2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 分層規(guī)范快練23 電場的能的性質(zhì) 新人教版.doc

分層規(guī)范快練(二十三)電場的能的性質(zhì) 雙基過關(guān)練12016全國卷關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是()A兩個(gè)電勢不同的等勢面可能相交B電場線與等勢面處處相互垂直C同一等勢面上各點(diǎn)電場強(qiáng)度一定相等D將一負(fù)的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功解析：在靜電場中，兩個(gè)電勢不同的等勢面不會(huì)相交，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電場線與等勢面一定相互垂直，選項(xiàng)B正確；同一等勢面上的電場強(qiáng)度可能相等，也可能不相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，移動(dòng)負(fù)試探電荷時(shí)，電場力做負(fù)功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：B2一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)，電荷量q2.0109 C，在靜電場中由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)在這過程中除靜電力外，其他力做的功為6.0105 J，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0105 J，則a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab為()A1104 VB1104 VC4104 V D7104 V解析：根據(jù)動(dòng)能定理得Wab6.0105J8.0105J，則Wab8.0105J6.0105J2.0105J.由UAB得UabV1104 V，選項(xiàng)A正確答案：A32019浙江溫州十五校聯(lián)考有一空間分布的電場，如圖所示為其中一條電場線，A、B、C為電場線上的三點(diǎn)，箭頭方向?yàn)楦鼽c(diǎn)的切線方向，則下列說法正確的是()AA點(diǎn)的場強(qiáng)不可能小于C點(diǎn)的場強(qiáng)BA、B、C三點(diǎn)的切線方向?yàn)樵囂诫姾稍谠撐恢玫氖芰Ψ较駽正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)沿電場線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電勢能減小D正點(diǎn)電荷僅受電場力作用由A處靜止釋放后將沿該電場線運(yùn)動(dòng)解析：電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小，而一條電場線無法判斷電場線的分布情況，又不知道是何種電荷產(chǎn)生的電場，則無法比較場強(qiáng)的大小，所以A點(diǎn)的場強(qiáng)可能小于C點(diǎn)的場強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；據(jù)場強(qiáng)方向的規(guī)定，正電荷在某點(diǎn)所受電場力的方向與該點(diǎn)場強(qiáng)方向相同，若為負(fù)電荷，則與該點(diǎn)場強(qiáng)方向相反，故B錯(cuò)誤；正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)沿電場線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電場力做正功，電勢能減小，故C正確；正點(diǎn)電荷僅受電場力作用由A處靜止釋放，該電荷所受的電場力是變力，與電場線相切，據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知該電荷并不能沿電場線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤答案：C4.如圖所示，電場中某一水平方向的電場線上有a、b、c三點(diǎn)，c點(diǎn)為ab的中點(diǎn)a、b兩點(diǎn)的電勢分別為a5 V、b3 V下列敘述正確的是()Ac點(diǎn)的電勢一定為4 VBa點(diǎn)的場強(qiáng)Ea一定大于b點(diǎn)的場強(qiáng)EbC一正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電勢能一定減少D一正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的電場力由c指向a解析：只有一條電場線，此處電場并不一定是勻強(qiáng)電場，故A、B錯(cuò)誤；由電勢高低情況可知，電場強(qiáng)度方向?yàn)橛蒩指向b，故正電荷所受的電場力方向由c指向b，D錯(cuò)誤；正電荷由c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電場力做正功，電勢能減少，故C正確答案：C5(多選)如圖甲，直線MN表示某電場中一條電場線，a、b是線上的兩點(diǎn)，將一帶負(fù)電荷的粒子從a點(diǎn)處由靜止釋放，粒子從a運(yùn)動(dòng)到b過程中的v t圖線如圖乙所示，設(shè)a、b兩點(diǎn)的電勢分別為a、b，場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb，粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能分別為Wa、Wb，不計(jì)重力，則有()Aa>b BEa>EbCEa<Eb DEpa>Epb解析：電場線為直線，帶負(fù)電的粒子僅在電場力的作用下由靜止釋放，那么一定沿著電場力的方向運(yùn)動(dòng)，故電場強(qiáng)度的方向向左，b點(diǎn)的電勢高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由vt圖象的斜率表示粒子運(yùn)動(dòng)的加速度可知粒子運(yùn)動(dòng)的加速度越來越小，故b點(diǎn)的場強(qiáng)小，Ea>Eb，選項(xiàng)B正確、C錯(cuò)誤；電場力做正功，電勢能減少，選項(xiàng)D正確答案：BD62019山東濱州模擬(多選)真空中某靜電場，虛線表示等勢面，各等勢面電勢的值如圖所示一帶電粒子只在電場力的作用下，沿圖中的實(shí)線從A經(jīng)過B運(yùn)動(dòng)到C，B、C兩點(diǎn)位于同一等勢面上，則以下說法正確的是()A帶電粒子在A點(diǎn)的電勢能小于在C點(diǎn)的電勢能BA點(diǎn)電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