2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习-等效重力场在复合场中的应用专题（含解析）

等效重力场在复合场中的应用专题 一、单选题 1. 在竖直平面内有水平向右、场强为的匀强电场。在场中有一根长的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系质量为的带电小球，它静止时细线与竖直方向成角。如图所示，给小球一个初速度让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点，下列说法正确的是 A. 小球所带电量为 B. 如果小球恰能做圆周运动，在运动过程中动能最小值是 C. 如果小球恰能做圆周运动，在运动过程中机械能最小值是 D. 如果小球恰能做圆周运动，在运动过程中机械能最小值是 2. 如图所示，质量为m、带电荷量为的小球用长为l的细绳悬挂在天花板上。当在整个空间加上水平向左的匀强电场时，小球恰能处于静止状态，此时细绳与竖直方向的夹角为已知。在时刻突然将电场方向改为竖直向下，小球将不再保持静止状态。已知小球可视为质点，细绳不可伸长，重力加速度为g，不计空气阻力，则下面说法正确的是    A. 匀强电场的场强大小为 B. 电场方向改变后瞬间小球的加速度为 C. 在时刻小球的电势能最小 D. 在时刻小球处于初始位置 3. 如图所示，虚线MN下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场，场强，AB为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R，O为圆心，B位于O点正下方。一质量为m、电荷量为q的带正电小球，从A点由静止释放进入轨道。空气阻力不计，下列说法正确的是 A. 小球在运动过程中机械能守恒 B. 小球不能到达B点 C. 小球沿轨道运动的过程中，对轨道的压力一直增大 D. 小球沿轨道运动的过程中，动能的最大值为 4. 如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球．小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为下列说法正确的是 A. 匀强电场的电场强度 B. 小球动能的最小值为 C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D. 小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大 5. 如图所示，带正电的摆球可绕固定点O在竖直平面内摆动。空间中存在与水平方向夹角为的匀强电场，摆线长度为L，摆球质量为m，把摆球拉到与O点等高处由静止释放，摆球恰能运动到摆线与电场方向垂直处速度减为0。摆线不可伸长且一直处于拉直状态，摆球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g。关于此过程下列说法正确的是 A. 摆球受到的电场力大小大于重力大小 B. 摆球运动到O点正下方时机械能减少了 C. 当摆球运动到O点正下方时，摆线的拉力大小为 D. 摆球速度最大时，摆线上的拉力大小为 6. 如图一根不可伸长绝缘的细线一端固定于O点，另一端系一带电小球，置于水平向右的匀强电场中，现把细线水平拉直，小球从A点静止释放，经最低点B后，小球摆到C点时速度为0，则 A. 小球在B点时的速度最大 B. 小球从A到B的过程中，机械能一直在减少 C. 小球在B点时绳子的拉力最大 D. 从B到C的过程中，小球的电势能一直减少 7. 如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场。在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd过圆心沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是 A. 小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动 B. 当小球运动到c点时，洛仑兹力不是最大 C. 小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大 D. 小球从b点运动到c点，电势能增大，动能增大 8. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动，AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度，不计空气阻力，下列说法正确的是    A. 若小球在竖直平面内绕O点恰好做完整圆周运动，则它运动过程中的最小速度 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到D点时机械能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 D. 若剪断细线将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点 二、多选题 9. 如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，其中有一个半径为的竖直光滑圆环，环内有两根光滑的弦轨道AB和AC，A点所在的半径与竖直直径BC成角。质量为、电荷量为的带电小球可视为质点从A点静止释放，分别沿弦轨道AB和AC到达圆周的运动时间相同。现去掉弦轨道AB和AC，如图乙所示，给小球一个初速度，让小球恰能在圆环内