2027年高考物理一轮复习(黑吉辽蒙)——运动轨迹、电场线和等势线的关系
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内容正文:
《运动轨迹、电场线和等势线的关系》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
A
D
A
D
C
D
A
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
B
C
D
C
D
D
D
D
D
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
B
A
B
C
C
C
D
D
C
D
题号
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
答案
B
B
D
B
B
C
C
C
BC
CD
题号
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
答案
BD
BC
BD
ABC
BC
BD
BCD
AB
BC
ACD
题号
51
52
53
54
55
56
57
58
59
答案
BCD
ABD
BD
AB
BC
CD
ABD
BC
BCD
1.D
【详解】A.电场线与等势面垂直且指向电势降低的方向,根据对称性可知,a、d两点的电场强度大小相等,但方向不同,故a、d两点的电场强度不同,故A错误;
BC.电子带负电,且从a到b电势升高,根据可知,电子从a到b运动时电势能减小,电场力做正功,同理,从c到d电势降低,故电子从c到d运动时,电势能逐渐增大,故BC错误;
D.电子在经过a点时动能为60eV,电势能为,动能和电势能总和为,因只有电场力对电子做功,故电子动能和电势能的总和保持不变,电子在经过等势线c点时的电势能为,故动能为,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】A.P点的等势线比R点的稀疏,则P点电场强度比R点小,故A错误;
B.电场线与等势线相互垂直,图中等势线关于中心线轴上下对称,则在中心线上的电场与z轴重合,又由带正电粒子的运动轨迹可知电场方向向右,故B错误;
C.由于带正电的粒子从Q点到R点的过程中,电场力对其做正功,电势能减少,故C正确;
D.带正电粒子束从右侧射入时,由粒子受到的电场力的方向可知,粒子不一定会聚,故D错误。
故选C。
【点睛】
3.A
【详解】A.曲线为电子只在电场力作用下的运动轨迹,根据电子所受电场力一定指向轨迹的凹侧,结合电子所受电场力与电场强度方向相反可知两点的点电荷一定都带正电,正确;
B.电子运动轨迹关于点中心对称,则、一定带等量同种电荷,错误;
C.电子的初速度不确定,有可能是从运动到,也有可能从运动到,错误;
D.根据等量同种电荷的等势线分布可知,点电势与点电势高低无法比较,错误。
故选A。
4.D
【详解】AB.若实线为电场线,由粒子运动轨迹可知,从a到b电场力对粒子做负功,所以粒子在a点的速度大于b点的速度,电场力对粒子做负功,电势能增加,由于无法知道电性,所以b点电势与a点电势大小无法比较,故AB错误;
CD.若实线为等差等势线,等差等势线越密的地方场强越大,所以粒子在a点的加速度大于在b点的加速度,由粒子运动轨迹可知,从a到b电场力对粒子做正功,所以粒子在a点的电势能大于在b点的电势能,故C错误,D正确。
故选D。
5.A
【详解】A.电荷仅受电场力,则电场力方向沿电场线指向轨迹内侧,则电场力方向与电场方向相同,可知该试探电荷带正电,故A正确;
B.电场线分布的密集程度间接表示电场强弱,根据图示可知,点的电场强度比点的电场强度大,故B错误;
C.结合上述,试探电荷在点的电场强度比点的电场强度大,即点的电场力比点的电场力大,则试探电荷在点的加速度比在点的加速度小,故C错误;
D.结合上述,该试探电荷从点到点的过程中电场力做正功,速度一直增大,故D错误。
故选A。
6.D
【详解】A.根据电场线与等势面垂直且由电势高的等势面指向电势低的等势面,且做曲线运动的物体所受合外力指向轨迹的凹侧,可知粒子所受电场力与场强方向相反,即粒子带负电,故A错误;
B.因M点等势面比N点稀疏,故M点电场强度比N点小,故B错误;
C.因粒子做曲线运动,故在图示运动阶段的动能最小值不为零,故C错误;
D.因粒子带负电且,由可知,粒子在点的电势能大于在点的电势能,故D正确。
故选D。
7.C
【详解】A.由于点电势高于点,则电场强度方向向上,根据曲线运动的特点可知,轨迹向力的方向弯曲,则该带电粒子所受电场力方向向下,与场强方向相反,所以该带电粒子带负电,故 A错误;
B.从到和从到的电势差相等,根据动能定理可知,粒子动能变化量相等,故B错误;
C.由于点和点电势相等,则粒子在从点运动至点的过程中,电场力对它不做功,故C正确;
D.根据粒子做类斜上抛运动的轨迹具有对称性,如果粒子从点以与相反、等大的速度进入电场,则粒子一定经过点,故D错误。
故选C。
8.D
【详解】A.电场线与等势面垂直,且电场线方向由高等势面指向低等势面;正电荷的受力方向与电场线切线方向一致,且曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧,所以根据正电荷的运动轨迹可知,正电荷受到的电场力方向大致向上,故电场线方向也大致向上,因为电场线从正电荷指向负电荷,所以云层下表面带负电,故A错误;
B.等差等势面越密集的地方电场强度越大,由图可知B点的等势面比A点密集,故B点的电场强度大于A点的电场强度,故B错误;
C.假设正电荷从A点运动到B点,则电场力方向与速度方向夹角大于,故电场力做负功,根据动能定理可知,正电荷的动能减小,所以正电荷在A点的动能大于在B点的动能,故C错误;
D.假设正电荷从A点运动到B点,由C选项可知,电场力做负功,则电势能增加,所以正电荷在A点电势能小于在B点电势能,故D正确。
故选D。
9.A
【详解】A.等差等势线分布的密集程度能够表示电场的强弱,根据图示可知,故A正确;
B.电场线垂直于等势线,由高压端指向低压端,沿电场线电势降低,根据图示可知,故B错误;
C.结合上述,电场线由高压端指向低压端,带负电的沙粒所受电场力方向与电场强度方向相反,可知带负电的沙粒将聚集在绝缘子的高压端,故C错误;
D.结合上述可知,从a点到b点的电场线为一条曲线,粒子所受电场力方向沿电场线切线方向,根据曲线运动的条件可知,某带电沙粒仅在电场力作用下不能够从a点沿电场线运动到b点,故D错误。
故选A。
10.B
【详解】A.根据电场线的分布情况可知,a点的电场强度小于b点的电场强度,根据牛顿第二定律可知,a点的加速度小于b点的加速度,故A错误;
B.由于粒子受力方向指向运动轨迹的内侧,故粒子带正电,且a点的电势高于b点的电势,根据
可知,粒子在a点的电势能大于在b点的电势能,故B正确;
C.由于能量守恒,可知粒子在a点的动能小于b点的动能,故C错误;
D.粒子在运动过程中,有电场力做功,所以粒子的机械能不守恒,故D错误。
故选B。
11.C
【详解】AB.根据电场线与等势面垂直且指向电势降低的方向可知,产生电场的点电荷带负电,由图可知,轨迹向下弯曲,则带电粒子所受的电场力方向向下,即带电粒子受到排斥力的作用,同种电荷相互排斥,故带电粒子带负电,故A、B错误;
C.图中虚线为等势面,粒子从B到G,因,故电场力做功为0,则动能不变,即B、G两点带电粒子动能相同,故C正确;
D.由可知,电场强度越大该带电粒子的加速度越大,由可知,带电粒子在D点的电场强度大于在G点的电场强度,则带电粒子在D点的加速度大于在G点的加速度,故D错误。
故选C。
12.B
【详解】A.电场线的疏密表示电场的强弱,则
根据可知负检验电荷在B点时所受的电场力大于在C点所受的电场力,故A错误;
