高考物理一輪復(fù)習(xí) 6-2電場能的性質(zhì)同步檢測試題

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1、高考物理一輪復(fù)習(xí) 6-2電場能的性質(zhì)同步檢測試題 1．[xx·福建卷]如圖22－1，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線為等勢線．取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)，若將q1、q2移動到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是(　　) 圖22－1 A．A點(diǎn)電勢大于B點(diǎn)電勢 B．A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相等 C．q1的電荷量小于q2的電荷量 D．q1在A點(diǎn)的電勢能小于q2在B點(diǎn)的電勢能 解析：由題意知點(diǎn)電荷Q帶負(fù)電，所以有φA＜φB＜0，得|UA∞|＞|UB∞|，移動兩試探電荷克服電場力做功相等，有q1|UA∞|＝q2|UB∞|，所以

2、q1＜q2，選項(xiàng)A錯誤，C正確．因?yàn)镋＝k，A點(diǎn)比B點(diǎn)離Q近，所以EA＞EB，選項(xiàng)B錯誤．根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，q1在A點(diǎn)的電勢能等于q2在B點(diǎn)的電勢能，選項(xiàng)D錯誤． 答案：C 2．[xx·江蘇徐州摸底]如圖22－2所示，在M、N處固定著兩個等量異種點(diǎn)電荷，在它們的連線上有A、B兩點(diǎn)，已知MA＝AB＝BN.下列說法正確的是(　　) 圖22－2 A．A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)相同 B．A、B兩點(diǎn)電勢相等 C．將一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做負(fù)功 D．負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能 解析：根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場特點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同，A、B兩點(diǎn)電勢不相等，選項(xiàng)A

3、正確，B錯誤；將一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做正功，選項(xiàng)C錯誤；負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能，選項(xiàng)D錯誤． 答案：A 3.[xx·重慶卷]空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)為正電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場的等勢面分布如圖22－3所示，a、b、c、d為電場中的4個點(diǎn)，則 (　　) 圖22－3 A．P、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種 B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同 C．c點(diǎn)的電勢低于d點(diǎn)的電勢 D．負(fù)電荷從a到c，電勢能減少 解析：根據(jù)電場線與等勢線垂直得：必有一條電場線與P、Q連線重合，P為正電荷，故該電場線必從P沿直線指向Q，因電場線總是由正電荷指向負(fù)電荷，故P、Q

4、電荷為等量異種電荷，A選項(xiàng)錯誤；電場強(qiáng)度是矢量，a、b兩處電場強(qiáng)度方向不同，B選項(xiàng)錯誤；因越靠近正電荷，電勢越高，故c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)電勢，C選項(xiàng)錯誤；根據(jù)等勢線的分布及P、Q的電性，c所在的等勢線電勢高于a所在等勢線的電勢，負(fù)電荷從a到c，電場力做正功，電勢能減少，D選項(xiàng)正確． 答案：D 4．如圖22－4所示，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(　　) 圖22－4 A．物塊Q的動能一直增大 B．物塊P、Q之間的電勢能一直增大 C．物塊P、Q的重力勢能和電勢能之和一直增

5、大 D．物塊Q的機(jī)械能一直增大 解析：電場力做正功電勢能減少，電場力做負(fù)功電勢能增加，由題意知電場力對Q做了正功，故Q電勢能減少，根據(jù)除重力外(或彈力)，其余外力做正功，則機(jī)械能增加(反之減少)，可知D選項(xiàng)正確． 答案：D 5．(多選題)如圖22－5甲是某一點(diǎn)電荷形成的電場中的一條電場線，A、B是電場線上的兩點(diǎn)，一負(fù)電荷q僅在電場力作用下以初速度v0從A運(yùn)動到B過程中的速度圖線如圖22－5乙所示，則以下說法中正確的是(　　) 圖22－5 A．A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度是EA＜EB B．A、B兩點(diǎn)的電勢是φA＞φB C．負(fù)電荷q在A、B兩點(diǎn)的電勢能大小是EpA＞EpB D．此電場

