第02讲 静电场中的能量问题-全国高中物理竞赛初级培优试题精编（必修三）

第02讲静电场中的能量问题 全国高中物理竞赛初级培优试题精编 一、单选题 1.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， 以初速度。由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的 是（忽略负点电荷形成的电场）() 个p/V -2m 2m -20 2 x/m 甲 乙 A.负点电荷在AO段的运动时间小于在OB段的运动时间 B.负点电荷由A运动到O点过程中，随着电势的升高电势能变化越来越快 C.负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大 D.当负点电荷分别处于√2m和√2m时，电场力的功率相等 2.正方形ABCD四个顶点上放置着电荷量相同的、电性如图所示的点电荷，O为正方形两对 角线的交点，M、N、P、Q分别为AO、BO、CO、DO的中点。取无穷远处电势为零，下列 说法正确的是( A⊕ eB De ⊕C A.M、N、P、Q四点的场强相同 B,M、N、P、Q四点的电势均为零 试卷第1页，共3页 C.将一质子从M点沿MON移动到N点的过程中，电场力先做正功再做负功 D.将一电子从M点沿MOP移动到P点的过程中，电势能先增加后减小 3.如图所示，一平行板电容器水平放置，板间距离为d-0.16m,上、下极板开有一小孔，四 个质量均为m=13g、带电荷量均为96,4106C的带电小球，其间用长为4的绝缘轻轩相连， 处于竖直状态，今使下端小球恰好位于小孔中，且由静止释放，让四球竖直下落。当下端第 二个小球到达下极板时，速度恰好为零(g=10m/s2),以下说法正确的是() A.当最上端的小球进入平行板电容器前，小球一直做加速度减小的加速运动 B,最下端的小球在两平行板之间的运动过程，系统的电势能先增加后减小 C.两极板间的电压为500V D.从释放到速度减为零的过程中，小球最大速度约为0.82m/s 4.如图所示，M、N为水平平行金属板，上板有一孔a,两板相距为d,分别与电源两极相 连，开关S闭合。一带电荷量为q、质量为m的液滴自a孔正上方距离为d的P点由静止自 由下落，到达距离上板号的Q点时速度恰好变为零，重力加速度为g,则以下判断正确的是 ( A.两板间电势差为2 试卷第1页，共3页 B.N板上移一小段距离，液滴仍能到达Q点 C.若S断开，N板上移一小段距离，液滴仍能到达Q点 D.若S断开，N板右移一小段距离，液滴仍能到达Q点 5.电场分选是在高压电场中利用入选物料之间的电性差异进行分选的方法。如图所示为两类 粒子组成的混合物从漏斗漏出后经过起电区（未画出），然后沿分选电场的中线进入分选电场， 起电区高度很小可以忽略不计，粒子起电后进入分选场时的速度可认为是0，已知两类粒子 的质量和起电后的电荷量分别为m、-9和2m、+g,分选电场两极板的长度均为H,两极板 的下端距地面的距离均为3H,重力加速度为g,调整两极板间电压的大小让质量为m的粒子 刚好打不到极板上，不计空气阻力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是() 分选电场 3H A.带正电的粒子先落地 B.正、负两种粒子离开电场时的侧移量之比为1：4 C.正、负两种粒子落地点到O点的水平距离之比为1：3 D.若两种粒子落地时的动能相等，则两极板间的电压U=16mg型 6.“嫦娥四号”上搭载的中性原子探测仪，在入口处安装了高压偏转系统，形成强电场区域， 对太阳风和月球表面作用后辐射的带电粒子进行偏转，以免其射到探测器上产生干扰信号。 已知高压偏转系统由两平行金属板组成，当两板加一定的电压时其间形成匀强电场，可将沿 平行极板方向射入金属板间、动能不大于E如的氨核均偏转到极板而被极板吸收。只考虑该 电场的作用，则粒子沿平行极板方向射入金属板间，能够完全被极板吸收的是() A.动能不大于的质子 B.动能不大于Eo的质子 试卷第1页，共3页 C.动能不大于E和的电子 D.动能不大于2Eo的电子 二、多选题 7.在x轴上固定两个点电荷A、B,其中A带电+4O、坐标x4=-d，,B带电-O,位于坐标原 点(x。=0),如图甲所示，x轴上电场强度分布如图乙所示（规定x轴正方向为电场强度的正 方向)。现将一个带负电的试探电荷C从坐标xC处(0<xc<d)静止释放，用a、E,和E.分 别表示C的加速度、电势能和动能，设x轴正方向为加速度的正方向，无穷远处为电势零点， 则下列图像可能正确的是() AE 0 甲 A B Xo ↑E, D xo d 8.如图所示，整个空间存在水平向左的匀强电场，一长为L的绝缘轻质细硬杆一端固定在O 点、另一端固定一个质量为m、电荷量为十？的小球P,