B.顺着电场线电势逐渐降低,则
根据可知负电荷在电势高的位置电势能反而小,则负检验电荷在B点时的电势能小于在C点的电势能,故B正确;
CD.负检验电荷的电场力方向与场强方向相反,且电场线的切线方向为场强方向,故在A点时所受的电场力方向沿该点电场线切线指向左上方,故CD错误。
故选B。
13.C
【详解】A.粒子受电场力方向指向轨迹的凹侧,则所受电场力方向与电场线方向相反,故粒子带负电,故A错误;
B.由电场线疏密程度可以看出,粒子在A点的电场强度小于B点的电场强度,又由可知,粒子在A点加速度小于B点加速度,故B错误;
CD.由粒子的运动轨迹可以知道,粒子受到的电场力方向指向轨迹的凹侧且与电场线方向相反,若粒子是从A运动到B,则电场力做负功,动能减小(速度减小),电势能增大,故C正确,D错误。
故选C。
14.D
【详解】A.由电场线分布的不对称性可知,A、B带不等量异种电荷,故A错误;
BC.电场线的疏密表示电场的强弱,由图可知,a点的电场强度一定小于b点的电场强度,粒子在a点的加速度一定小于在b点的加速度,由于A、B所带电性未知,无法判断电场线方向,也无法判断、的关系,故BC错误;
D.粒子受力指向轨迹凹侧,若带电粒子从a运动到b的过程中,电场力与速度之间的夹角小于90°,电场力做正功,电势能减小,;若带电粒子从b运动到a的过程中,电场力与速度之间的夹角大于90°,电场力做负功,电势能增大,,故D正确。
故选D。
15.C
【详解】A.由于电场线与等势面垂直且沿电场线方向电势逐渐降低,则虚线上电场方向向左,根据粒子运动轨迹,力的方向指向轨迹的凹侧,可知粒子带正电,A错误;
B.等差等势面越密集电场强度越大,所以沿轨迹方向电场强度逐渐减小,粒子所受电场力逐渐减小,加速度逐渐减小,B错误;
C.轨迹的切线表示速度方向,通过轨迹可知,粒子的速度方向与力的夹角为钝角,粒子做减速,所以粒子在B点的速度小于A点,C正确;
D.根据电场力做功
可知粒子每经过一个等势面动能的变化量不变,D错误。
故选C。
16.D
【详解】A.根据轨迹弯曲方向判断出粒子P与Q之间存在引力,它与固定的负点电荷是异种电荷,故P粒子带正电荷,故A错误;
B.由几何关系可知Q到a、b、c三点的距离关系为
根据库仑定律,可知粒子P在a、b、c三点所受电场力大小关系是
粒子P在a、b、c三点时的加速度大小关系是,故B错误;
C.根据点电荷的电场线的特点,Q与a、c距离相等,a、c两点的电势相等,都小于b点的电势,即有,故C错误;
D.带正电粒子P在a、b、c三点时的电势能大小关系是,故D正确。
故选D。
17.D
【详解】A.由DNA分子的运动轨迹可知DNA分子带负电,故A错误;
B.N、P两点的电场强度方向沿该点处电场线的切线方向,方向不相同,故B错误;
C.由电场线的疏密表示电场强度的大小可知,N点的电场强度大于M点的电场强度,由牛顿第二定律可知DNA分子在M点的加速度比在N点小,故C错误;
D.DNA分子由M点到N点过程中,根据轨迹可知,电场力做正功,动能增加,即DNA分子在M点的动能比在N点小,故D正确。
故选D。
18.D
【详解】A.由电场线分布情况可知,带不等量异种电荷,故错误;
BC.电场线的疏密表示电场的强弱,由图可知,点的电场强度一定小于点的电场强度,粒子在点的加速度一定小于在点的加速度,由于、所带电性未知,无法判断电场线方向,也无法判断的关系,故BC错误;
D.粒子受力指向轨迹凹侧,若带电粒子从运动到的过程中,电场力与速度之间的夹角小于,电场力做正功,电势能减小,;若带电粒子从运动到的过程中,电场力与速度之间的夹角大于,电场力做负功,电势能增大,,故D正确。
故选D。
19.D
【详解】由于不知道粒子运动方向,故无法判断粒子加速度大小的变化,也无法确定粒子速度及电势能的变化,故ABC错误;
D.粒子所受电场力方向指向曲线凹侧,即方向大致向上,故若带电粒子带负电,则点电荷一定带正电,故D正确。
故选D。
20.D
【详解】A.根据图示可知,电子做曲线运动,合力方向,即静电力方向指向轨迹内侧,电子有可能从A向B运动,也有可能从B向A运动,故A错误;
B.由于图中是点电荷Q产生的电场中,若aA>aB,即电子在A位置的静电力大于在B位置的静电力,则A位置的电场线分布比B位置的密集,根据点电荷电场线分布规律可知,Q靠近M端,由于合力方向,即静电力方向指向轨迹内侧,可知,点电荷一定为正电荷,故B错误;
C.结合上述,若Q为正电荷,则Q靠近M端,当电子从A向B运动,逐渐远离正电荷,静电力做负功,电势能增大。若Q为负电荷,则Q靠近N端,当电子从A向B运动,逐渐靠近负电荷,静电力仍然做负功,电势能仍然增大,即无论Q为正电荷还是负电荷一定有EPa<EpB,故C错误;
D.结合上述有EPa<EpB
则有
解得
即B点电势一定小于A点电势,故D正确。
故选D。
21.B
【详解】A.由粒子运动轨迹可知,粒子受电场力大致向左,可知粒子带负电,故A错误;
B.由题中信息无法判断粒子运动方向,即粒子运动轨迹可能是从a运动到b,故B正确;
C.根据电场线的方向可知,两点电荷电性为左正右负,且右边点电荷带电量少,故C错误;
D.带电粒子从a到b所受电场力与速度夹角为锐角,可知电场力做正功,电势能减小,即在a点的电势能大于在b点的电势能,故D错误。
故选B。
22.A
【详解】A.带电微粒做曲线运动,仅受电场力,则电场力方向必定沿电场线指向运动轨迹的内侧,又由于电场线方向和等势面垂直,则电场力方向应垂直于等势面指向轨迹内侧,微粒带负电,则电场线大致由c等势面指向a等势面,沿着电场线的方向电势越来越低,则c的电势最高,故A正确;
B.结合上述,电场力方向应垂直于等势面指向轨迹内侧,若带电微粒从P点运动到Q点,电场力做正功,电势能减小,即带电微粒在P点的电势能比在Q点的大,故B错误;
C.结合上述,若带电微粒从P点运动到R点,电场力做正功,带电微粒的速度增大,故C错误;
D.等差等势面分布的密集程度间接表示电场的强弱,根据图示可知,P点的电场强度大于Q点的电场强度,则带电微粒在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力,根据牛顿第二定律可知带电微粒在P点的加速度比在Q点的加速度大,故D错误。
故选A。
23.B
【详解】A.一带电粒子仅在电场力的作用下,根据曲线运动的合力位于轨迹的凹侧,可知粒子受到的电场力偏左,与场强方向相反,所以粒子带负电,故A错误;
B.若粒子是从B运动到A,根据电场线的疏密程度可知,粒子受到的电场力逐渐减小,所以其加速度减小,故B正确;
C.根据沿电场方向电势逐渐降低,结合等势面与电场方向垂直,可知B点的电势低于A点的电势;根据,由于粒子带负电,所以粒子在B点的电势能大于在A点的电势能,故C错误;
D.若粒子是从B运动到A,可知电场力对粒子做正功,则粒子的机械能增加,故D错误。
故选B。
24.C
【详解】A.根据等势面的分布情况可知两点电荷是同种电荷,又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子受到两点电荷的排斥力,故两点电荷均为负电荷,故A错误;
B.根据,结合图中相邻等差等势面的疏密程度可知,A点的电场强度比B点的小,故B错误;
C.因为两点电荷是负电荷,电场线由无穷远处指向负电荷,沿电场线方向电势降低,故可知A点的电势高于B点的电势,故C正确;
D.电子沿虚线从M运动到N的过程中,电场力对电子先做负功后做正功,所以电势能先增大后减小,故D错误。
故选C。
25.C
【详解】A.根据,由相邻等差等势面的疏密程度可知,a点的电场强度小于b点的电场强度,故A错误;
BC.根据电场力位于轨迹的凹侧,且与等势面方向垂直,可知电场力偏右,如果粒子是从a点运动到b点,则电场力对该电荷做正功,动能增加,该电荷在a点的动能小于在b点的动能;如果粒子是从b点运动到a点,则电场力对该电荷做负功,动能减小,该电荷在a点的动能小于在b点的动能;故B错误,C正确;
