高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第2節(jié) 電場能的性質(zhì)檢測（含解析）試題

電場能的性質(zhì)(建議用時：35分鐘)【A級基礎(chǔ)題練熟快】1．(多選)(2019·浙江溫州模擬)如圖所示實線為等量異號點(diǎn)電荷周圍的電場線，虛線為以一點(diǎn)電荷為中心的圓，M點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)．若將一正試探點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動到M點(diǎn)，則()A．電荷所受電場力大小不變B．電荷所受電場力逐漸增大C．電荷電勢能逐漸減小D．電荷電勢能保持不變解析：選BC.由電場線的分布情況可知，N處電場線比M處電場線疏，則N處電場強(qiáng)度比M處電場強(qiáng)度小，由電場力公式F＝qE可知正點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動到M點(diǎn)，電場力逐漸增大，故A錯誤，B正確．根據(jù)順著電場線方向電勢降低，可知從N到M，電勢逐漸降低，正電荷的電勢能逐漸減小，故C正確，D錯誤．2．(多選)(2019·江蘇模擬)如圖所示，實線表示一簇關(guān)于x軸對稱的等勢面，在軸上有A、B兩點(diǎn)，則()A．A點(diǎn)場強(qiáng)小于B點(diǎn)場強(qiáng)B．A點(diǎn)場強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向C．A點(diǎn)場強(qiáng)大于B點(diǎn)場強(qiáng)D．A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢解析：選AD.等差等勢面的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小，由于0.4V與0.2V兩個等勢面間電勢差等于0.6V與0.4V兩個等勢面間電勢差，B點(diǎn)處等勢面密，B點(diǎn)電場強(qiáng)度較大，故A正確，C錯誤；電場線與等勢面垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，故A點(diǎn)場強(qiáng)方向指向x軸正方向，沿著電場線電勢逐漸降低，故A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢，故D正確，B錯誤．3．(多選)如圖所示，真空中M、N點(diǎn)處固定有兩等量異種點(diǎn)電荷，a、b、c表示兩點(diǎn)電荷形成的電場中的3條等勢線，b是M、N連線的中垂線，交M、N于O點(diǎn)，a、c關(guān)于b對稱．點(diǎn)d、e、f、g是以O(shè)為圓心的圓與a、c的交點(diǎn)．已知一帶正電的試探電荷從d點(diǎn)移動到e點(diǎn)時，試探電荷的電勢能增加，則以下判斷正確的是()A．M點(diǎn)處固定的是正電荷B．d點(diǎn)的電勢低于f點(diǎn)的電勢C．d點(diǎn)的場強(qiáng)與f點(diǎn)的場強(qiáng)相同D．將帶正電的試探電荷沿直線由d點(diǎn)移動到f點(diǎn)，電勢能先增大后減小解析：選BC.正電荷從d點(diǎn)移動到e點(diǎn)電勢能增加，則d點(diǎn)電勢低于e點(diǎn)，M處為負(fù)電荷，N處為正電荷，d點(diǎn)的電勢低于f點(diǎn)的電勢，d、f兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同，將帶正電的試探電荷沿直線從d點(diǎn)移動到f點(diǎn)，電勢能一直增大，故B、C正確，A、D錯誤．4．(2019·河南六市一聯(lián))在真空中A、B兩點(diǎn)分別放有異種點(diǎn)電荷－Q和＋2Q，以A、B連線中點(diǎn)O為圓心作一圓形路徑acbd，如圖所示，則下列說法正確的是()A．場強(qiáng)大小關(guān)系有Ea＝Eb、Ec＝EdB．電勢高低關(guān)系有φa＞φb、φc＞φdC．將一負(fù)點(diǎn)電荷沿圓弧由a運(yùn)動到b的過程中電場力做正功D．將一正點(diǎn)電荷沿直線由c運(yùn)動到d的過程中電勢能始終不變解析：選C.對比等量異種點(diǎn)電荷的電場分布可知，題圖中場強(qiáng)大小關(guān)系有Eb＞Ea，Ec＝Ed，A項錯誤．由沿著電場線方向電勢逐漸降低可知，φa＜φb，再由對稱性可知φc＝φd，B項錯誤．因沿直線由c到d過程中電勢先升高再降低，所以將一正點(diǎn)電荷沿直線由c運(yùn)動到d的過程中電勢能先增大再減小，D項錯誤．5.(多選)兩個不規(guī)則帶電導(dǎo)體間的電場線分布如圖所示，已知導(dǎo)體附近的電場線均與導(dǎo)體表面垂直，a、b、c、d為電場中幾個點(diǎn)，并且a、d為緊靠導(dǎo)體表面的兩點(diǎn)，選無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則()A．場強(qiáng)大小關(guān)系有Eb＞EcB．電勢大小關(guān)系有φb＞φdC．將一負(fù)電荷放在d點(diǎn)時其電勢能為負(fù)值D．將一正電荷由a點(diǎn)移到d點(diǎn)的過程中電場力做正功解析：選BD.