【新教材】2021-2022学年高二物理暑假作业（9）

【新教材】2021-2022学年高二物理暑假作业（9）

1.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，图中中央的竖直黑线代表了避雷针，为水平地面。是电场中两个点，下列说法正确的是(   )。
 

A.M点的电场强度比N点的电场强度大

B.试探电荷从M点沿直线移动到N点，电场力做功最少

C.M点的电势比N点的电势高

D.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

2.真空中某静电场，虚线表示等势面，各等势面电势的值如图所示，一带电粒子只在电场力的作用下，沿图中的实线从A经过B运动到两点位于同一等势面上，则以下说法正确的是(   )。
 

A.带电粒子一定带正电

B.带电粒子在两点时动量的大小相等

C.带电粒子在A点时的动能大于在B点时的动能

D.带电粒子在A点时受到的电场力大于在B点时受到的电场力

3.静电除尘器除尘原理图如图，是直流高压电源的两极，通过某种机制使电场中的尘埃带上负电荷，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。图示位置的三点在同一直线上，且。若仅考虑尘埃受到的电场力，下列判断正确的是(   )。
 

A.同一个尘埃向集尘极运动时，其加速度越来越大

B.三点的电势满足

C.同一个尘埃在电场中c点受到的电场力小于在a点受到的电场力

D.两点的电势关系为

4.如图所示，在水平向右的匀强电场中有一倾斜角的固点绝缘斜面，斜面上一质量的带电金属块沿斜面匀加速下滑。在下滑一段距离之后，金属块的动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，已知重力加速度，关于该过程，下列说法正确的是(   )。
 

A.金属块带负电  B.金属块的电势能增加了4 J

C.金属块的加速度大小为 D.金属块与斜面的动摩擦因数为

5.用三根绝缘轻杆将质量均为m的两小球相连后悬挂于O点，其中A球带电荷量为球不带电。现将带电荷量为的小球C放置在某处，使A恰好静止在与C相距为x的等高处，且三根轻杆组成如图所示的等腰直角三角形，其中间的轻杆竖直。已知静电力常量为k，重力加速度为g，小球可视为质点，则(   )
 

A.间轻杆的拉力大小小于

B.间距

C.撤去C的瞬间，A的加速度大小为g

D.若将C放置在A的正上方相距为x的位置，间轻杆也可以保持竖直

6.正方形四个顶点上放置着电荷量相同、电性如图所示的点电荷，O为正方形两对角线的交点，分别为的中点。取无穷远处电势为零，下列说法正确的是(   )
 

A.四点的场强相同

B.四点的电势相等

C.将一负点电荷从M点沿移动到N点的过程中，电场力一直做负功

D.将一正点电荷从M点沿移动到P点的过程中，电势能先增大后减小

7.为两等量异种点电荷，图中水平线为连线的中垂线。现将两个等量异种检验电荷用绝缘细杆连接后，从离无穷远处沿中垂线平移到的连线上，平移过程中两检验电荷始终关于中垂线对称，若规定离无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是(   )
 

A.在连线上a所处的位置电势 B.整体在连线处具有的电势能

C.整个移动过程中，静电力对a做正功 D.整个移动过程中，静电力对b做负功

8.如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。A接到几千伏高压电源的正极，B接到高压电源的负极，它们之间有很强的电场，而且距B越近，电场强度越大，B附近空气中的气体分子更容易被电离，成为正离子和电子。正离子被吸到B上，得到电子，又成为分子。电子在向着正极A运动的过程中，遇到空气中的粉尘，使粉尘带电。粉尘被吸附到正极A，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中。关于该静电除尘器，下列说法正确的是(   )

A.除尘器内部形成的电场为匀强电场 B.越靠近线状电离器B，电势越低

C.除尘过程中，电场力对粉尘做负功 D.粉尘靠近收集器A过程中，轨迹为抛物线

9.在匀强电场中有一个正六边形区域，电场线（未画出）与六边形所在平面平行，如图所示。已知三点的电势分别为7 V、11 V、，带电荷量大小为e的粒子（重力不计）以16 eV的初动能从b点沿不同方向射入区域，当粒子沿方向射入时恰能经过c点，下列判断正确的是(   )
 