D.由于不清楚粒子的电性,所以无法确定电场方向,不能确定a点与b点的电势高低关系,故D错误。
故选C。
26.C
【详解】A.由曲线运动知识可知,粒子所受的静电力指向轨迹凹侧,故粒子与正点电荷间相互排斥,粒子带正电,故A错误;
B.离正点电荷越近电势越高,故四个等势面电势高低关系为,故B错误;
CD.粒子由O运动到M过程中,所受的静电力做负功,动能减小,电势能增大,故在O、P、Q、M四点中,粒子在M点电势能最大,在O点动能最大,故C正确,D错误。
故选C。
27.D
【详解】A.根据粒子受电场力指向轨迹的凹侧可知,粒子受电场力大致向左上,根据沿电场线方向电势降低可知,电场方向由,则粒子受力方向与电场方向相同,粒子带正电,故A错误;
B.由公式可知,等差等势面越密集,电场强度越大,则M点的场强大于N点的电场强度,故B错误;
C.某一点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆,故C错误;
D.粒子从M点到N点,电场力做功为
由动能定理有
解得,故D正确。
故选D。
28.D
【详解】A.根据等势线与电场线垂直,可作出电场线,根据曲线运动的特点知粒子运动轨迹的弯曲方向与受力方向相同,电子受力与电场线方向相反,故电子在y轴左侧受到一个斜向右下方的电场力,在y轴右侧受到一个斜向右上方的电场力,故电子一直加速,对负电荷是从低电势向高电势运动,则a点的电势低于b点的电势,故A错误;
B.根据等势线的疏密知道b处的电场线也密,场强大,电子的加速度大,故B错误;
CD.电子一直加速,动能一直增大,则电场力对电子一直做正功,电子在a点的动能小于在b点的动能,故C错误,故D正确。
故选D。
29.C
【详解】C.根据b粒子的运动轨迹可知 ,当其从靠近M点处点电荷所产生电场中运动到靠近N点处的点电荷所产生的电场中的过程中,电场力对b粒子始终是斥力,因此可知,M、N两点处的点电荷一定与b粒子带同种电荷,故C正确;
A.曲线运动的轨迹夹在速度方向与所受合外力方向之间,且合外力指向轨迹的凹侧面,根据两粒子的运动轨迹,结合点电荷产生的场强与点电荷距离的关系,大致做出粒子在不同位置的速度方向以及根据平行四边形定则做出在不同位置所受两个点电荷电场力合力的方向如图所示
由于粒子在电场中仅受电场力的作用,电场力即为粒子所受合外力,因此当电场力的方向与速度方向之间的夹角为锐角时,电场力做正功,粒子的动能增加,电势能减小,当电场力的方向与粒子速度方向之间的夹角为钝角时,电场力做负功,粒子的动能减小,电势能增加,因此可知,电场力对a粒子先做正功后做负功,a粒子的电势能先减小后增大,电场力对b粒子先做负功后做正功,b粒子的电势能先增大后减小,故A错误;
B.根据两粒子在电场中的位置可知,a、b两个粒子分别运动到B点和A点时,都只跨越了一个等势面,且根据题意可知,a、b两个粒子所跨越的等势面之间的电势差的绝对值相等,而根据动能定理可得
由于a、b两粒子的电荷量未知,因此a、b两个粒子分别运动到B点和A点时动能增量的绝对值无法判断,故B错误;
D.综合分析可知,M、N两点处放置的两个点电荷为等量的同种点电荷,根据位置关系及电场强度的矢量运算法则,无法判断B点与C点电场强度的大小,而根据电场力等于合外力有
可得
虽然两粒子的质量相同,但不知道两粒子所带电荷量的大小,以及两粒子所处位置电场强度的大小,因此无法比较a粒子在B点加速度的大小与b粒子在C点加速度的大小,故D错误。
故选C。
30.D
【详解】A.A粒子带正电向下偏转,可知其受到电场力指向下方,场强指向下方,沿电场线方向电势降低,故C点的电势低于D点的电势,故A错误;
B.等量同种电荷形成的电场线类似下图所示
故该电场不可能是等量同种点电荷形成的,故B错误;
C.B粒子受到的电场力方向与A粒子受到的电场力方向相反,可知B粒子带负电,若在O点静止释放B粒子,仅在电场力作用下,B粒子会向上运动,静电力方向沿电场线切线方向,粒子不会沿着弯曲的电场线运动到D点,故C错误;
D.B粒子带负电,运动过程中电场力与速度方向夹角小于,做正功,电势能减小,动能增大,故D正确。
故选D。
31.B
【详解】AC.电子由a点运动到c点动能增加了200eV,则电势能减少了200eV,说明电场力做正功,电子所受电场力水平向右,电场线方向水平向左,因此a、b、c三点的电势关系为,选项AC错误;
B.由a点运动到c点电势能减少了200eV,则由a点运动到b点电势能减少了100eV,电场力做功-100eV,则有
选项B正确;
D.若为匀强电场,则有
由等势面分布知此电场为非匀强电场,c点的等势面相对稀疏,电场强度小一些,因此,选项D错误;
故选B。
32.B
【详解】点电荷由a到b点,由动能定理得
解得
则
所以
假设点电荷从a点运动到某一位置,由动能定理得
解得
故选B。
33.D
【详解】A.无法确定该粒子的电性,A错误;
B.无法确定电场线的方向,B错误;
C.无法确定电势高低,C错误;
D.轨迹向下弯曲,粒子所受的电场力竖直向下,由a点运动到b点,合力做负功,微粒的动能减小,微粒经过a点的动能比经过b点的动能大,D正确。
故选D。
34.B
【详解】A.该粒子轨迹向上弯曲,所受的电场力向上,一定带正电,A错误;
B.电场力向上做正功,该粒子的速度变大,B正确;
C.由点运动到点,电场线变密集,电场强度变大,电场力变大,该粒子的加速度变大,C错误;
D.由点运动到点,电场力向上做正功,该粒子的电势能减小,D错误。
故选B。
35.B
【详解】A.粒子的轨迹向下弯曲,电场力向下,由于做减速运动,所以粒子向上运动,一定从Q点运动到P点,A错误;
B.电场力向下,粒子带负电,则电场强度向上,a、b、c三个等势面中,c的电势最高,B正确;
C.P点等势面密,电场强度大,粒子所受的电场力大,加速度大,粒子运动的加速度在逐渐增大,C错误;
D.由于
解得 ,粒子从等势面a到b比与从等势面b到c电势能的变化量相等,D错误;
故选B。
36.C
【详解】A.作出电场线,根据轨迹弯曲的方向和正电荷可知,电场线向下。故点电势最低,的电势最高。故A错;
B.若电荷从Q点运动到P点,电场力的方向与速度方向的夹角大于90°,电场力做负功,速度减小,故点电荷在P点的速率一定比它在Q点的小。故B错;
C.P点等差等势线密集,电场强度大,加速度大,点电荷在P点的加速度大小一定比它在Q点的大。故C正确;
D.电荷可以从Q点运动到P点,也可以从P点运动到Q点,由题目条件不能具体确定。故D错。
故选C。
37.C
【详解】A.由电场线可知,点的电场线密,所以点的电场强度大,电子受的电场力大,加速度也就大,故A错;
BC.电子受到的电场力指向曲线弯曲的内侧,所以受到的电场力的方向是沿电场线斜向下的,所以电子从到的过程中,电场力做负功,电荷的电势能增大,动能减小,所以电子在点的动能大于它在点的动能,在a点的电势能小于它在b点的电势能,所以B错误,C正确;
D.由于电子带负电,在电场中电势越低,电子具有的势能越大,因此a点的电势高于b的电势,故D错。
故选C。
38.C
【详解】A、电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带正电,因此电场线指向右下方,沿电场线电势降低,故c等势线的电势最低,a等势线的电势最高,故A正确;
B、根据质点受力情况可知,从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,故P点的电势能大于Q点的电势能,故B正确;
C、从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,故C错误;
D、等差等势线密的地方电场线密场强大,故P点位置电场强,电场力大,根据牛顿第二定律,加速度也大,故D正确.
