届高三物理一轮复习同步练习卷电场能的性质含答案Word文件下载.docx

届高三物理一轮复习同步练习卷电场能的性质含答案Word文件下载.docx

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湖北省重点中学联考）如图所示，水平面内有A、B、C、D、E、F六个点，它们均匀分布在半径为

R＝2cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场．已知A、C、E三点的电势分别为φA＝（2－

）V、φC＝2V、φE＝（2＋

）V，下列判断正确的是（　　）

A．电场强度的方向由A指向DB．电场强度的大小为1V/m

C．该圆周上的点电势最高为4VD．将电子从D点沿DEF移到F点，静电力做正功

5.图中虚线是某电场的一组等势面．两个带电粒子从P点沿等势面的切线方向射入电场，粒子仅受电场力

作用，运动轨迹如实线所示，a、b是实线与虚线的交点．下列说法正确的是（　　）

A．两粒子的电性相同B．a点的场强小于b点的场强

C．a点的电势高于b点的电势D．与P点相比两个粒子的电势能均增大

6.如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝L，ad＝bc＝2L，电场线与矩形所在的平面平行．已知a点电势为20V，b点电势为24V，d点电势为12V．一个质子从b点以速度v0射入此电场，入射方向与bc成45°

角，一段时间后经过c点．不计质子的重力．下列判断正确的是（　　）

A．c点电势高于a点电势B．场强的方向由b指向d

C．质子从b运动到c，电场力做功为8eVD．质子从b运动到c，电场力做功为4eV

7.（2019·

福建泉州模拟）在坐标－x0到x0之间有一静电场，x轴上各点的电势φ随坐标x的变化关系如图所示，一电荷量为e的质子从－x0处以一定初动能仅在电场力作用下沿x轴正向穿过该电场区域．则该质子（　　）

A．在－x0～0区间一直做加速运动B．在0～x0区间受到的电场力一直减小

C．在－x0～0区间电势能一直减小D．在－x0～0区间电势能一直增加

8.在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确的有（　　）

A．q1和q2带有异种电荷B．x1处的电场强度为零

C．负电荷从x1移到x2，电势能减小D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大

9．（多选）（2019·

山东潍坊实验中学模拟）某电场中沿x轴上各点的电场强度大小变化如图所示．场强方向与x轴平行，规定沿x轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴负方向运动，到达x1位置时速度第一次为零，到达x2位置时速度第二次为零，不计点电荷的重力．下列说法正确的是（　　）

A．点电荷从x1运动到x2的过程中，速度先保持不变，然后均匀增大再均匀减小

B．点电荷从O沿x轴正方向运动到x2的过程中，加速度先均匀增大再均匀减小

C．电势差UOx1＜UOx2

D．在整个运动过程中，点电荷在x1、x2位置时的电势能最大

10.（2019·

石家庄模拟）如图所示，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心为坐标

原点，沿半径方向建立x轴．理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，则（　　）

A．x2处场强大小为

B．球内部的电场为匀强电场

C．x1、x2两点处的电势相同D．假设将试探电荷沿x轴移动，则从x1移到R处和从R移到x2处电场力做功相同

11.（2019·

河北张家口一模）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x＝x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是（　　）

A．x1处电场强度最小，但不为零

B．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动

C．在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3>

φ2＝φ0>

φ1

D．x2～x3段的电场强度大小、方向均不变

12.如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值．一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示，EpA和EpB分别表示电子在A、B两点时的电势能．则下列说法中正确的是（　　）

