2024届高考物理一轮复习静电场专题精准提升强化12：电荷在等效重力场中运动的经典题（中上难度）

F L W L (C S K) F L W L(CSK) C S K F L W L (C S K) F L W L(CSK) C S K 静电场：经典题（中上难度） 静电场12：电荷在等效重力场中运动的经典题（中上难度） 1. 如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A．小球带负电 B．电场力与重力平衡 C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小 D．小球在运动过程中机械能守恒 2. (多选)在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8 J，在M点的动能为6 J，不计空气的阻力，则下列判断正确的是(　　) A．小球水平位移x1与x2的比值为1∶3 B．小球水平位移x1与x2的比值为1∶4 C．小球落到B点时的动能为32 J D．小球从A点运动到B点的过程中最小动能为6 J 3. 如图所示，地面上有水平向右的匀强电场，将一带电小球从电场中的A点以某一初速度射出，小球恰好能沿与水平方向成30°角的虚线由A向B做直线运动，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．小球带正电荷 B．小球受到的电场力与重力大小之比为2∶1 C．小球从A运动到B的过程中电势能增加 D．小球从A运动到B的过程中电场力所做的功等于其动能的变化量 4. （2020·辽宁月考）如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长度为的轻质绝缘细线悬挂一个质量为的带电小球，小球由悬点正下方点由静止释放小球向右最大摆角为的点，下列说法正确的是（　　） A．小球受到的电场力大小为 B．小球受到的电场力大小为 C．小球在点受到的绳的拉力大小为 D．小球在点受到的绳的拉力大小为 5. (多选)如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一固定的足够长的斜面，将一带正电的小球从斜面上某点以水平向右的速度v0抛出，小球最终落到斜面上。当电场强度为E1时，小球从抛出至落到斜面上所用的时间为t1，机械能的增量为ΔE1，动能的增量为ΔEk1，动量变化量大小为Δp1；当电场强度为E2时，小球从抛出至落到斜面上所用的时间为t2，机械能的增量为ΔE2，动能的增量为ΔEk2，动量变化量大小为Δp2。已知电场强度E2>E1，则以下判断正确的是(　　) A．t1＝t2 B．ΔEk1＝ΔEk2 C．ΔE1<ΔE2 D．Δp1<Δp2 6. (多选)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θ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g。下列说法正确的是(　　) A．匀强电场的电场强度E＝ B．小球动能的最小值为Ek＝ 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 7. (多选)如图所示，竖直平面内有固定的半径为R的光滑绝缘圆形轨道，水平匀强电场平行于轨道平面向左，P、Q分别为轨道上的最高点、最低点，M、N分别是轨道上与圆心等高的点。质量为m、电荷量为g的带正电小球(可视为质点)在轨道内运动，已知重力加速度为g，场强E＝，要使小球能沿轨道做完整的圆周运动，则下列说法正确的是(　　) A．小球在轨道上运动时，动能最小的位置，电势能最大 B．小球在轨道上运动时，机械能最大的位置一定在M点 C．小球过Q、P点受轨道弹力大小的差值为6mg D．小球过Q、P点受轨道弹力大小的差值为7．5mg 8. (多选)如图所示，可视为质点的质量为m且电荷量为q的带电小球，用一绝缘轻质细绳悬挂于O点，绳长为L，现加一水平向右的足够大的匀强电场，电场强度大小为E＝，小球初始位置在最低点，若给小球一个水平向右的初速度，使小球能够在竖直面内做圆周运动，忽略空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是(　　) A．小球在运动过程中机械能守恒 B．小球在运动过程中机械能不守恒 C．小球在运动过程的最小速度至少为 D．小球在运动过程的最大速度至少为 9. 【等效重力综合计算】如图所示，ABCDF为一绝缘光滑轨道，竖直放置在水平方向的匀强电场中，BCDF是半径为R的圆形轨道，已知电场强度为E，今有质量为m的带电小球在电场力作用下由静止从A点开始沿轨道运动，小球受到的电场力和重力大小相等，要使小球沿轨道做圆周运动，则A、B间的距离至少为多大？ 10. 【等效重力综合计算】如图所示，在竖直边界线O1O2左侧空