本题选错误的,故选C.
【点睛】由于质点只受电场力作用,根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方,由于质点带正电,因此电场线方向也指向右下方;电势能变化可以通过电场力做功情况判断;电场线和等势线垂直,且等势线密的地方电场线密,电场强度大.
解决这类带电粒子在电场中运动的思路是:根据运动轨迹判断出所受电场力方向,然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化.
39.BC
【详解】A.电场线不平行,该电场不是匀强电场,粒子受到的力不是恒力,故A错误;
B.电场力方向沿电场线,指向运动轨迹内侧,从a点到b点电场力对带电粒子做负功,带电粒子在a处的动能更大,故B正确;
C.电场线越密的地方,电场强度越大,a处的电场强度大于b处的电场强度,故C正确;
D.不确定电场线方向,就无法确定带电粒子的电荷种类,故D错误。
故选BC。
40.CD
【详解】A.根据等势面电场线关系,画出电场线,如图所示
由电场线的分布看,电子透镜的等差等势面不可能是两个等量异种点电荷产生的,故A错误;
B.根据物体做曲线运动时,合外力指向轨迹的凹侧,故电子受电场力大致指向右侧,故电场线方向大致指向左侧,沿着电场线的方向电势逐渐降低, 所以a 点的电势低于 b点的电势,故B错误;
CD.根据公式可知,电子在点的电势能大于在点的电势能,若该电子从 向 运动,电势能减小,电场力做正功,电子的动能增加,则则电子在 点的动能小于在 点的动能,故CD正确。
故选CD。
41.BD
【详解】A.根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷是同种电荷,又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力,故可知两点电荷为负电荷,故A错误;
B.因为两点电荷是负电荷,电场线由无穷远处指向负电荷,沿电场线方向电势降低,故可知A点的电势高于B点的电势,故B正确;
C.根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M到P静电力做负功,由P到N静电力做正功,则电子沿虚线运动的过程中机械能先减小后增加,故C错误;
D.电子从M到P电势能增加,从P到N电势能减小,故电子运动到P点时电势能最大,故D正确。
故选BD。
42.BC
【详解】A.根据轨迹可知D点电子所受电场力沿M'N'向右,由于电子带负电,电场力方向与电场方向相反,即在M′N′线上电场方向向左,随着电场线方向电势降低,所以C点的电势高于D点的电势,即,故A错误;
B.根据题图中等差等势面的疏密程度可知C点处的场强大于D点处的场强,即,故B正确;
CD.由于电子受到的电场力偏右,可知电子从C点到D点过程,电场力做负功,则电子动能减小,电势能增大,即有,,故C正确,D错误。
故选BC。
43.BD
【详解】A.由图可知点电荷和带异种电荷,点电荷对该离子的库仑力为吸引力,故点电荷带负电,点电荷带正电荷,故A错误;
B.在点电荷和之间,点电荷附近的电场线比附近的电场线密集,故的电荷量大于的电荷量,故B正确;
CD.离子从到的运动过程中,电场力先做正功后做负功,速度先增大后减小,电势能先减小后增大,故C错误,D正确。
故选BD。
44.ABC
【详解】B.电场线越密的位置电场强度越强,由图可知,N点的电场强度大于M点的电场强度,可知带电粒子在N点的加速度一定大于在M点的加速度,故B错误;
AC.结合电场线和运动轨迹可知粒子的受力如图所示
由于粒子电性未知,无法判断电场线方向,即无法判断M、N点的电势大小关系,也无法判断粒子的运动方向,故AC错误;
D.粒子做曲线运动,可以从M点向N点运动,也可以从N点向M点运动,若粒子M由N向运动,电场力做正功,电势能减小,若粒子N由向M点运动,电场力做负功,电势能增加,即无论粒子的运动方向如何,带电粒子在M点的电势能一定大于在N点的电势能,故D正确。
本题选择判断不正确的,故选ABC。
45.BC
【详解】A.根据电子的受力和运动情况可知电子的电势能增大,结合电场力做功和电势差的关系可知b点的电势比a点的电势低5V,则相邻两等势面间的电势差为2.5V,则a点的电势为
故A错误;
B.电子在b、c两点间根据能量守恒可知
则
由于c点的动能不为零,所以b点的动能一定大于2.5eV,故B正确;
C.根据等势面的疏密表示电场的强弱可知b点的电场强度小于c点的电场强度,所以b点的电场力小于c点的电场力,根据牛顿第二定律可知b点的加速度小于c点的加速度,C正确;
D.电子速度与等势面切线平行时,在电场中运动的速度最小,此时的速度最小值不一定为零,故D错误。
故选BC。
46.BD
【详解】A.根据等势线可知,电场线沿水平方向,粒子仅在电场力作用下运动,则电场力应指向轨迹凹侧,故电场力水平向左。但因不知道粒子带正电还是负电,故不可能判断出电势变化,A错误;
B.粒子从A到C,电场力与运动方向成钝角,做负功。粒子从C到D,电场力与运动方向成锐角,做正功。故粒子的电势能先增大后减小,B正确;
C.C点为轨迹与该处等势线的切点,则粒子在C点的水平方向速度为0。设粒子从A到C运动时间为t1,从C到D运动的时间为t2,相邻等势线的距离为d。粒子在水平方向做匀变速运动,通过逆向思维可得
,
所以
C错误;
D.设粒子从A到B运动时间为t3,从B到C运动的时间为t4,则
所以
根据
粒子受到的电场力一直相等,则粒子从A到B与从B到C电场力的冲量之比为,D正确;
故选BD。
47.BCD
【详解】AB.由题图中粒子的运动轨迹可知粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,由于电场线方向不明,无法确定粒子的电性,选项A错误,B正确;
C.由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知,若粒子从a到b电场力对粒子做负功,粒子动能减小,电势能增大;若粒子从b到a电场力对粒子做正功,粒子动能增大,电势能减小。则粒子在a点的速度较大,选项C正确;
D.根据电场线的疏密程度可判断a、b两点电场的强弱a点场强较大,选项D正确。
故选BCD。
48.AB
【详解】粒子的轨迹向右弯曲,所受的电场力向右;
A.电场力向右,带电粒子从R向Q运动时做减速运动,带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小,A正确;
B.电场力向右,带电粒子从P点向Q点运动时,电场力做负功,电势能增加,带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小,B正确;
C.带电粒子在运动过程中,只有动能和电势能之间发生转化,动能和电势能之和保持不变,C错误;