A．该电场可能是孤立的点电荷形成的电场B．A点的电场强度小于B点的电场强度

C．电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W＝EpA－EpB

D．电子在A点的动能大于在B点的动能

13.如图所示，一质量为m、电荷量为q（q>

0）的液滴，在场强大小为

、方向水平向右的匀强电场中运动，

运动轨迹在竖直平面内．A、B为其运动轨迹上的两点，已知该液滴在A点的速度大小为v0，方向与电场方

向的夹角为60°

；

它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°

.求A、B两点间的电势差．

14．在光滑绝缘的水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电荷量

为＋2q，B球的带电荷量为－3q，组成一带电系统，如图所示，虚线MP为A、B两球连线的垂直平分线，

虚线NQ与MP平行且相距5L.最初A和B分别静止于虚线MP的两侧，距MP的距离均为L，且A球距虚

线NQ的距离为4L.若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MP、NQ间加上水平向右、场强大小为E

的匀强电场后，试求：

（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；

（2）带电系统向右运动的最大距离；

（3）带电系统从开始运动到速度第一次为零时，B球电势能的变化量．

参考答案

【答案】B

【解析】将负电荷由低电势点移到高电势点，电场力做正功，电势能减小，选项A错误；

无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，因无穷远处电势能为零，因此静电力做正功越多，电荷在该点的电势能越大，选项B正确；

在同一等势面上，电势处处相等，场强不一定相等，选项C错误；

电势降低最快的方向才是电场强度的方向，选项D错误．

【答案】D.

【解析】根据电场线和等势线的特点及两者的关系可知，无论图中的实线是电场线还是等势线，a、b两点的电场强度都相等；

若图中实线是电场线，则根据做曲线运动的物体一定受到指向轨迹凹侧的合外力，可知电子受到的电场力方向水平向右，电场线方向水平向左，a点的电势比b点的电势低，电子从a点运动到b点的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增大，电子在a点的电势能比在b点的电势能大，电子在a点的速率一定小于在b点的速率；

若图中实线是等势线，则根据电场线和等势线垂直的关系和物体做曲线运动的条件，可知电子受到的电场力方向竖直向下，电场线方向竖直向上，a点的电势比b点的电势高，电子从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，电势能增加，动能减小，电子在a点的电势能比在b点的电势能小，电子在a点的速率一定大于在b点的速率．综上所述，选项D正确．

【答案】D

【解析】电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有aM＜aN；

若粒子从M运动到N点，根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即vM＞vN，EpM＜EpN，负电荷在低电势处电势能大，故φM＞φN；

若粒子从N运动到M，根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即vM＞vN，EpM＜EpN，负电荷在低电势处电势能大，故φM＞φN.

综上所述，D正确．

4.（2019·

【答案】C

【解析】在匀强电场中AE连线的中点G的电势φG＝

（φA＋φE）＝2V＝φC，所以直线COGF为等势线，在匀强电场中等势线相互平行，电场线与等势线相互垂直，且由电势高的等势线指向电势低的等势线，可知直线AB、直线DE分别为等势线，直线DB、直线EA分别为电场线，可知电场强度的方向由E指向A（或由D指向B），故A错误；

E、A两点间的电势差UEA＝φE－φA＝2

V，沿电场方向的距离d＝

R＝

m，电场强度E＝

＝100V/m，故B错误；

过圆心O做EA的平行线，与圆的交点H处电势最高，UHO＝ER＝2V，由UHO＝φH－φO可得：

最高电势φH＝UHO＋φO＝4V，故C正确；

将电子从D点移到F点，静电力先做正功再做负功，故D错误．

【解析】根据轨迹的弯曲方向可知，a粒子受到中心电荷的斥力，而b粒子受到中心电荷的引力，说明a与中心电荷电性相同，b与中心电荷的电性相反，则两粒子的电性相反，故A错误；

由等势面的分布可知，该电场是点电荷产生的，由场强公式E＝k

可知，a点的场强小于b点的场强，故B正确；

由于中心电荷的电性无法判断，电场线方向无法判定，则不能比较a、b的电势高低，故C错误；

电场力对两粒子均做正功，则两个粒子的电势能均减小，故D错误．

【解析】.由于是匀强电场，故a、d的中点（设为E）电势应为a、d两点的一半，即16V，那么E、b的中点F电势是20V，和a点一样．连接a、F得到等势线，则电场线与它垂直，正好是由b指向E.那么cE平行于aF，故c点电势与E相同，也为16V，小于a点电势，A错误；