6、一定是負(fù)電荷形成的電場 解析：由v-t圖知，負(fù)電荷q做加速度增大的減速運(yùn)動，故所受電場力變大，電場強(qiáng)度變大，EB＞EA，A對；又因電場力的方向在(a)圖中向左，故電場線的方向?yàn)锳→B，則φA＞φB，B正確；又Ep＝qU，對負(fù)電荷q，EpA＜EpB，C錯；根據(jù)電場線的方向和電場強(qiáng)度的特點(diǎn)知，此電場一定是負(fù)電荷形成的電場，D對． 答案：ABD 6．[xx·張掖市診斷考試]如圖22－6所示，等邊三角形ABC處在勻強(qiáng)電場中，其中電勢φA＝φB＝0，φC＝φ(φ>0)，保持該電場的大小和方向不變，讓等邊三角形以A點(diǎn)為軸在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過30°，則此時的B點(diǎn)電勢為(　　) 圖22－6 A.φ

7、　　　B.φ　　　C．－φ　 　D．－φ 解析：由φA＝φB＝0知AB連線為一等勢線，UCA＝φ，電場方向垂直AB向左轉(zhuǎn)動后B點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)，如圖22－7所示： 圖22－7 設(shè)三角形邊長為a，則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E＝＝， 轉(zhuǎn)動后UAD＝Easin30°＝，再由UAD＝φA－φD，可得：φD＝－φ，所以C正確． 答案：C 7．(多選題)[xx·廣東省廣州市測試]如圖22－8，在正點(diǎn)電荷Q形成的電場中，AD、BC是以Q為圓心的兩段圓?。c(diǎn)電荷q沿A→B→C→D→A移動，則該電荷q(　　) 圖22－8 A．沿BC運(yùn)動時不受電場力作用 B．沿DA運(yùn)動時電場力不做功 C．在B點(diǎn)時

8、的電勢能比在D點(diǎn)時小 D．在A點(diǎn)時受到的電場力比在C點(diǎn)時小 解析：在電場中，正點(diǎn)電荷不論怎么運(yùn)動都受電場力，選項(xiàng)A錯誤．DA弧是等勢面，選項(xiàng)B正確．沿電場線方向電勢降低，正點(diǎn)電荷在電勢高處電勢能大，選項(xiàng)C正確．電場線密處電場強(qiáng)度大，該正點(diǎn)電荷所受的電場力也大，選項(xiàng)D錯誤． 答案：BC B組　能力提升 8．[xx·遼寧省五校聯(lián)考]某導(dǎo)體置于電場后周圍的電場分布情況如圖22－9所示，圖中虛線表示電場線，實(shí)線表示等勢面，A、B、C為電場中的三個點(diǎn)．下列說法錯誤的是(　　) 圖22－9 A．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度 B．A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢 C．將負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)

9、，電場力做正功 D．將正電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做功為零 解析：A點(diǎn)所在位置的電場線分布比B點(diǎn)稀疏，說明A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度，選項(xiàng)A說法正確；因?yàn)檠刂妶鼍€方向，電勢逐漸降低，本題中電場線從A點(diǎn)所在等勢面指向B點(diǎn)所在等勢面，所以A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢，選項(xiàng)B說法正確；將負(fù)電荷從電勢較高的A點(diǎn)移到電勢較低的B點(diǎn)，該負(fù)電荷的電勢能增大，電場力做負(fù)功，選項(xiàng)C說法錯誤；A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢相等，所以將正電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做功為零，選項(xiàng)D說法正確．本題答案為C. 答案：C 9．[xx·陜西省西安市長安區(qū)一中模擬]在光滑的水平面內(nèi)有一沿x軸的靜電場，其電勢φ隨x坐標(biāo)值的變化圖線

