=10 m/s2.則下列說法正確的是(  ) 圖7 A.x=0.15 m處的場強大小為2.0×106 N/C B.滑塊運動的加速度逐漸減小 C.滑塊運動的最大速度為0.1 m/s D.滑塊最終在0.3 m處停下 8.在真空中的x軸上的原點處和x=6a處分別固定一個點電荷M、N(圖中未標出),在x=2a處由靜止釋放一個正點電荷P,假設(shè)點電荷P只在電場力作用下沿x軸方向運動,得到點電荷P速度大小與其在x軸上的位置關(guān)系如圖8所示,則下列說法正確的是(  ) 圖8 A.點電荷

7、M、N一定都是負電荷 B.點電荷P的電勢能一定是先增大后減小 C.點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為2∶1 D.x=4a處的電場強度一定為零 9.(多選)在光滑的絕緣水平面內(nèi)有一沿x軸的靜電場,其電勢φ隨坐標x的變化而變化,變化的圖線如圖9所示(圖中φ0已知).有一質(zhì)量為m、帶電荷量為-q(q>0)的帶電小球(可視為質(zhì)點)從O點以某一未知速度v0沿x軸正方向移動到x4.則下列敘述正確的是(  ) 圖9 A.帶電小球從O運動到x1的過程中,所受電場力逐漸增大 B.帶電小球從x1運動到x3的過程中,電勢能一直增大 C.若小球的初速度v0=2 ,則運動過程中的最大速度為 D.

8、要使小球能運動到x4處,則初速度v0至少為2 答案精析 1.AB 2.ABD 3.B 4.ABD 5.AD [因x1點的右側(cè)電場線向右,左側(cè)的電場線向左,順著電場線電勢降低,故x1點的電勢最高,選項A正確,B錯誤;帶負電的粒子從0~x1間的某位置釋放,電場力先做正功,過了x1位置后,電場力做負功,如果速度減到零后,粒子將反向,向左運動.故粒子向右運動過程中的電勢能先減小后增大,選項C錯誤;粒子在向右運動的過程中,在x1處的速度最大,如果到達x2處速度剛好為零,E-x圖象中圖線與x坐標軸所圍面積表示電勢差,則mvm2=qU>q(x2-x1)×E0,即vm>,故選項D正確.] 6.AC 

9、[電勢φ隨x變化關(guān)系圖(φ-x圖象)中切線的斜率表示電場強度,所以N點電場強度大小為零,故A正確;從M點到P點電場強度先減小后增大,故B錯誤;M點的電勢為零,N點電勢小于零,因沿電場線方向電勢降低,故在MN間電場方向由M指向N,沿x軸正方向,故C正確;由題圖知UMN>|UNP|,故一正試探電荷從P移到M過程中,電場力做負功,故|WPN|<|WNM|,D錯誤.] 7.AC [在φ-x圖象中,某一點切線斜率表示該點的場強,所以x=0.15 m處的場強大小等于題圖中切線的斜率絕對值,即E=2.0×106 N/C,A項正確.由題圖圖象可知,x軸上場強E隨x增大不斷減?。膳nD第二定律有:Eq-Ff=

10、ma,加速度逐漸減小,滑塊做加速度逐漸減小的加速運動,當qE=Ff時,加速度為0,然后加速度反向,由Ff-qE=ma知加速度反向增加,滑塊做加速度逐漸增大的減速運動,直至停止,所以滑塊向右滑動的過程中,加速度先減小后增大,B項錯誤.由動能定理可知,合外力做正功最多時,滑塊動能最大,此時電場力減小到與摩擦力恰好相等,即Eq=μmg,解得E=2.0×106 N/C,即x=0.15 m.滑塊由靜止釋放至運動到x=0.15 m處過程中,q(φ0.10-φ0.15)-μmg(0.15 m-0.10 m)=mv m2,代入已知條件解得:vm=0.1 m/s,C項正確.若滑塊可以運動到0.3 m處,則電場力

11、做功6×10-3 J,而克服摩擦力需做功Wf=8×10-3 J,所以滑塊不可能運動到0.3 m處,D項錯誤.] 8.D [根據(jù)題圖可知,點電荷的速度先增大后減小,說明電場力對點電荷P先做正功,后做負功,則M、N一定都是正電荷,且點電荷P的電勢能一定是先減小后增大,所以選項A、B錯誤;由于在x=4a處速度最大,說明點電荷M、N在此處產(chǎn)生的合場強為0,則有=,所以QM∶QN=4∶1,選項C錯誤,D正確.] 9.BC [由場強與電勢差的關(guān)系可知,在題圖φ-x圖象中,圖線的斜率表示電場強度E,帶電小球從O運動到x1的過程中,所受電場力不變,A項錯誤;從x1運動到x3的過程中,電勢不斷減小,但小球帶負電,因此小球的電勢能一直增大,B項正確;小球運動到x1處時,電場力做正功最多,速度最大,由動能定理有:-q(0-φ0)=mvm2-mv02,將v0=2 代入,解得小球最大速度vm=,C項正確;小球運動到x3處時速度最小,由動能定理有:-q[0-(-φ0)]=0-mv02,解得:v0=,D項錯誤.]

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