《2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第2節(jié) 電場能的性質(zhì)練習(xí)（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第2節(jié) 電場能的性質(zhì)練習(xí)（含解析）（7頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2節(jié) 電場能的性質(zhì)
基礎(chǔ)必備練
1.如圖所示,實(shí)線表示某勻強(qiáng)電場的電場線,虛線表示該電場的等勢面.下列判斷正確的是( C )
A.1,2兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不相等
B.2,3兩點(diǎn)的電勢不相等
C.1,2兩點(diǎn)間的電勢差等于1,3兩點(diǎn)間的電勢差
D.電荷在1點(diǎn)具有的電勢能一定大于其在2點(diǎn)具有的電勢能
解析:勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度處處相同,選項(xiàng)A錯誤;2,3兩點(diǎn)在同一等勢面上,電勢相等,故1,2兩點(diǎn)間的電勢差等于1,3兩點(diǎn)間的電勢差,選項(xiàng)B錯誤,C正確;沿著電場線方向,電勢逐漸降低,即φ1>φ2,正電荷在電勢高處,電勢能大,而負(fù)電荷在電勢高處,電勢能小,而本題中電荷的正、負(fù)未知,選項(xiàng)D錯誤
2、.
2.如圖所示,帶正電的A球固定,質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子B從a處以速度v0射向A,虛線abc是B運(yùn)動的一段軌跡,b點(diǎn)距離A最近,粒子經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)速度為v,重力忽略不計(jì),則( C )
A.粒子從a運(yùn)動到b的過程中動能不斷增大
B.粒子從a運(yùn)動到c的過程中加速度不斷增大
C.可求出A產(chǎn)生的電場中a,b兩點(diǎn)間的電勢差
D.可求出A產(chǎn)生的電場中b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小
解析:由圖知,帶電粒子受到A處正電荷的排斥力作用,粒子從a運(yùn)動到b的過程中庫侖力做負(fù)功,其動能不斷減小,故A錯誤.粒子從b運(yùn)動到c的過程中粒子離正電荷越來越遠(yuǎn),所受的庫侖力減小,加速度減小,故B錯誤.根據(jù)動能定理得qUa
3、b=mv2-m,可求出a,b兩點(diǎn)間的電勢差Uab,故C正確.ab間不是勻強(qiáng)電場,不能根據(jù)公式U=Ed求b點(diǎn)的電場強(qiáng)度,故D錯誤.
3.如圖所示,MN是某點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中的一條電場線,一帶負(fù)電的試探電荷僅在電場力作用下由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),其運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示.則下列判斷中正確的是( D )
A.試探電荷有可能從a點(diǎn)靜止出發(fā)運(yùn)動到b點(diǎn)
B.a點(diǎn)電勢一定高于b點(diǎn)電勢
C.從a到b的過程中,試探電荷的電勢能一定越來越大
D.若試探電荷運(yùn)動的加速度越來越大,則Q必為正電荷且位于M端
解析:如果從靜止開始運(yùn)動,將沿電場線運(yùn)動,故選項(xiàng)A錯誤;因?yàn)槭秦?fù)試探電荷,可以判斷電場線方向是從M指
4、向N,則表明b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢,選項(xiàng)B錯誤;從a到b的過程中電場力做正功,電勢能減少,選項(xiàng)C錯誤;根據(jù)孤立點(diǎn)電荷電場分布特點(diǎn)分析,在b點(diǎn)加速度大,意味著距離正電荷Q的位置越來越近,選項(xiàng)D正確.
4.(多選)如圖所示,虛線為電場中的三個等勢面,相鄰等勢面之間的電勢差相等.一個質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢能小于其在B點(diǎn)的電勢能,下列說法中正確的是( BD )
A.A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的高
B.A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的低
C.質(zhì)子在A點(diǎn)所受的電場力比B點(diǎn)的大
D.質(zhì)子在A點(diǎn)所受的電場力比B點(diǎn)的小
解析:質(zhì)子帶正電,在B點(diǎn)電勢能大表明B點(diǎn)的電勢高于A點(diǎn)電勢,選項(xiàng)A錯誤,B正確;等差等勢面的疏密代表電場強(qiáng)度
5、大小,故B點(diǎn)的電場強(qiáng)度要大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度,質(zhì)子在A點(diǎn)受電場力要小于在B點(diǎn)所受電場力,選項(xiàng)C錯誤,D正確.