10、如圖22－10所示．一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從O點(diǎn)以初速度v0沿x軸正向移動．下列敘述正確的是(　　) 圖22－10 A．若小球能運(yùn)動到x1處，則該過程小球所受電場力逐漸增大 B．帶電小球從x1運(yùn)動到x3的過程中，電勢能先減小后增大 C．若該小球能運(yùn)動到x4處，則初速度v0至少為2 D．若v0為2，帶電粒子在運(yùn)動過程中的最大速度為 解析：在0到x1段，電勢增加越來越緩慢，因此電場強(qiáng)度減小，故小球受電場力減小，A錯誤；從x1到x2電勢越來越低，由于小球帶正電荷，因此小球的電勢能越來越小，B錯誤；從0到x1，當(dāng)初速度最小時，到達(dá)x1處速度恰好等于零，根據(jù)

11、動能定理，－φ0q＝0－mv，可知初速度v0＝，只要能越過x1位置就一定能到達(dá)x4處，因此C錯誤；到達(dá)x3處動能最大，在從0到x4運(yùn)動過程中，根據(jù)動能定理，φ0q＝mv2－mv，將初速度v0＝2 代入得v＝ ，D正確． 答案：D 圖22－11 10．[xx·河北省保定市月考]如圖22－11所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場中有一絕緣斜面，斜面上有一帶電金屬塊沿斜面滑下，已知在金屬塊滑下的過程中動能增加了12 J，金屬塊克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，則下列判斷正確的是(　　) A．金屬塊帶負(fù)電荷 B．金屬塊克服電場力做功8 J C．金屬塊的電勢能減少4 J D．金屬塊的機(jī)械能

12、減少12 J 解析：設(shè)電場力對金屬塊做功為W，根據(jù)動能定理有W－24 J－8 J＝12 J，可得W＝－4 J，即金屬塊克服電場力做功4 J，電勢能增加4 J，選項(xiàng)B、C錯誤；電場力做負(fù)功，金屬塊肯定帶正電，選項(xiàng)A錯誤；機(jī)械能的減少量等于克服摩擦力做的功和克服電場力做功之和，所以金屬塊的機(jī)械能減少12 J，選項(xiàng)D正確． 答案：D 圖22－12 11．在一個水平面上建立x軸，在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E＝6.0×105 N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個電荷量q＝－5.0×10－8 C、質(zhì)量m＝1.0×10－2 kg的絕緣物塊．物塊與水平面間的

13、動摩擦因數(shù)μ＝0.20，沿x軸正方向給物塊一個初速度v0＝2.0 m/s，如圖22－12所示．求物塊最終停止時的位置．(g取10 m/s2) 解析：物塊先在電場中向右減速，設(shè)運(yùn)動的位移為x1，由動能定理得： －(qE＋μmg)x1＝0－mv 所以x1＝ 代入數(shù)據(jù)得x1＝0.4 m 可知，當(dāng)物塊向右運(yùn)動0.4 m時速度減為零，因物塊所受的電場力F＝qE＝0.03 N＞Ff＝μmg＝0.02 N，所以物塊將沿x軸負(fù)方向加速，跨過O點(diǎn)之后在摩擦力作用下減速，最終停止在O點(diǎn)左側(cè)某處，設(shè)該點(diǎn)距O點(diǎn)距離為x2，則對全過程由動能定理得 －μmg(2x1＋x2)＝0－mv. 解之得x2＝0.2

14、m. 答案：在O點(diǎn)左側(cè)距O點(diǎn)0.2 m處 圖22－13 12．一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向是水平的(如圖22－13所示)，一個質(zhì)量為m的帶正電的小球，從O點(diǎn)出發(fā)，初速度的大小為v0，在電場力與重力的作用下，恰能沿與場強(qiáng)的反方向成θ角的直線運(yùn)動．求小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時其電勢能與在O點(diǎn)的電勢能之差． 解析：設(shè)電場強(qiáng)度為E，小球帶電量為q，因?yàn)樾∏蜃鲋本€運(yùn)動，它所受的電場力qE和重力mg的合力必沿此直線如圖22－14所示，所以mg＝qEtanθ 圖22－14 由此可知，小球做勻減速運(yùn)動的加速度大小為a＝ 設(shè)從O點(diǎn)到最高點(diǎn)的位移為x，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有v＝2ax運(yùn)動的水平位移為x′＝xcos