D.带电粒子只受电场力作用,电场线越密,电场越强,粒子所受的电场力越大,加速度越大,所以带电粒子在R点时的加速度大小大于在Q点时的加速度大小,D错误。
故选AB。
49.BC
【详解】A.Q1周围的电场线比Q2周围的电场线密,说明Q1的电荷量大于Q2的电荷量,A错误;
B.根据电场线的分布情况知Q1、Q2为异种电荷,根据曲线运动的向心力方向指向凹处知,Q1为正电荷,Q2为负电荷,电场线的方向由Q1沿电场线指向Q2,根据对称性知c、d两点的电势相等,场强大小相等,方向不同,B正确;
C.O点附近的电场线比A点附近的电场线密,O点场强较大,由加速度a0=知,电子过O点时的加速度大于过A点时的加速度,C正确;
D.电子从A点运动到O点的过程中电场力方向与速度方向的夹角小于90°,电场力做正功,电势能逐渐减小,即电子在O点时的电势能小于在A点时的电势能,D错误。
故选BC。
50.ACD
【详解】A.电子仅受电场力作用做曲线运动,可知受的是吸引的库仑力,则场源电荷为正电荷,如图所示
因,结合可知,,故A正确;
B.根据电势能可知,电子的电量,则电势能有,故B错误;
C.电子从a到b过程中电场力做的功由功能关系有
故C正确;
D.电子的加速度大小由牛顿第二定律为
则a、b两点时的加速度大小之比为
故D正确;
故选ACD。
51.BCD
【详解】A.因电场线与等势面相互垂直,且由高电势指向低电势,故电场线如图所示
由粒子运动的轨迹弯曲的方向可知粒子受力沿电场线的方向,故粒子一定带正电,故A错误;
BC.若粒子从P到Q,则电场力做负功,粒子动能减小,电势能增加,故P点动能大于Q点动能,P点电势能小于Q点电势能,故BC正确;
D.因Q点处的等势面密集,故Q点的电场强度大,故电荷在Q点受到的电场力大于P点受到的电场力,故D正确。
故选BCD。
52.ABD
【详解】A.根据轨迹的弯曲方向可判断出粒子1受到排斥力,其电性与场源电荷的电性相同,粒子2受到吸引力与场源电荷电性相反,所以两粒子的电性一定相反,A正确;
B.电场力对粒子1先做负功,后做正功,根据动能定理可以知道,其动能先减少后增大;电场力对粒子2先做正功,后做负功,则电势能是先减少后增大。B正确;
C.两个粒子的初速率不相等,而粒子1从A到B、粒子2从A到C电场力做功均为零,则经过B、C两点两粒子的速率一定不相等。C错误;
D.粒子1电性与场源电荷的电性相同,无论场源电荷为正电荷或负电荷,若取无穷远处为零电势,则1粒子经过B点时的电势能为正值;粒子2电性与场源电荷的电性相反,无论场源电荷为正电荷或负电荷,若取无穷远处为零电势,则2粒子经过C点时的电势能为负值;所以1粒子经过B点时的电势能大于2粒子经过C点时的电势能,D正确。
故选ABD。
53.BD
【详解】A.由于不知道粒子的电性,故无法判断电势高低,A错误;
B.粒子轨迹向右上方弯曲,粒子所受的电场力向右上方;电场线与等势面垂直,所以电场线也向右方弯曲;粒子从A点运动到B点,电场力一定与运动方向成锐角,所以粒子做加速运动,B正确;
C.等势面越密,电场越强,电场力越大,加速度越大,所以粒子在B点的加速度较小,C错误;
D.粒子从A点运动到B点,电场力一定与运动方向成锐角,电场力做正功,电势能减小,粒子在A点的电势能大于在B点的电势能,D正确。
故选BD。
54.AB
【详解】A.由图可知,等势面密的地方电场强度大,等势面疏的地方电场强度小,所以P点的场强大于Q点的场强,故A正确;
B.带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内测,电场线与等势面垂直,由于带电粒子带正电,因此电场线指向右下方,根据沿电场线电势降低,可知a等势线的电势高,c等势线的电势最低,故B正确;
C.根据带电粒子受力情况可知,若粒子从P到Q过程,电场力做正功,动能增大,电势能减小,故带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大,故C错误;
D.根据能量守恒可知,粒子在运动的过程中电势能和动能之和不变,故D错误。
故选AB。
55.BC
【分析】由题意可知,本题主要考查利用电场线分析带电粒子的受力和运动,以及电场力做功与电势能的关系,根据带电粒子的运动轨迹可以判断电荷的正负,电场线的疏密比较场强的大小,从而判定加速度的变化,电势能的变化可以根据电场力做功的情况来判别。
【详解】A.根据题中带电粒子的运动轨迹,可知点电荷Q与带电粒子q相互吸引,故它们一定是异种电荷,故A错误;
BCD.从a到b点,电场线变疏,则电场强度变小,电场力变小,从而加速度a减小,同时电场力做负功,电势能增加,故BC正确,D错误。
故选BC。
【点睛】从运动轨迹判断带电粒子之间的相互作用力,从电场线的疏密判断场强的大小,从电场力做功判断电势能的变化。
56.CD
【详解】ABC.负电荷所受电场力的方向沿电场线的反方向,如图可知,从a到O点过程中,电场力做正功,电势能转化为动能,电势能减小,从O到b点过程中,电场力做负功,动能转化为电势能,电势能增加,即粒子在O点的电势能最小,但并不一定为零,粒子在O点的速度最大,动量最大,AB错误,C正确;
D.a、b是距离O很近的两点,由力的合成规律可知,粒子经过a、O、b点时受到的合力先减小后增大,则粒子的加速度先减小后增大,D正确。
故选CD。
57.ABD
【详解】A.电场线的疏密表示电场的强弱,由图可知N点的电场线密,则N点的电场强度大。故EN>EM ,选项A正确;
B.由牛顿第二定律可知,粒子加速度:
由于EN>EM,所以aN>aM,选项B正确;
C.电场强度的方向沿电场线的切线方向,所以粒子所受电场力只能沿图中直线方向:
又曲线运动所受合力方向指向轨迹凹侧,所以由图示粒子运动轨迹可知,粒子所受电场力斜向右上方,粒子所受电场力方向与电场强度方向相同,粒子带正电,选项 C错误;
D.如果粒子从M运动到N,电场力做正功,粒子速度变大,所以vN>vM;如果粒子从N运动到M,电场力做负功,粒子速度减小,所以vM<vN,选项D正确;
E.根据题意无法判断粒子运动方向,粒子 即可能从M运动到N,也可能从N运动到M,选项E错误。
故选ABD。
58.BC
【详解】由于该正粒子只受电场力作用且做曲线运动,电场力指向轨迹内侧,电场力方向大致向右,则电场线由M指向N,说明场源负电荷在直线MN右侧.
A.沿着电场线M指向N的方向电势逐渐降低,则,故A项错误;
B.根据点电荷的场强决定式,b点离场源负电荷较远,则,故B正确;
C.因电场力对带电粒子做负功电势能增大,则带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能,故C正确;
D.b点离点电荷较远,b点的电场强度小于a点的电场强度,根据牛顿第二定律得知,带电粒子在b点的加速度小于在a点的加速度,故D错误.