5.(2018·河北唐山一模)邊長為1 cm的正三角形ABC處于勻強(qiáng)電場中,電場方向平行于三角形所在平面.將電子由A點(diǎn)移動到B點(diǎn),電場力做功4 eV;將電子由A點(diǎn)移動到C點(diǎn),電場力做功2 eV.電場強(qiáng)度大小為( D )
A.200 V/m
B.300 V/m
C.200 V/m
D.400 V/m
解析:電子由A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做功4 eV,則UAB===-4 V;電子由A點(diǎn)移動到C點(diǎn),電場力做功2 eV,UAC===-2 V;設(shè)AB的中點(diǎn)為D,C,D兩點(diǎn)電勢相等,CD
6、為等勢線,電場方向沿BA方向,則E== V/m=400 V/m,故選項(xiàng)D正確.
6.(2019·遼寧沈陽模擬)圖中的虛線a,b,c,d表示勻強(qiáng)電場中的4個等勢面.兩個帶電粒子M,N(重力忽略不計(jì))以平行于等勢面的初速度射入電場,運(yùn)動軌跡分別如圖中MPN和NQM所示.已知M是帶正電的粒子.則下列說法中正確的是( D )
A.N一定也帶正電
B.a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢,a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度
C.帶電粒子N的動能減小,電勢能增大
D.帶電粒子N的動能增大,電勢能減小
解析:根據(jù)偏轉(zhuǎn)情況得帶正電的M粒子向右偏,N粒子向左偏必帶負(fù)電,選項(xiàng)A錯誤;該電場是勻強(qiáng)電場,選項(xiàng)B錯誤
7、;兩粒子都是電勢能減小,動能增大,選項(xiàng)C錯誤,D正確.
7.(2019·安徽安慶模擬)如圖所示,兩個等量異種點(diǎn)電荷分別位于P,Q兩點(diǎn),P,Q兩點(diǎn)在同一豎直線上,水平面內(nèi)有一正三角形ABC,且PQ連線的中點(diǎn)O為三角形ABC的中心,M,N為PQ連線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn),則下列說法中正確的是( B )
A.A,B,C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等但方向不同
B.A,B,C三點(diǎn)的電勢相等
C.M點(diǎn)電場強(qiáng)度小于A點(diǎn)電場強(qiáng)度
D.將一正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做正功
解析:等量異種電荷的中垂面上任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向均與兩電荷連線平行,即豎直向下,又由幾何關(guān)系易知,A,B,C三點(diǎn)與兩電荷的距離相
8、等,所以A,B,C三點(diǎn)電場強(qiáng)度大小也相等,故A錯;等量異種電荷的中垂面為等勢面,故A,B,C,O四點(diǎn)電勢相等,B對;根據(jù)等量異種雙電荷電場線疏密分布情況,連線上M點(diǎn)電場強(qiáng)度大于O點(diǎn)電場強(qiáng)度,而O點(diǎn)電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)電場強(qiáng)度,所以M點(diǎn)電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)電場強(qiáng)度,C錯;連線上O點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢,而O點(diǎn)電勢等于B點(diǎn)電勢,即B點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢,則正電荷從N點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做負(fù)功,D錯.
8.(2019·江西南昌質(zhì)檢)(多選)如圖所示,虛線為某一帶電粒子只在電場力作用下的運(yùn)動軌跡,M,N為運(yùn)動軌跡上兩點(diǎn),下列說法中正確的是( AC )
A.如果實(shí)線表示電場線,則該粒子在M點(diǎn)的動能一定小于在N點(diǎn)
9、的
動能
B.如果實(shí)線表示等勢面,則該粒子在M點(diǎn)的動能一定小于在N點(diǎn)的
動能
C.不論實(shí)線表示電場線還是等勢面,粒子在M點(diǎn)的加速度一定小于在N點(diǎn)的加速度
D.不論實(shí)線表示電場線還是等勢面,都不能確定M,N兩點(diǎn)電勢高低關(guān)系,但能確定該粒子所帶電荷的正負(fù)
解析:如果實(shí)線是電場線,做曲線運(yùn)動的粒子受到的合力指向曲線的凹側(cè),從M到N電場力做正功,動能增加,選項(xiàng)A正確;如果實(shí)線表示等勢面,粒子從M到N電場力做負(fù)功,動能減少,選項(xiàng)B錯誤;無論實(shí)線表示電場線還是等勢面,N點(diǎn)比M點(diǎn)的線要密,所以粒子在N點(diǎn)受到的電場力大,加速度也大,選項(xiàng)C正確;無論實(shí)線表示電場線還是等勢面,不能確定M,N兩點(diǎn)間電勢
10、高低關(guān)系,也不能確定該粒子所帶電荷的正負(fù),選項(xiàng)D錯誤.
