備戰(zhàn)2025屆新高考物理一輪總復習練習第9章靜電場第3講專題提升電場中的功能關系和圖像問題-試卷下載-教習網(wǎng)

題組一電場中的功能問題
1.(2024廣東茂名一模)人體的細胞膜由磷脂雙分子層組成,雙分子層之間存在電壓(醫(yī)學上稱為膜電位),雙分子層之間電場可看作勻強電場,使得只有帶特定電荷的粒子才能通過細胞膜進入細胞內(nèi),如圖所示。初速度為零的正一價鈉離子僅在靜電力的作用下,從細胞膜外A點運動到細胞膜內(nèi)B點,則下列說法正確的是( )

A.A點電勢低于B點電勢
B.鈉離子的電勢能減小
C.鈉離子的加速度變大
D.若膜電位上升但細胞膜厚度不變,鈉離子進入細胞內(nèi)的速度不變
2.(多選)(2024廣東深圳模擬)范德格拉夫靜電加速器結構如圖所示,其工作原理是先通過傳送帶將正電荷傳送到金屬球殼(電荷在金屬球殼均勻分布),使金屬球與地面間產(chǎn)生幾百萬伏的高壓,然后利用高壓給絕緣管中的帶電粒子加速。在加速管頂端A點無初速度釋放一帶電粒子,粒子經(jīng)過B、C兩點到達管底(B為AC中點)。不計粒子重力,僅考慮球殼產(chǎn)生電場的影響,下列說法正確的是( )
A.B點電勢比C點電勢高
B.粒子從B點到C點的過程中電勢能增大
C.粒子在B點的加速度大于在C點的加速度
D.粒子在AB與BC間的動能變化量相同
3.如圖所示,A、B是半徑為r的圓上兩點,空間存在平行于圓面的勻強電場,將質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從圓心處以大小均為v0的初速度向各個方向射出,結果粒子到達A、B兩點時動能均減少了,已知∠AOB=120°,不計粒子的重力,則勻強電場的電場強度大小為( )
A.B.
C.D.
題組二電場中的圖像問題
4.(2023上海模擬)空間中有一電場,電勢分布如圖所示,現(xiàn)放入一個負點電荷,隨后向右移動此電荷,下列點電荷電勢能隨位置變化的圖像正確的是( )
5.(多選)如圖甲所示,a、b是點電荷電場中同一電場線上的兩點,一個帶電粒子在a點由靜止釋放,僅在靜電力作用下從a點向b點運動,粒子的動能與位移之間的關系如圖乙所示,則下列說法正確的是( )
A.帶電粒子與場源電荷帶異種電荷
B.a點電勢比b點電勢高
C.a點電場強度比b點電場強度大
D.帶電粒子在a點的電勢能比在b點的電勢能大
6.(2024浙江溫州一模)兩個電荷量分別為q1和q2的點電荷固定在x軸上的a、b兩點,兩點電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關系如圖所示, 其中c為ab連線上電勢最低的點。取無窮遠處電勢為0,則下列說法正確的是( )
A.兩點電荷均帶正電,且q1q2,故A錯誤;沿電場線方向電勢降低,所以a、c兩點間電場方向沿x軸正方向,故B錯誤;負電荷從a移到b的過程中,電勢先減小再增大,由Ep=qφ可知,電勢能先增大后減小,故C正確;a、c兩點間沿x軸正方向圖像斜率一直減小,電場強度一直減小,故D錯誤。
7.C 解析由圖乙知,x=-1m處電場強度的大小大于x=2m處電場強度的大小,故A錯誤;沿著電場線方向電勢降低,則x=1m處的電勢高于x=2m處的電勢,故B錯誤;將電子沿x軸從x=1m處移動到x=-1m處的過程中,電子先做正功后做負功,電勢能先減小后增大,故C正確;將電子沿x軸從x=1m處移動到x=-1m處的過程中,電場強度大小先增大再減小,然后再增大,再減小,電子所受靜電力先增大再減小,然后再增大,再減小,故D錯誤。
8.C 解析根據(jù)v-t圖像可知,粒子的加速度在逐漸減小,粒子所受靜電力在逐漸減小,電場強度E隨位移x在逐漸減小,A、B錯誤;粒子帶負電,靜電力方向從A指向B,電場強度方向從B指向A,故從A到B電勢逐漸升高,由于電場強度逐漸減小,故φ-x圖像的斜率逐漸減小,C正確;從A到B電勢能逐漸減小,又靜電力減小,Ep-x圖像的斜率逐漸減小,D錯誤。
9.C 解析由圖乙可知左側的點電荷為正電荷,右側的點電荷為負電荷,故A錯誤;φ-x圖像的斜率大小表示電場強度的大小,可知x2處電場強度不為0,故B錯誤;φ-x圖像的斜率正負表示電場強度的方向,x2、x3處電場強度方向相同,故C正確;根據(jù)電勢能公式W=φ·(-q)=-φq,可知一負的試探電荷在x2處的電勢能小于其在x3處的電勢能,故D錯誤。
10.B 解析根據(jù)平行四邊形定則,開始時電偶極子受到的靜電力的合力向上,沿著中垂線緩慢向上移動,根據(jù)平衡條件,力F方向向下,隨著電偶極子向上移動的過程中,靜電力的合力逐漸減小,則F逐漸減小,F減小到0后又反向增大,當電偶極子向上移動到無窮遠處,靜電力的合力趨于0,F趨于0,則①錯誤,②正確;O點電勢為0,則電偶極子初始時電勢能為0,隨著電偶極子向上移動的過程中,靜電力的合力向上,逐漸減小到0后又反向增大,所以靜電力的合力先做正功后做負功,電勢能先減小后增大,由于無窮遠處電勢能為0,所以電勢能趨于0,則③正確,④錯誤。故選B。