59.BCD
【详解】A.根据轨迹弯曲方向判断出,粒子在沿轨迹abc或轨迹cba的过程中,所受的电场力向左,而场源电荷在等势面的中心处,则一直受静电斥力作用,故A错误;
BC.根据动能定理,若粒子由a到b,电场力做负功,动能减少,电势能增大,有,;若粒子由b到a,电场力做正功,动能增大,电势能减小,,,综上两种情况都是,,故B、C均正确;
D.a点和c点在同一个等势面上,电场力做功为零,动能不变化,速率不变,故D正确.
60. 负 >
【详解】[1]根据粒子的运动轨迹可知,粒子受电场力大致向左,由此可以判定粒子带负电;
[2]因a点电场线较b点密集,可知a点场强比b点大,可知在a、b两点受到的电场力Fa>Fb。
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2027年高考物理一轮复习
运动轨迹、电场线和等势线的关系
一、单选题
1.静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图,一电子在电场中仅受电场力的作用,实线描绘出了其运动轨迹,虚线表示等势线,各等势线关于y轴对称,a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60eV,各等势线的电势高低标注在图中,则( )
A.a、d两点的电场强度相同
B.电子从a到b运动时,电场力做负功
C.电子从c到d运动时,电势能逐渐减小
D.电子在经过等势线c点时的动能为80eV
2.如图所示为一产生聚焦电场的装置,由电极构成。图中虚线为等势线,关于中心线轴上下对称,相邻等势线间电势差相等。图中是一个从左侧进入聚焦电场的带正电粒子的运动轨迹上的三点,则可以确定( )
A.在该电场中P点电场强度比R点大
B.该聚焦电场方向在中心线上与轴负方向一致
C.带正电粒子从Q点到R点的过程中电势能减少
D.若将带正电粒子束从右侧射入聚焦电场,则一定被会聚
3.如图所示,两个点电荷固定在水平直线上的、两点,竖直虚线为线段的中垂线,交于点,曲线为一电子的运动轨迹,轨迹及、两点均关于点中心对称。除电场力外其他力均不计。下列说法正确的是( )
A.、两点的点电荷均带正电
B.的带电量可能大于的带电量
C.电子一定是从运动到
D.点电势一定高于点电势
4.如图所示,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹,下列说法正确的是( )
A.若实线为电场线,则a点的电势高于b点的电势
B.若实线为电场线,则粒子在a点的速度小于b点的速度
C.若实线为等差等势线,则粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
D.若实线为等差等势线,则粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
5.图中实线所示为某电场的电场线,虚线为某试探电荷在仅受电场力的情况下从点到点的运动轨迹,则下列说法正确的是( )
A.该试探电荷带正电
B.点的电场强度比点的电场强度小
C.试探电荷在点的加速度比在点的加速度大
D.该试探电荷从点到点的过程中速度先增大后减少
6.某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示,虚线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,分别是运动轨迹与等势面的交点,则下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.点的电场强度比点的大
C.粒子在图示运动阶段的动能最小值为0
D.粒子在点的电势能大于在点的电势能
7.如图所示,曲线为一带电粒子不计重力在匀强电场中运动的轨迹,虚线、、、为相互平行且间距相等的四条等势线,、、、、为轨迹与等势线的交点,已知点电势高于点。带电粒子从点出发,初速度大小为,到达点时速度大小为,则( )
A.该带电粒子带正电荷
B.粒子从到和从到的动能变化量不相等
C.粒子在从点运动至点的过程中,电场力对它做的功等于零
D.如果粒子从点以与相反、等大的速度进入电场,则粒子可能不会经过点
8.如图所示,带电的乌云飘过某建筑物上空时,在避雷针周围形成电场,虚线a、b、c、d是等差等势面,实线是某正电荷在电场中的运动轨迹,A、B是轨迹上的两点。不计电荷重力,下列说法正确的是( )
A.云层下表面带正电 B.A点的电场强度大于B点的电场强度
C.正电荷在A点的动能小于在B点的动能 D.正电荷在A点电势能小于在B点电势能
9.如图所示是高压输电线路上绝缘子的等差等势线分布图,输电线路周围的空气中沙粒间的非对称摩擦会使沙粒带上电荷。下列说法正确的是( )
A.图中a、b、c三点的电场强度大小关系为
B.图中a、b、c三点的电势关系为
C.带负电的沙粒聚集在绝缘子的低压端
D.某带电沙粒仅在电场力作用下可从a点沿电场线运动到b点
10.某电场的电场线分布如图中实线所示,虚线为一带电粒子的运动轨迹,下列说法中正确的是( )
A.粒子在a点处的加速度大于在b点处的加速度
B.粒子在a点处的电势能大于在b点处的电势能
C.粒子在a点处的动能大于在b点处的动能
D.粒子在运动过程中机械能守恒
11.如图所示,三条虚线表示某点电荷形成的电场中的等势面,一带电粒子仅受电场力作用,沿实线路径运动,A、B、C、D、G是该带电粒子运动轨迹与等势面的交点,下列说法正确的是( )
A.场源电荷带正电
B.该带电粒子带正电
C.该带电粒子在B、G两点处的动能相同
D.带电粒子在D点的加速度小于在G点的加速度
12.某一区域的电场线分布如图所示。A、B、C是电场中的三个点。一负检验电荷在各点时的情况,下列说法正确的是( )
A.在B点时所受的电场力小于在C点所受的电场力
B.在B点时的电势能小于在C点的电势能
C.在A点时所受的电场力方向沿该点电场线切线指向右上方
D.在A点时所受的电场力方向与该点的切线相垂直指向曲线凹侧
13.如图所示为某一电场中电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如虚线所示,若不考虑其他力,下列判断正确的是( )
A.粒子带正电 B.粒子在A点加速度大于在B点加速度
C.粒子在A点速度大于在B点速度 D.粒子在A点电势能大于在B点电势能
14.云室中有A、B两个点电荷,其周围的电场线分布如图所示。通过云室观察到一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹为曲线ab,a为两点电荷连线中垂线上的点、b为两点电荷连线上的点。下列说法正确的是( )
A.A、B两个点电荷是等量异种电荷
B.a、b两点的电场强度和电势关系为,
C.带电粒子在a点的加速度比在b点大
D.带电粒子在a点的电势能比在b点大
15.一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等差等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中最左端等势面是平面,电势为,其余等势面不再是平面,最右端等势面电势为,不计粒子的重力。下列说法正确的是( )
A.粒子可能带负电
B.粒子的加速度先不变,后变大
C.粒子在B点的速度比在A点小
D.粒子每经过一个等势面动能的变化量越来越小
16.负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上,带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动时,恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c,如图所示,则( )
A.粒子P带负电
B.粒子P在a、b、c三点时的加速度大小关系是
C.点电荷电场中a、b、c三点的电势高低关系是
D.粒子P在a、b、c三点时的电势能大小关系是
17.细胞电转染的原理简化如图所示,两带电的平行金属板间,由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线,关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹,M、N为轨迹上的两点,P点与N点关于y轴对称,DNA分子可看成点电荷,只受电场力。下列说法正确的是( )
A.DNA分子带正电
B.N、P两点的电场强度相同
C.DNA分子在M点的加速度比在N点大
D.DNA分子在M点的动能比在N点小
18.云室中有、两个点电荷,其周围的电场线分布如图所示。通过云室观察到一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹为曲线为两点电荷连线中垂线上的点、为两点电荷连线上的点。下列说法正确的是( )
A.两个点电荷是等量异种电荷
B.两点的电场强度和电势关系为
C.带电粒子在点的加速度比在点大
D.带电粒子在点的电势能比在点大
19.如图所示,三条实线为真空中一点电荷的电场线,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,关于粒子的运动以下判断正确的是( )
A.运动过程中粒子加速度一定增大 B.运动过程中粒子速度一定增大
C.运动过程中粒子电势能一定增大 D.若带电粒子带负电,则点电荷一定带正电
20.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是( )
A.电子一定从A向B运动
B.若aA>aB,则Q靠近M端且为负电荷