9.某靜電除塵設(shè)備集塵板的內(nèi)壁帶正電,設(shè)備中心位置有一個帶負(fù)電的放電極,它們之間的電場線分布如圖所示,虛線為某帶電煙塵顆粒(重力不計(jì))的運(yùn)動軌跡,A,B是軌跡上的兩點(diǎn),C點(diǎn)與B點(diǎn)關(guān)于放電極對稱.下列說法正確的是( A )
A.A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢
B.A點(diǎn)電場強(qiáng)度小于C點(diǎn)電場強(qiáng)度
C.煙塵顆粒在A點(diǎn)的動能大于在B點(diǎn)的動能
D.煙塵顆粒在A點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能
解析:沿電場線電勢降低,由題圖可知,A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢,故A正確;由題圖可知,A點(diǎn)電場線比C點(diǎn)密集,因此A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于C點(diǎn)的電場強(qiáng)度,故B錯誤;由運(yùn)動軌
11、跡可知,煙塵顆粒帶負(fù)電,由A到B電場力做正功,動能增加,電勢能減小,煙塵顆粒在A點(diǎn)的動能小于在B點(diǎn)的動能,在A點(diǎn)的電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能,選項(xiàng)C,D錯誤.
能力培養(yǎng)練
10.在x軸上存在與x軸平行的電場,x軸上各點(diǎn)的電勢隨x點(diǎn)位置變化情況如圖所示.圖中-x1～x1之間為曲線,且關(guān)于縱軸對稱,其余均為直線,也關(guān)于縱軸對稱.下列關(guān)于該電場的論述正確的是( B )
A.x軸上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等
B.從-x1到x1電場強(qiáng)度的大小先減小后增大
C.一個帶正電的粒子在x1點(diǎn)的電勢能大于在-x1點(diǎn)的電勢能
D.一個帶正電的粒子在-x1點(diǎn)的電勢能大于在-x2的電勢能
解析:-x圖像的斜
12、率大小等于電場強(qiáng)度,故x軸上的電場強(qiáng)度不同,故A錯誤;從-x1到x1電場強(qiáng)度斜率先減小后增大,故電場強(qiáng)度先減小后增大,故B正確;由圖可知-x1和x1處電勢相等,則x1點(diǎn)的電勢能等于在-x1點(diǎn)的電勢能,故C,D錯誤.
11.(2019·湖北黃岡模擬)兩個等量同種電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有A,B,C三點(diǎn),如圖(甲)所示.一個電荷量為2 C、質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放,其運(yùn)動的v-t圖像如圖(乙)所示,其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線).則下列說法中正確的是( D )
A.B點(diǎn)為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn),電場強(qiáng)度E=2 V/m
B.由C到A的
13、過程中物塊的電勢能先減小后變大
C.由C到A的過程中,電勢逐漸升高
D.A,B兩點(diǎn)電勢差UAB=-5 V
解析:由題圖(乙)知,小物塊在B點(diǎn)時(shí)加速度最大,故B點(diǎn)電場強(qiáng)度最大,加速度大小為2 m/s2,據(jù)qE=ma,得E=1 V/m,A項(xiàng)錯誤;由C到A的過程中小物塊的動能一直增大,電勢能始終在減小,故電勢逐漸降低,B,C兩項(xiàng)均錯誤;根據(jù)動能定理,有qUAB=m-m,解得UAB=-5 V,D項(xiàng)正確.