场强的方向由b指向E，B错误；

从b到c电势降落了8V，质子电荷量为e，质子从b运动到c，电场力做功8eV，电势能减小8eV，C正确，D错误．

【答案】　D

【解析】从－x0到0，电势逐渐升高，意味着该区域内的场强方向向左，质子受到的电场力向左，与运动方向相反，所以质子做减速运动，A错误；

设在x～x＋Δx，电势为φ～φ＋Δφ，根据场强与电势差的关系式E＝

，当Δx无限趋近于零时，

表示x处的场强大小（即φ～x图线的斜率），从0到x0区间，图线的斜率先增加后减小，所以电场强度先增大后减小，根据F＝Ee，质子受到的电场力先增大后减小，B错误；

在－x0～0区间质子受到的电场力方向向左，与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加，C错误，D正确．

【答案】AC

【答案】BD.

【答案】A

【解析】计算x2处的电场强度时，可把带电球体等效为位于原点的点电荷，则有x2处场强大小为E＝k

，故选项A正确；

由乙图Ex图象可知，球内部由O到球表面区间电场强度均匀增大，所以内部电场为非匀强电场，故选项B错误；

x轴上O点右侧的电场方向始终是向右的，沿着电场的方向电势逐渐减小，可知φx1>

φx2，故选项C错误；

Ex图象与x轴所围面积表示电势差，由乙图可知两处面积不相等，所以x1处与球表面、球表面与x2处的电势差不同，则将试探电荷沿x轴从x1移到R处和从R移到x2处电场力做功不相同，故选项D错误．

【解析】.根据Ep＝qφ，E＝

，得E＝

·

，由数学知识可知Ep－x图象切线的斜率等于

，x1处切线斜率为零，则知x1处电场强度为零，故A错误；

由题图看出在0～x1段图象切线的斜率不断减小，由上式知电场强度减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动，x1～x2段图象切线的斜率不断增大，电场强度增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动，x2～x3段斜率不变，电场强度不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故B错误，D正确；

根据Ep＝qφ，粒子带负电，q<

0，则知，电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有φ1>

φ3，故C错误．

12.如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上

的坐标值．一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示，

EpA和EpB分别表示电子在A、B两点时的电势能．则下列说法中正确的是（　　）

【答案】CD

【解析】由于A、B两点的电势能与两个位置间的关系是一条过原点的直线，说明电势是均匀增加的，所以一定是个匀强电场，而不是孤立的点电荷形成的电场，故A错误；

由上可知是匀强电场，所以A、B两点的电场强度相等，故B错误；

由图乙可知，电子在A、B两点的电势能关系为EpB>

EpA，说明电子由A运动到B时电势能增大，电场力做负功，电场力对其所做的功为W＝EpA－EpB，故C正确；

电场力做负功，动能减小，所以A点的动能大于B点的动能，故D正确．

【答案】

【解析】由题意知qE＝

mg，液滴重力不能忽略，把运动分解

水平方向：

vsin60°

＝v0sin30°

＋

t①

竖直方向：

vcos60°

＝v0cos30°

－gt②

由①②可得：

v＝

v0，t＝

由牛顿第二定律得水平方向加速度a＝

＝

g，

水平位移：

x＝v0sin30°

t＋

（

g）t2＝

UAB＝Ex＝

.

（1）

（2）3L　（3）6qEL

【解析】

（1）设B球刚进入电场时，系统的速度为v1，

对A、B系统应用动能定理：

2qEL＝

×

2mv

，

则v1＝

（2）设球A向右运动s时，系统速度为零，

由动能定理，得：

2qEs＝3qE（s－L），

则s＝3L.

（3）带电系统的速度第一次为零时，B球克服电场力做功

WFB＝6qEL，

则B球电势能增加了6qEL.