2024-2025學(xué)年高中物理第一章靜電場(chǎng)1.4.2等勢(shì)面課后強(qiáng)化演練含解析新人教版選修3-1

PAGE3-等勢(shì)面課后強(qiáng)化演練一、選擇題1．(多選)下列關(guān)于電場(chǎng)的說法正確的是()A．電場(chǎng)是電荷四周存在的一種特別物質(zhì)B．為了定性描述電場(chǎng)，引入了電場(chǎng)線和等勢(shì)面，它們都是真實(shí)存在的C．電場(chǎng)具有力的性質(zhì)D．電場(chǎng)不具有能的性質(zhì)解析：電場(chǎng)是電荷四周存在的一種特別物質(zhì)，A選項(xiàng)正確；為了定性描述電場(chǎng)，引入了電場(chǎng)線和等勢(shì)面，它們都是假想的曲線，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)不但具有力的性質(zhì)，還具有能的性質(zhì)，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：AC2．(2024·天津武清區(qū)期中)如圖所示，在O點(diǎn)置一點(diǎn)電荷Q，以O(shè)為圓心做一圓．現(xiàn)將一摸索電荷分別從圓上的B、C、D三點(diǎn)移到圓外的A點(diǎn)，下列說法正確的是()A．從B移到A的過程電場(chǎng)力做功最少B．從C移到A的過程電場(chǎng)力做功最少C．從D移到A的過程電場(chǎng)力做功最多D．從三點(diǎn)移到A的過程電場(chǎng)力做功一樣多解析：依據(jù)點(diǎn)電荷四周電勢(shì)的分布狀況可知，圓周上各點(diǎn)的電勢(shì)相等，從三點(diǎn)移到A的過程電場(chǎng)力做功一樣多，D選項(xiàng)正確．答案：D3．(2024·石嘴山市大武口區(qū)期末)如圖所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)線，且相鄰兩等勢(shì)線的電勢(shì)差相等，一個(gè)正電荷在等勢(shì)線φ3上時(shí)具有動(dòng)能20J，它運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)線φ1上時(shí)，速度恰好為零，令φ2＝0，那么當(dāng)該電荷的電勢(shì)能為4J時(shí)，其動(dòng)能為()A．16J B．10JC．6J D．4J解析：相鄰等勢(shì)線的電勢(shì)差相等，則電荷經(jīng)過相鄰等勢(shì)面時(shí)電場(chǎng)力做功相等，動(dòng)能減小量相等，正電荷在等勢(shì)面φ3上時(shí)具有動(dòng)能20J，在等勢(shì)面φ1上時(shí)動(dòng)能為零，動(dòng)能的減小為20J，則電荷經(jīng)過φ2等勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能為10J，其中φ2＝0，所以電荷的動(dòng)能與電勢(shì)能的總和為10J，依據(jù)能量守恒定律，電勢(shì)能為4J時(shí)它的動(dòng)能為6J，C選項(xiàng)正確．答案：C4．(多選)如圖所示，虛線AB和CD分別為橢圓的長(zhǎng)軸和短軸，相交于O點(diǎn)，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別處于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)M、N上，下列說法中正確的是()A．A、B兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同B．C、D兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同C．在虛線AB上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大D．帶正電的摸索電荷在O處的電勢(shì)能小于在B處的電勢(shì)能解析：正電荷四周電勢(shì)為正，負(fù)電荷四周電勢(shì)為負(fù)，故A、B兩處的電勢(shì)不同，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；C、D兩點(diǎn)處于中垂線上，對(duì)稱分布，電勢(shì)相等，場(chǎng)強(qiáng)相同，B選項(xiàng)正確；在虛線AB上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最小，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；O點(diǎn)電勢(shì)為零，B點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)，故帶正電的摸索電荷在O處的電勢(shì)能大于在B處的電勢(shì)能，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：B5．(2024·吉林模擬)在光滑的絕緣水平面上，有一個(gè)正方形abcd，頂點(diǎn)a、c分別固定一個(gè)正點(diǎn)電荷，電荷量相等，如圖所示．若將一個(gè)帶負(fù)電的粒子置于b點(diǎn)，自由釋放，粒子將沿著對(duì)角線bd往復(fù)運(yùn)動(dòng)．粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中()A．先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)B．先從高電勢(shì)到低電勢(shì)，后從低電勢(shì)到高電勢(shì)C．電勢(shì)能變更量大于機(jī)械能變更量D．電勢(shì)能先減小后增大解析：依據(jù)等量同種點(diǎn)電荷四周電場(chǎng)線的分布狀況可知，bd連線的電場(chǎng)不是勻稱的，粒子所受的電場(chǎng)力是變更的，加速度是變更的，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；在兩電荷連線的中垂線O點(diǎn)的電勢(shì)最高，從b到d，電勢(shì)是先增大后減小，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，電勢(shì)能與機(jī)械能之和守恒，電勢(shì)能變更量等于機(jī)械能變更量，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；由b到ac連線的中點(diǎn)O的過程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，由O到d電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，D選項(xiàng)正確．