同一電場中，電場線密的地方電場強(qiáng)度大，因此Eb＜Ec，選項A錯誤；沿電場線方向電勢降低，且導(dǎo)體表面為等勢面，因此φb＞φd，選項B正確；由于無窮遠(yuǎn)處電勢為零，故d點(diǎn)電勢為負(fù)，負(fù)電荷放在d點(diǎn)時電勢能為正值，選項C錯誤；由題圖可知，φa＞φd，Uad＞0，則將正電荷由a點(diǎn)移至d點(diǎn)的過程中電場力做功W＝qUad，為正功，選項D正確．6.(多選)(2019·合肥模擬)如圖所示，某勻強(qiáng)電場中A、B、C、D四點(diǎn)構(gòu)成一個菱形，對角線AC＝12cm，BD＝16cm，一個質(zhì)子從A移到B，電場力做了24eV的功；一個電子從A移到C，克服電場力做了24eV的功．其中A點(diǎn)的電勢為零，則下列說法正確的是()A．D點(diǎn)的電勢φD＝0B．D點(diǎn)的電勢φD＝－24VC．電場強(qiáng)度E＝250N/CD．電場強(qiáng)度E＝200N/C解析：選AC.由題意可知：UAB＝eq\f(WAB,q)＝24V，UAC＝eq\f(WAC,q)＝24V，φA＝0，φB＝φC＝－24V，BC的連線為一條等勢線，所以AD的連線也為一條等勢線，所以φD＝0，A正確，B錯誤；根據(jù)幾何關(guān)系可求得AD和BC間的垂直距離d＝9.6cm，電場強(qiáng)度E＝250N/C，C正確，D錯誤．7．如圖所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心，以R＝0.20m為半徑的圓與坐標(biāo)軸交點(diǎn)分別為a、b、c、d，該圓所在平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向與x軸正方向成θ＝60°，已知a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為4eq\r(3)V、4V、－4eq\r(3)V，則下列說法正確的是()A．該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E＝40eq\r(3)V/mB．該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E＝80V/mC．d點(diǎn)的電勢為－2eq\r(3)VD．d點(diǎn)的電勢為－4V解析：選D.a、c兩點(diǎn)之間的電勢差U＝4eq\r(3)V－(－4eq\r(3)V)＝8eq\r(3)V，a、c兩點(diǎn)之間沿電場線方向的距離d＝2Rsin60°＝eq\r(3)R＝0.2eq\r(3)m．該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E＝eq\f(U,d)＝40V/m，選項A、B錯誤；b、d之間沿電場線方向的距離d′＝2Rcos60°＝R＝0.2m．b、d之間電勢差U′＝Ed′＝8V，由φb－φd＝8V可得d點(diǎn)的電勢為φd＝－4V，選項C錯誤，D正確．8.(多選)(2016·高考全國卷Ⅰ)如圖，一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動，其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi)，且相對于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對稱．忽略空氣阻力．由此可知()A．Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)高B．油滴在Q點(diǎn)的動能比它在P點(diǎn)的大C．油滴在Q點(diǎn)的電勢能比它在P點(diǎn)的大D．油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小解析：選AB.根據(jù)帶負(fù)電的油滴在豎直面內(nèi)的軌跡可知，油滴所受合外力一定向上，則所受電場力一定向上，且電場力大于重力，故勻強(qiáng)電場的方向豎直向下，Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)高，選項A正確．油滴從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，根據(jù)動能定理，合外力做正功，動能增大，所以油滴在Q點(diǎn)的動能比它在P點(diǎn)的大，選項B正確．油滴從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電場力做正功，電勢能減小，油滴在Q點(diǎn)的電勢能比它在P點(diǎn)的小，選項C錯誤．由于帶電油滴所受的電場力和重力均為恒力，所以油滴在Q點(diǎn)的加速度和它在P點(diǎn)的加速度大小相等，選項D錯誤．9．空間有一沿x軸對稱分布的電場，其電場強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示．下列說法正確的是()A．O點(diǎn)的電勢最低B．x2點(diǎn)的電勢最高C．x1和－x1兩點(diǎn)的電勢相等D．x1和x3兩點(diǎn)的電勢相等解析：選C.由題圖知，沿x軸方向O點(diǎn)兩側(cè)電場強(qiáng)度方向相反，故O點(diǎn)可能電勢最低，也可能電勢最高，選項A錯誤；x1、x2、x3三點(diǎn)在同一電場線上，由沿電場線方向電勢逐漸降低可知，無論O點(diǎn)右側(cè)電場強(qiáng)度沿x軸向右還是向左，x2點(diǎn)電勢都不是最高，x1、x3兩點(diǎn)的電勢也不相等，選項B、D錯誤；由題圖知，電場強(qiáng)度在O點(diǎn)兩側(cè)對稱，故x1、－x1兩點(diǎn)電勢相等，選項C正確．10．