A.粒子带负电  B.粒子可以经过正六边形各顶点射出该区域

C.粒子经过f点时动能为24 eV D.粒子可能从b点射出该区域

10.如图，中。匀强电场的电场线平行于所在平面，且点的电势分别为。下列说法中正确的是(   )
 

A.电场方向沿方向

B.电场强度的大小为2 V/cm

C.电子从a点移动到b点，电势能减少了4 eV

D.电子从c点移动到b点，电场力做功为4 eV

11.如图所示，是匀强电场中的两点，连线与电场线垂直，在M点先后射出带电粒子a和b，两粒子射出的初速度大小均为粒子初速度方向与电场方向的夹角为粒子初速度方向与电场方向的夹角为53°，两粒子均经过N点。不计粒子的重力，已知，则(   )
 

A.两粒子在电场中运动的加速度之比为1:1

B.两粒子的比荷之比为3:4

C.从M到N的过程中，两粒子沿电场方向运动的最大距离之比为16:9

D.从M到N的过程中，两粒子电势能变化量最大值之比为16:9

12.如图甲所示，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。时刻，质量为m的带电微粒以初速度沿两板中线水平射入两板间，时间内微粒做匀速直线运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g。关于微粒在时间内运动的描述中正确的是(   )
 

A.末速度大小为  B.末速度沿水平方向

C.重力势能减少了 D.克服电场力做功为

答案以及解析

1.答案：C

解析：N点处的电场线比M点处密集，可知M点的电场强度比N点的电场强度小，A项错误；由两点间的电势差一定，可知无论试探电荷沿什么路径从M点到N点，电场力做功都是相同的，B项错误；沿电场线方向电势逐渐降低，可知M点的电势比N点的电势髙，C项正确；的电势为零，地面为等势面，则表面附近的电场线与地面都是垂直的，D项错误。

2.答案：BC

解析：根据电场线与等势面垂直，且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致向右，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受的电场力方向大致向左，则知粒子一定带负电，A项错误；因为B点和C点在同一个等势面上，粒子从B点到C点，电场力做的总功为零，由动能定理知，粒子在两点时动能相等，由可知，带电粒子在两点时动量的大小相等，B项正确；带电粒子从A点运动到B点的过程中，因为，电场力做的功，所以带电粒子的动能减小，C项正确；A点附近的电场线比B点附近的电场线稀疏，带电粒子在A点时受到的电场力小于在B点时受到的电场力，D项错误。

3.答案：C

解析：因到达集尘极的尘埃带负电荷，那么电场强度的方向向左，因此电场线方向向左，根据沿着电场线方向电势降低，，D项错误；电场方向由集尘极指向放电极，结合电场线的疏密体现电场的强弱，同一个尘埃向集尘极运动时，其受到的电场力越来越小，加速度越来越小，A项错误；假设电场是匀强电场，由于，那么两点间的电势差等于两点间的电势差，但由于电场是非匀强电场，且电势，且沿着方向，电场强度越来越大，故电场中两点间的电势差小于两点间的电势差，即，化简得，B项错误；c点处的电场线比a点处的稀疏，所以同一个尘埃在c点受到的电场力小于在a点受到的电场力，C项正确。

4.答案：BD

解析：金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，根据动能定理得，解得，所以金属块克服电场力做功4.0 J，金属块的电势能增加4 J，由于金属块下滑，电场力做负功，所以电场力应该水平向右，所以金属块带正电，A项错误，B项正确；根据功的定义式可知，，，，联立各式解得，C项错误，D项正确。

5.答案：D

解析：本题通过用三根绝缘轻杆将小球相连后组成等腰直角三角形考查库仑力作用下的共点力的平衡。间的轻杆竖直，间轻杆的拉力必定为零，否则B球不能平衡，以B球为研究对象，由平衡条件知间轻杆的拉力大小等于，A错误；设间轻杆的拉力大小为库仑力的大小为F，对A球进行受力分析，水平方向有，竖直方向有，解得，报据库仑定律得，解得，B错误；撤去C的瞬间，A受到间轻杆的拉力，加速度斜向左下方，则有，C错误；若将C放置在A球正上方距离A球x处，由于，则间及间轻杆的拉力均为零，间轻杆能保持竖直，D正确。