15、θ 從O點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增加，小球在最高點(diǎn)與O點(diǎn)的電勢能之差為：ΔEp＝qEx′ 聯(lián)立以上五式，解得：ΔEp＝mvcos2θ. 答案：mvcos2θ 圖22－15 13．[xx·福建省龍巖市質(zhì)檢]如圖22－15所示，在豎直平面內(nèi)，AB為水平放置的絕緣粗糙軌道，CD為豎直放置的足夠長絕緣粗糙軌道，AB與CD通過四分之一絕緣光滑圓弧形軌道平滑連接，圓弧的圓心為O，半徑R＝0.50 m，軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小E＝1.0×104 N/C，現(xiàn)有質(zhì)量m＝0.20 kg、電荷量q＝8.0×10－4 C的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)

16、動，已知sAB＝1.0 m，帶電體與軌道AB、CD的動摩擦因數(shù)均為0.5.假定帶電體與軌道之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等．求：(取g＝10 m/s2) (1)帶電體運(yùn)動到圓弧形軌道C點(diǎn)時的速度； (2)帶電體最終停在何處． 解析：(1)設(shè)帶電體到達(dá)C點(diǎn)時的速度為v，由動能定理得：qE(sAB＋R)－μmgsAB－mgR＝mv2 解得v＝10 m/s. (2)設(shè)帶電體沿豎直軌道CD上升的最大高度為h，由動能定理得：－mgh－μqEh＝0－mv2 解得h＝ m. 在最高點(diǎn)，帶電體受到的最大靜摩擦力Ffmax＝μqE＝4 N， 重力G＝mg＝2 N 因?yàn)镚

17、電體最終靜止在與C點(diǎn)的豎直距離為 m處． 答案：(1)10 m/s　(2)與C點(diǎn)的豎直距離為 m處 C組　難點(diǎn)突破 14．(多選題)如圖22－16所示是模擬凈化空氣過程的兩種設(shè)計(jì)方案．含灰塵的空氣密閉在玻璃圓筒(圓筒的高和直徑相等)內(nèi).第一種方案：在圓筒頂面和底面加上電壓U，沿圓筒的軸線方向形成一個勻強(qiáng)電場，塵粒運(yùn)動方向如圖甲所示；第二種方案：圓筒軸線處放一直導(dǎo)線，在導(dǎo)線與筒壁間也加上電壓U，形成沿半徑方向的輻向電場，塵粒運(yùn)動方向如圖乙所示．已知空氣阻力與塵粒運(yùn)動的速度成正比，即f＝kv(k為一定值)，假設(shè)每個塵粒的質(zhì)量和電荷量均相同，重力不計(jì)．關(guān)于兩種方案，下列說法正確的是(　　) 圖22－16 A．塵粒最終一定做勻速運(yùn)動 B．灰塵沉積處的電場強(qiáng)度大小不相等 C．電場對單個塵粒做功的最大值相等 D．能實(shí)現(xiàn)勻速運(yùn)動的塵粒的最終速率相等 解析：塵粒速度達(dá)到一定值時，塵粒所受阻力大小等于電場力，塵粒做勻速運(yùn)動，而對于一部分離目標(biāo)極板較近的塵粒來說，可能還沒有加速到這個速度就已經(jīng)打到極板上，故A錯誤；對于兩種方案，電壓相等，但兩極間的距離不相等，所以灰塵沉積處電場強(qiáng)度大小不相等，B正確；兩種方案電場對單個塵粒做功的最大值均為qU，C正確；當(dāng)塵粒勻速運(yùn)動時，qE＝kv，式中q、k相同，但E不同，所以v不等，故D錯誤． 答案：BC