C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA>EpB
D.B点电势一定小于A点电势
21.如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b为轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
A.粒子可能带正电
B.粒子运动轨迹可能是从a运动到b
C.两点电荷电性为左负右正,且右边点电荷带电量少
D.带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
22.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,实线为一带负电的微粒仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R点在等势面b上,据此可知( )
A.三个等势面中,c的电势最高
B.带电微粒在P点的电势能比在Q点的小
C.带电微粒在P点和在R点的速度大小可能相等
D.带电微粒在P点的加速度比在Q点的加速度小
23.如图所示,带箭头的实线表示某一电场中电场线的分布情况。一带电粒子仅在电场力的作用下,运动的轨迹如图中虚线所示,则下列判断中正确的是( )
A.粒子带正电
B.若粒子是从B运动到A,则其加速度减小
C.粒子在B点的电势能小于在A点的电势能
D.若粒子是从B运动到A,则其机械能在减少
24.两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示,相邻两等势面间的电势差相等。虚线MPN是一电子在该电场中的运动轨迹,轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是( )
A.两点电荷均为正电荷
B.A点的电场强度比B点的大
C.A点的电势高于B点的电势
D.电子沿虚线从M运动到N的过程中,电势能先减小后增大
25.电场分布如图所示,虚线为等势面,相邻等势面间电势差相等。有一电荷仅在电场力作用下运动,实线是其运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,下列说法一定正确的是( )
A.a点的电场强度大于b点的电场强度
B.电场力对该电荷做正功
C.该电荷在a点的动能小于在b点的动能
D.a点电势低于b点电势
26.如图所示,空间固定一正点电荷,4个虚线同心圆a、b、c、d是正点电荷的四个等势面,实线为一带电粒子在此电场中的运动轨迹,轨迹与a、b、c交于O、P、Q点,与d相切于M点,不计粒子重力,下列说法中正确的是( )
A.粒子可能带负电
B.四个等势面电势高低关系为
C.在O、P、Q、M四点中,粒子在M点电势能最大
D.在O、P、Q、M四点中,粒子在M点动能最大
27.某电场的等势面分布如图中实线所示,相邻等势面间的电势差均为5V,且,虚线是带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,M、N分别是运动轨迹与等势面a、b的交点,已知粒子的电荷量为e,质量为m,经过M点时动能为。则( )
A.该粒子带负电
B.M点与N点的电场强度大小相等
C.该电场可能是某一正点电荷产生的
D.粒子在经过N点时的动能为
28.静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图所示,虚线表示这个静电场在xOy平面内的一簇等势线,等势线形状相对于Ox轴、Oy轴对称,且相邻两等势线的电势差相等,图中实线为某个电子通过电场区域时的轨迹,不计电子重力,关于此电子从a点运动到b点过程中,下列说法正确的是( )
A.a点的电势高于b点的电势
B.电子在a点的加速度大于在b点的加速度
C.电子在a点的动能大于在b点的动能
D.电场力一直做正功
29.如图所示,实线为在M、N两点处放置的两个点电荷电场的等差等势面,虚线a、b为两个质量为m的带电粒子仅在电场力作用下以相同大小的速度v0过O点后的运动轨迹,O、A、B、C各点均为粒子运动轨迹与等势面的交点,两个粒子互不影响。下列说法正确的是( )
A.过O点后的运动过程中,a、b粒子的电势能都是先减小后增大
B.a、b两个粒子分别运动到B点和A点时动能增量的绝对值相等
C.M、N两点处的点电荷一定与b粒子带同种电荷
D.a粒子在B点的加速度一定小于b粒子在C点的加速度
30.图中实线为某电场的电场线,其中为同一条电场线上不同位置的点,两个带电粒子A、B先后从S点以相同的速度射入该电场区域,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子带正电,则下列说法正确的是( )
A.点的电势高于点的电势
B.该电场可能是等量同种点电荷形成的
C.若在点静止释放B粒子,仅在电场力作用下可能沿该条电场线运动到点
D.B粒子一定带负电,运动过程中电势能减小,动能增大
31.如图所示,图中虚线为一静电场的三条等差等势线,而实线则为一电子在电场力作用下的运动轨迹。已知电子由a点运动到c点动能增加了200eV,a、c两点间的距离为5cm,则( )
A.a、b、c三点的电势关系为
B.a、b两点的电势差为
C.a点的电场强度,方向水平向右
D.c点的电场强度,方向水平向左
32.如图所示,虚线1、2、3、4为静电场中的等势面,相邻的等势面之间的电势差相等,取其中等势面2的电势为零。一带正电的点电荷仅在静电力的作用下,以某一初速度运动,经过a、b两点时的动能分别为26 eV和5 eV,当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为8 eV时,它的动能应为( )
A.8 eV B.11 eV
C.13 eV D.18 eV
33.图中一组平行实线是等势面,一带电微粒仅在电场力作用下由a点运动到b点,轨迹如虚线所示。下列说法中正确的是( )
A.该微粒带负电
B.电场线的方向垂直等势面向下
C.a点的电势比b点低
D.微粒经过a点的动能比经过b点的动能大
34.某电场的电场线分布如图所示(实线),一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由点运动到点,以下说法正确的是( )
A.该粒子一定带负电
B.该粒子的速度变大
C.该粒子的加速度变小
D.该粒子的电势能增大
35.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面且相邻等势面间电势差相等,实线为一带负电的粒子仅在电场力的作用下减速通过该区域时的运动轨迹,P、Q是运动轨迹上的两点,由此可知( )
A.粒子一定从P点运动到Q点
B.a、b、c三个等势面中,c的电势最高
C.粒子运动的加速度在逐渐减小
D.粒子从等势面a到b比从等势面b到c电势能的变化量小
36.如图所示虚线a、b、c是电场中的等差等势线,实线是正点电荷仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点,则下列说法正确的是( )
A.a等势线的电势比c等势线的电势低
B.点电荷在P点的速率一定比它在Q点的大
C.点电荷在P点的加速度大小一定比它在Q点的大
D.点电荷一定是从P点运动到Q点的
37.某电场中电场线如图中实线所示,一电子仅在电场力作用下由a点运动到b点,则( )
A.电子在a点的加速度小于它在b点的加速度
B.电子在a点的动能小于它在b点的动能
C.电子在a点的电势能小于它在b点的电势能
D.a点的电势低于b的电势
38.如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,即,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点下列说法中不正确的是
A.三个等势面中,等势面a的电势最高
B.带电质点通过P点时的电势能较Q点大
C.带电质点通过P点时的动能较Q点大
D.带电质点通过P点时的加速度较Q点大
二、多选题
39.某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,从a点运动到b点,其运动轨迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A.带电粒子受到的力是恒力
B.带电粒子在a处的动能大于在b处的动能
C.a处的电场强度大于b处的电场强度
D.带电粒子一定带正电荷
40.冷冻电镜技术可解析晶态冰中蛋白质三维结构。电子透镜是冷冻电镜中的关键部分, 其中一种电子透镜的电场分布如图所示, 虚线为等势面, 相邻等势面间电势差相等, 现有一电子以一定初速度进入该区域,实线为运动轨迹, 是轨迹上的两点。下列说法正确的是( )
A.电子透镜的电场可能是两个等量异种点电荷产生的
B. 点的电势高于 点的电势
C.若该电子从 向 运动,则电子在 点的动能小于在 点的动能
D.电子在 点的电势能大于在 点的电势能
41.两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等。虚线是一个电子在该电场中的运动轨迹,轨迹与某等势面相切于点。下列说法正确的是( )
A.两点电荷可能是同种带正电的点电荷
B.A点的电势高于点的电势
C.电子沿虚线运动的过程中机械能守恒
D.电子运动到点时电势能最大
42.如图为静电透镜内部静电场中等差等势面的分布示意图,其中对称轴和互相垂直,点为它们的交点。一电子由点以某一初速度射入电场,曲线为其仅在电场力作用下的运动轨迹。、为上两点,它们的场强大小和电势分别为、、、;电子在、两点的电势能和动能分别为、、、。下列说法正确的是( )
A.