6.答案：C

解析：本题考查多个点电荷形成的电场中场强及电势的判断。根据电场的矢量叠加可知，四点场强方向不同，故A错误；由电势叠加可知，两点离正电荷近，则电势为正，两点离负电荷近，则电势为负，故B错误；根据对称性可知，O点为两组等量异种电荷所构成正方形的几何中心，则O点电势为零，且N点电势为负，则负点电荷从M点沿移动过程中电势能一直增大，电场力对其一直做负功，故C正确；由于O点为两组等量异种点电荷的中点，则O点电势为零，且P点电势为正，所以沿移动正电荷，其电势先降低后升高，则正点电荷的电势能先减小后增大，故D错误。

7.答案：D

解析：本题考查等量点电荷电场的特点。根据等量异种点电荷的特点可知，无穷远处及两点电荷连线中垂线上电势为零，设连线的中点为O，则O点的电势为零；间的电场线方向为，而沿着电场线方向电势逐渐降低，可知a所处的位置电势，故A错误；a所处的位置电势，b所处的位置电势，由知，单独在连线处的电势能均大于零，所以整体的电势能，故B错误；原来a的电势能为零，在连线上，a的电势能为正值，在平移过程中，a的电势能增大，则静电力对a做负功，故C错误；原来b的电势能为零，在连线上，b的电势能为正值，整个移动过程中，b的电势能增大，所以静电力对b做负功，故D正确。

8.答案：B

解析：本题通过静电除尘器考查电场力与电势能的性质及静电除尘的原理。距B越近，电场强度越大，故静电除尘器内部形成的电场不是匀强电场，A错误；B接到高压电源的负极，越靠近线状电离器B，电势越低，B正确；除尘过程中，带负电的粉尘在电场力的作用下加速，电场力对粉尘做正功，C错误；粉尘靠近收集器A过程中，因为不是匀强电场，所以电场力是变力，重力是恒力，则合力是变力，所以轨迹不是抛物线，D错误。

9.答案：AD

解析：如图所示，连接，在连线上找到与a点电势相等的点i，连接，则连线即为等势线，由匀强电场的性质可知，i为线段的四等分点，结合几何关系可知，，又沿电场线方向电势逐渐降低，故电场线方向由b指向h。粒子沿方向射入时恰能经过c点，故粒子受到的电场力方向一定由h指向b，则粒子带负电，A正确；当粒子沿方向射入时，由于，故粒子到达h点速度减为零，然后反向从b点射出区域，故粒子不可能从h点射出区域，B错误，D正确；由匀强电场的性质可知，，解得，粒子从b到f的过程，由动能定理有，解得，C错误。
 

10.答案：B

解析：本题考查通过已知点的电势判断匀强电场的方向。由于两点电势相等，故连线为一条等势线，电场方向与等势线垂直，且由高电势指向低电势可知，电场方向垂直指向斜上方，，故A错误，B正确；电子从a点移动到b点，电场力做功，所以电子电势能增加了4 eV，故C错误；电子从c点移动到b点，电场力做功为，故D错误。

11.答案：AC

解析：本题考查带电粒子在匀强电场中的运动。由粒子的偏转方向可知粒子带负电，设粒子初速度方向与电场方向的夹角为θ，粒子的电荷量为，质量为m，则粒子的加速度，粒子从M点到N点的运动轨迹具有对称性，故所用时间，设间距离为s，则有，因此两粒子的加速度之比为1:1，比荷之比也为1:1，A正确，B错误；粒子沿电场方向运动的最大距离，因此两粒子沿电场方向运动的最大距离之比为16:9，C正确；电势能变化量的最大值等于电场力做功的最大值，即，由于两粒子电荷量关系未知，因此不能确定电势能变化量最大值之比，D错误。

12.答案：ABC

解析：本题考查带电微粒在交变电场中的运动。时间内微粒做匀速直线运动，则有内，微粒只受重力作用，故做平抛运动，下降的位移为，竖直分速度时间内，对微粒受力分析有，则微粒的加速度大小，方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动，T时刻竖直分速度，所以末速度的方向沿水平方向，大小为，A、B正确；时间内微粒在竖直方向上向下运动，位移大小为，则重力势能的减少量为，C正确；微粒在和时间内竖直方向上的加速度大小相等、方向相反，则和时间内位移的大小相等，均为，所以整个过程中克服电场力做的功为，D错误。