答案：D6．(多選)(2024·北師大附中期中)如圖，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線圓均以O(shè)為圓心，兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)，不計(jì)重力．下列說法正確的是()A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能C．N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能D．N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中動(dòng)能削減解析：粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，受力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，故M受到吸引力，帶負(fù)電荷，N受到排斥力，帶正電荷，A選項(xiàng)正確；M從a到b點(diǎn)，庫侖力做負(fù)功，依據(jù)動(dòng)能定理可知，動(dòng)能減小，則b點(diǎn)的動(dòng)能小于在a點(diǎn)的動(dòng)能，B選項(xiàng)正確；d點(diǎn)和e點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相等，則N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于在e點(diǎn)的電勢(shì)能，C選項(xiàng)正確；N從c到d，庫侖力做正功，動(dòng)能增加，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：ABC7．(2024·北京市朝陽區(qū)期末)一帶電粒子沿圖中曲線穿過一勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面，且四個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)關(guān)系滿意φa＞φb＞φc＞φd，若不計(jì)粒子所受重力，則()A．粒子肯定帶正電B．粒子的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)C．粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中動(dòng)能先減小后增大D．粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中電勢(shì)能增大解析：粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，受力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，其中電場(chǎng)線和等勢(shì)線垂直，且從高電勢(shì)處指向低電勢(shì)處，故可知電場(chǎng)方向豎直向下，電場(chǎng)力豎直向上，該粒子帶負(fù)電，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子所受的電場(chǎng)力是恒力，粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)，B選項(xiàng)正確；電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，動(dòng)能漸漸增大，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做正功，電勢(shì)能減小，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：B8．(多選)如圖所示，三條平行等間距的虛線表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，電勢(shì)值分別為10V、20V、30V，實(shí)線是一帶電粒子(不計(jì)重力)在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c是軌跡上的三個(gè)點(diǎn)，下列說法正確的是()A．粒子在三點(diǎn)所受的電場(chǎng)力不相等B．粒子必先過a，再到b，然后到cC．粒子在三點(diǎn)所具有的動(dòng)能大小關(guān)系為Ekb<Eka<EkcD．粒子在三點(diǎn)的電勢(shì)能大小關(guān)系為Epc<Epa<Epb解析：三個(gè)等勢(shì)面平行等間距且電勢(shì)的差值相等，故該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子在三點(diǎn)受到的電場(chǎng)力相等，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線電勢(shì)漸漸降低，故電場(chǎng)線豎直向上，依據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，電場(chǎng)力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，則粒子帶負(fù)電，軌跡可以是沿abc運(yùn)動(dòng)，也可以是沿cba運(yùn)動(dòng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)電勢(shì)能的定義可知，Ep＝qφ，故粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能最大，c點(diǎn)的電勢(shì)能最小，只有電場(chǎng)力做功，粒子的電勢(shì)能和動(dòng)能之和恒定不變，故b點(diǎn)動(dòng)能最小，c點(diǎn)動(dòng)能最大，C、D選項(xiàng)正確．答案：CD二、非選擇題9．如圖所示，直角三角形ABC為某斜面體的橫截面，已知斜面高為h，上表面光滑，與水平面夾角為∠C＝30°，D為底邊BC上一點(diǎn)，AD與豎直方向的夾角∠BAD＝30°，D點(diǎn)處靜置一帶電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷．現(xiàn)使一個(gè)帶電荷量為－q、質(zhì)量為m的小球從斜面頂端由靜止起先運(yùn)動(dòng)，則小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為多大？解析：點(diǎn)電荷Q四周的等勢(shì)面為以Q為圓心的同心