(多選)如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，實線MN是一條方向未標(biāo)出的電場線，虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運(yùn)動軌跡．設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為EpA、EpB.下列說法正確的是()A．電子一定從A向B運(yùn)動B．若aA>aB，則Q靠近M端且為正電荷C．無論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有EpA<EpBD．B點(diǎn)電勢可能高于A點(diǎn)電勢解析：選BC.電子僅在電場力作用下可能從A運(yùn)動到B，也可能從B運(yùn)動到A，所以A錯誤；若aA>aB，說明電子在A點(diǎn)受到的電場力大于在B點(diǎn)受到的電場力，所以A距離點(diǎn)電荷較近，B距離點(diǎn)電荷較遠(yuǎn)，又因為電子受到的電場力指向軌跡凹側(cè)，因此Q靠近M端且為正電荷，B正確；無論Q是正電荷還是負(fù)電荷，若電子從A運(yùn)動到B，一定是克服電場力做功，若電子從B運(yùn)動到A，一定是電場力做正功，即一定有EpA<EpB，C正確；對于同一個負(fù)電荷，電勢低處電勢能大，B點(diǎn)電勢一定低于A點(diǎn)電勢，D錯誤．【B級能力題練穩(wěn)準(zhǔn)】11．(多選)在x軸上有兩個點(diǎn)電荷q1、q2，其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示．下列說法正確的有()A．q1和q2帶有異種電荷B．x1處的電場強(qiáng)度為零C．負(fù)電荷從x1移到x2，電勢能減小D．負(fù)電荷從x1移到x2，受到的電場力增大解析：選AC.由題圖可知，空間的電勢有正有負(fù)，且只有一個極值，則兩個點(diǎn)電荷必定為異種電荷，A項正確；由E＝eq\f(Δφ,Δx)可知，φ－x圖象的切線斜率表示電場強(qiáng)度，因此x1處的電場強(qiáng)度不為零，B項錯誤；負(fù)電荷從x1移到x2的過程中，電勢升高，電場強(qiáng)度減小，由Ep＝qφ，F(xiàn)＝qE可知，電勢能減小，受到的電場力減小，C項正確，D項錯誤．12．如圖所示，固定的光滑絕緣斜面的底端固定著一個帶正電的小物塊P，將另一個帶電小物塊Q在斜面的某位置由靜止釋放，它將沿斜面向上運(yùn)動．設(shè)斜面足夠長，則在Q向上運(yùn)動過程中()A．物塊P、Q的電勢能和動能之和先增大后減小B．物塊P、Q的重力勢能和電勢能之和先減小后增大C．物塊P、Q的重力勢能和電勢能之和先增大后減小D．物塊P、Q的重力勢能和動能之和先增大后減小解析：選B.物體Q在沿斜面方向上受向上的電場力和重力沿斜面向下的分力作用，當(dāng)物體向上滑動時，隨電場力的減小，加速度先逐漸減小，然后反向增加，即速度先增加后減?。灰蛳到y(tǒng)只有重力和電場力做功，則系統(tǒng)的電勢能、重力勢能和動能守恒，即Ep電＋Ep重＋Ek＝常數(shù)，則在Q向上運(yùn)動過程中，隨重力勢能的增加，物塊P、Q的電勢能和動能之和逐漸減小，選項A錯誤；在Q向上運(yùn)動過程中動能先增大后減小，故物塊P、Q的重力勢能和電勢能之和先減小后增大，選項B正確，C錯誤；在Q向上運(yùn)動過程中，電勢能逐漸減小，故物塊P、Q的重力勢能和動能之和逐漸增大，選項D錯誤．13．如圖所示，水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R＝0.4m，在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場線與軌道所在的平面平行，電場強(qiáng)度E＝1.0×104N/C.現(xiàn)有一電荷量q＝＋1.0×10－4C，質(zhì)量m＝0.1kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))，在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)C，然后落至水平軌道上的D點(diǎn)(圖中未畫出)．取g＝10m/s2.試求：(1)帶電體運(yùn)動到圓形軌道B點(diǎn)時對圓形軌道的壓力大??；(2)D點(diǎn)到B點(diǎn)的距離xDB；(3)帶電體在從P開始運(yùn)動到落至D點(diǎn)的過程中的最大動能(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)．解析：(1)設(shè)帶電體通過C點(diǎn)時的速度為vC，依據(jù)牛頓第二定律有mg＝meq\f(veq\o\al(2,C),R)，解得vC＝2.0m/s.設(shè)帶電體通過B點(diǎn)時的速度為vB，設(shè)軌道對帶電體的支持力大小為FB，帶電體在B點(diǎn)時，根據(jù)牛頓第二定律有FB－mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),R).帶電體從B運(yùn)動到C的過程中，根據(jù)動能定理有－mg×2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)聯(lián)立解得FB＝6.0N，根據(jù)牛頓第三定律，帶電體對軌道的壓力F′B＝6.0N.(2)設(shè)帶電體從最高點(diǎn)C落至水平軌道上的D點(diǎn)經(jīng)歷的時間為t，根據(jù)運(yùn)動的分解有2R＝eq\f(1,2)gt2，xDB＝vCt－eq\