B. C. D.
43.如图所示,实线为两个点电荷和产生的电场中的电场线(方向未标出),一带正电的离子(不计重力)沿运动,下列说法正确的是( )
A.带正电,带负电
B.的电荷量大于的电荷量
C.离子从到的运动过程中,点的电势能最大
D.离子从到的运动过程中,速度先增大后减小
44.如图所示,实线为某电场的电场线(方向未标明),虚线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹。下列判断中不正确的是( )
A.粒子一定是从M点向N点运动
B.带电粒子在M点的加速度一定大于在N点的加速度
C.M点的电势一定高于N点的电势
D.带电粒子在M点的电势能一定大于在N点的电势能
45.电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚或发散使微小物体成像。一种电子透镜的电场分布如图所示(截取其中一部分),虚线为等势面,相邻两等势面间的电势差相等,电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示,a、b、c是轨迹上的三点,若c点处电势为3V,电子从a点运动到b点电势能增加了5eV,则下列说法正确的是( )
A.a点电势为
B.电子在b点的动能不可能为
C.电子在b点加速度比在c点加速度小
D.电子在电场中运动的最小速度一定为零
46.如图所示,虚线为匀强电场中的等势线,相邻两条虚线间的电势差相等,实曲线为一个带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹。A、B、D为粒子的运动轨迹与等势线的交点,C点为轨迹与该处等势线的切点,则下列判断正确的是( )
A.沿轨迹从A到D,轨迹上各点的电势先升高后降低
B.沿轨迹从A到D,粒子的电势能先增大后减小
C.粒子从A到C与从C到D运动的时间之比为8:1
D.粒子从A到B与从B到C电场力的冲量之比为
47.如图所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a,b是轨迹上的两点。若粒子在运动中只受电场力作用。能根据此图做出的正确判断是( )
A.带电粒子所带电荷的符号 B.粒子在a、b两点的受力方向
C.粒子在a、b两点何处速度大 D.a、b两点何处电场强度大
48.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知( )
A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小
B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小
C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大
D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小
49.如图所示,实线为两个点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线,虚直线cd为Q1、Q2连线的垂直平分线,O为垂足,c、d两点在垂直平分线上且关于Q1、Q2连线对称。一电子(不计重力)从a点沿虚曲线途经O点运动到b点。下列说法正确的是( )
A.Q1的电荷量小于Q2的电荷量
B.c、d两点的电势相同,场强不相同
C.电子过O点时的加速度大于过a点时的加速度
D.电子在O点时的电势能大于在a点时的电势能
50.如图,一电子以某一初速度进入电荷量为Q的某点电荷电场中,a、b为粒子运动轨迹上的两点,a、b两点间的直线距离为d,已知a点场强方向所在直线与ab连线间夹角α=30°,b点场强方向所在直线与ab连线间夹角β=60°。电子的电荷量为e,点电荷周围某点的电势,其中r为该点到点电荷的距离。电子仅受电场力作用,下列说法正确的是( )
A.b点电势高于a点电势
B.电子在a点的电势能小于在b点的电势能
C.电子从a到b过程中,电场力做的功为
D.电子先后经过a、b两点时的加速度大小之比为1:3
51.如图所示,虚线A、B、C为某电场中的三条等势线,其电势分别为3V、5V、7V,实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹,P、Q为轨迹与等势线A、C的交点,带电粒子只受电场力的作用,则下列说法正确的是( )
A.粒子可能带正电
B.粒子在P点的动能大于在Q点的动能
C.粒子在P点的电势能小于粒子在Q点的电势能
D.粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度
52.如图的虚线为某电场的等势面,今有两个带电粒子重力不计,以不同的速率,沿不同的方向,从A点飞入电场后,沿不同的径迹1和2运动,由轨迹可以判定( )
A.两粒子的电性一定不同
B.粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增大
C.经过B、C两点,两粒子的速率可能相等
D.若取无穷远处为零电势,则1粒子经过B点时的电势能大于2粒子经过C点时的电势能
53.如图所示,三条虚线表示某电场中的三个等差等势面,电势分别为φ1、φ2、φ3。带电粒子仅在电场力作用下按图中实线轨迹从A点运动到B点,则以下说法正确的是( )
A.φ1>φ2>φ3
B.粒子在该过程中做加速运动
C.粒子在B点的加速度较大
D.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
54.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线是某带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R同时在等势面b上,则( )
A. P点的场强大于Q点的场强 B. a的电势高于c点的电势
C.粒子在P点的电势能小于Q点的电势能 D.粒子从P点运动到R点的过程中电势能和动能之和一直增加
55.如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线,若带电粒子q由a运动到b,运动轨迹如虚线所示。则下列判断正确的是:( )
A.若Q为正电荷,则q带正电,做加速度减小的加速运动,电势能减小
B.若Q为正电荷,则q带负电,做加速度减小的减速运动,电势能增大
C.若Q为负电荷,则q带正电,做加速度减小的减速运动,电势能增大
D.若Q为负电荷,则q带正电,做加速度增大的减速运动,电势能减小
56.如图所示,等量正电荷形成的电场,MN是两个正电荷连线的中垂线,O为垂足,a、b是距离O很近的两点,一个带负电的粒子(重力不计)只在电场力的作用下以一定速度沿MN直线进入电场顺次经过a、O、b点,在粒子从a到b的过程中,下列说法正确的是( )
A.粒子在O点的电势能为零
B.粒子在O点的动量最小
C.粒子的电势能先减小后增大
D.粒子的加速度先减小后增大
57.某电场的电场线分布如图中实线所示,一带电粒子仅受电场力作用的运动路径如图中的虚线所示,M、N是路径上的两点,粒子在M、N点的加速度分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN。下列判断正确的是( )
A.EN>EM
B.aM<aN
C.粒子带负电
D.vM<vN
E.粒子一定从M点运动到N点
58.如图所示,MN是负点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中曲线所示,则( )
A.a点电势高于b点电势
B.a点场强大于b点场强
C.该带电粒子在a点时的电势能一定小于在b点时的电势能
D.该带电粒子在a点的加速度一定小于在b点的加速度
59.一带电粒子射入一点电荷的电场中,粒子运动的轨迹如图所示,图中虚线是同心圆弧,表示电场中的等势面,不计重力,可以判断( )
A.此粒子一直受静电引力作用
B.粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能
C.粒子在b点的速率一定小于在a点的速率
D.粒子在a点和c点的速率相等
三、填空题
60.某带电粒子仅在电场力作用下由a点运动到b点,电场线及运动轨迹如图所示。由此可以判定粒子带 (选填“正”或“负”)电,在a、b两点受到的电场力Fa Fb(选填“<”、“>”或“=”)。
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