12.(多選)一帶正電粒子僅在電場力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B,C運(yùn)動到D點(diǎn),其vt圖像如圖所示,則下列說法中正確的是( AB )
A.A處的電場強(qiáng)度一定大于B處的電場強(qiáng)度
B.粒子在A處的電勢
14、能一定大于在B處的電勢能
C.C,D間各點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢都一定為零
D.A,B兩點(diǎn)間的電勢差大于C,B兩點(diǎn)間的電勢差
解析:由圖知粒子在A處的加速度大于在B處的加速度,因a=,所以EA>EB,選項(xiàng)A正確;粒子從A到B動能增加,由動能定理知電場力必做正功,電勢能必減小,選項(xiàng)B正確;同理由動能定理可知A,C兩點(diǎn)的電勢相等,UAB=UCB,選項(xiàng)D錯誤;僅受電場力作用的粒子在C,D間做勻速運(yùn)動,所以CD間各點(diǎn)電場強(qiáng)度均為零,但電勢是相對于零電勢點(diǎn)而言的,可以不為零,選項(xiàng)C錯誤.
13.(2019·湖北黃岡模擬)如圖所示,AB是半徑為R的圓的一條直徑,O點(diǎn)為圓心.該圓處于勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度方向
15、平行圓所在平面.現(xiàn)在有大量的質(zhì)量為m、帶正電的粒子,電荷量為q,從A點(diǎn)以大小為v0的速度沿不同方向射入電場,這些粒子會經(jīng)過圓上不同點(diǎn),在這些點(diǎn)中到達(dá)C點(diǎn)的粒子動能最大,并變?yōu)槌鮿幽艿膬杀?已知
∠BAC=30°,若不計(jì)重力和空氣阻力,試求:
(1)電場強(qiáng)度的大小和方向;
(2)若A點(diǎn)電勢為零,則到達(dá)B點(diǎn)的粒子,在通過B點(diǎn)時(shí)的電勢能Ep.
解析:(1)因?yàn)榈竭_(dá)C點(diǎn)粒子動能最大,表明A與C之間的電勢差將大于A與圓上其他任何點(diǎn)之間的電勢差,因此過C點(diǎn)作圓的切線將是該勻強(qiáng)電場的一個等勢線,則該勻強(qiáng)電場沿OC方向,由A到C過程由動能定理得
m-m=Eq
解得E=.
(2)由幾何知識知A
16、B所在等勢面間最短距離為
d=2R·cos 60°=R
則粒子由A到B過程電場力做功
W=Eq·d=EqR=,
由于電場力做正功,且在A點(diǎn)處電勢能為零,表明在B點(diǎn)電勢能為Ep=-.
答案:(1) 沿OC方向 (2)-
14.有一帶負(fù)電的小球,其帶電荷量q=-2×10-4 C,如圖所示,開始時(shí)靜止在電場強(qiáng)度為E=2×103 V/m的勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn),靠近極板B有一擋板S,小球與擋板S的距離h=4 cm,與A板的距離H=36 cm,小球的重力忽略不計(jì),在電場力作用下小球向左運(yùn)動,與擋板S相碰后電荷量減少到碰前的k倍,已知k=,碰撞過程中小球的機(jī)械能沒有損失.
(1)設(shè)勻強(qiáng)電場
17、中擋板S所在位置的電勢為零,則小球開始在P點(diǎn)時(shí)的電勢能為多少?
(2)小球第一次被彈回到達(dá)最右端時(shí)距S板的距離為多少?
(3)小球從P點(diǎn)出發(fā)到第一次到達(dá)最右端的過程中,電場力對小球做了多少功?
解析:(1)SP間的電勢差
USP=S-P=Eh=2×103×0.04 V=80 V,
因S=0,所以P=-80 V
所以小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢能
Ep=qP=-2×10-4×(-80)J=0.016 J.
(2)設(shè)小球與S碰撞時(shí)速度大小為v,小球第一次從P到S有-qEh=mv2,
設(shè)小球第一次被彈回至最右端距S板的距離為h1,有
(-kq)Eh1=mv2
所以h1=h≈4.6 cm.
(3)由動能定理知小球從P點(diǎn)出發(fā)到碰撞前有
W1=mv2
碰撞后至到達(dá)最右端有W2=0-mv2
則電場力做的總功W=W1+W2=0
或:整個過程只有電場力做功,由動能定理得W電=0-0,表明電場力做的總功為零.
答案:(1)0.016 J (2)4.6 cm (3)0
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2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第2節(jié) 電場能的性質(zhì)練習(xí)（含解析）