)電場強(qiáng)度C帶電粒子從A經(jīng)過B運(yùn)動(dòng)到C的過程中動(dòng)能先增大再減小D帶電粒子從A到C電場力所做的功等于從A到B電場力做的功解析：由運(yùn)動(dòng)軌跡可知，帶電粒子帶負(fù)電，負(fù)電荷在電勢低處電勢能大，所以帶電粒子在A點(diǎn)的電勢能小于在C點(diǎn)的電勢能，A正確；對于等差等勢面，等勢面密處電場強(qiáng)度大，所以A點(diǎn)電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)電場強(qiáng)度，B錯(cuò)誤；帶電粒子從A經(jīng)過B運(yùn)動(dòng)到C的過程中電場力先做負(fù)功后做正功，動(dòng)能先減小再增大，C錯(cuò)誤；因?yàn)锽、C兩點(diǎn)電勢相等，所以帶電粒子從A到C電場力所做的功等于從A到B電場力做的功，D正確答案：AD72019山東濰坊市一模如圖所示，勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy坐標(biāo)系平面，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢為2 V，a點(diǎn)的坐標(biāo)為(0 cm,4 cm)，電勢為8 V，b點(diǎn)的坐標(biāo)為(3 cm，0 cm)，電勢為8 V，則電場強(qiáng)度的大小為()A250 V/m B200 V/mC150 V/m D120 V/m解析：由題意可知a、b兩點(diǎn)的電勢相等，則ab為一條等勢線，又O點(diǎn)電勢為2 V，則知?jiǎng)驈?qiáng)電場的場強(qiáng)方向垂直于ab指向左下方過O點(diǎn)作ab的垂線交ab于c點(diǎn)，由幾何關(guān)系得：tanb，得b53OcObsinb0.03 msin532.4102 mc、O間的電勢差U8 V2 V6 V則電場強(qiáng)度大小E250 V/m，故A正確答案：A82019山西晉中調(diào)研如圖所示，真空中有直角坐標(biāo)系：xOy，在x軸上固定著關(guān)于O點(diǎn)對稱的等量異種點(diǎn)電荷Q和Q，C是y軸上的一個(gè)點(diǎn)，D是x軸上的一個(gè)點(diǎn)，DE連線垂直于x軸下列說法中正確的是()AD、E兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等BD點(diǎn)電勢比E點(diǎn)電勢低C將正電荷由O移至C電勢能減少D將正電荷由O移至D和由C移至E電勢能變化相等解析：由等量異種點(diǎn)電荷Q和Q特點(diǎn)可知D、E兩點(diǎn)場強(qiáng)大小不相等，故A錯(cuò)誤；由于D點(diǎn)靠近負(fù)電荷，所以D點(diǎn)電勢比E點(diǎn)電勢低，故B正確；O、C兩點(diǎn)電勢相等，將正電荷由O移至C電場力不做功，電勢能不變，故C錯(cuò)誤；由于D點(diǎn)電勢比E點(diǎn)電勢低，所以正電荷由O移至D和由C移至E電勢能變化不相等，故D錯(cuò)誤答案：B92019泰安一模如圖所示，Q為固定的正點(diǎn)電荷，虛線圓是其一條等勢線兩電荷量相同、但質(zhì)量不相等的粒子，分別從同一點(diǎn)A以相同的速度v0射入，軌跡如圖中曲線，B、C為兩曲線與圓的交點(diǎn)aB、aC表示兩粒子經(jīng)過B、C時(shí)的加速度大小，vB、vC表示兩粒子經(jīng)過B、C時(shí)的速度大小不計(jì)粒子重力，以下判斷正確的是()AaBaCvBvC BaB>aCvBvCCaB>aCvB<vC DaB<aCvB>vC解析：庫侖力F，兩粒子在B、C兩點(diǎn)受的庫侖力大小相同，根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知aB>aC，a，解得mB<mC，因?yàn)锽、C兩點(diǎn)位于同一等勢線上，電勢相等，所以兩粒子從A運(yùn)動(dòng)到B和從A運(yùn)動(dòng)到C，電場力做功相同且做負(fù)功有Wmv2mv，所以mB(vv)mC(vv)，因?yàn)閙B<mC，所以vB<vC，C正確答案：C技能提升練10如圖所示，在絕緣平面上方存在著足夠大的水平向右的勻強(qiáng)電場，帶電荷量為q的小金屬塊以一定初動(dòng)能Ek從A點(diǎn)開始沿水平面向左做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)L長度到達(dá)B點(diǎn)，速度變?yōu)榱愦诉^程中，金屬塊損失的動(dòng)能有轉(zhuǎn)化為電勢能取A點(diǎn)電勢為零，下列說法正確的是()A摩擦力大小是電場力的BB點(diǎn)電勢能為EkC再次回到A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為EkDB點(diǎn)電勢為解析：根據(jù)題目意思：克服摩擦力做功WfEkFfL，克服電場力做功W電克EkEqL，所以摩擦力是電場力的，即A項(xiàng)錯(cuò)誤；而W電克EpAB增EpB，所以EpBEk，B項(xiàng)正確；由于從B點(diǎn)返回A點(diǎn)過程中，摩擦力繼續(xù)做負(fù)功，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；A點(diǎn)電勢為零，所以B點(diǎn)電勢應(yīng)該是B，即D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：B11如圖所示，正電荷Q固定于O點(diǎn)，在M、N兩點(diǎn)各有一個(gè)帶電荷量分別為qM、qN(qM<qN)的點(diǎn)電荷已知兩點(diǎn)電荷的質(zhì)量相等，某時(shí)刻兩點(diǎn)電荷以大小相同的速率v0向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中兩點(diǎn)電荷均未到達(dá)O點(diǎn)已知MONO，若剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)電荷qM、qN的加速度大小分別為aM、aN，qM、qN距離O點(diǎn)最近的距離分別為rM、rN，分別從M、N點(diǎn)出發(fā)到距離O點(diǎn)最近的過程中，qM、qN克服電場力做功分別為WM、WN，僅考慮Q對點(diǎn)電荷qM、qN的電場力作用，下列判斷正確的是()AaM>aN BrM>rNCrMrN DWMWN解析：根據(jù)庫侖定律可知，在距離相等時(shí)，帶電荷量較大的點(diǎn)電荷qN所受的庫侖力較大，由牛頓第二定律可知qN剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度較大，即aN>aM，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于兩個(gè)點(diǎn)電荷的初動(dòng)能相同，根據(jù)動(dòng)能定理，分別從M、N點(diǎn)出發(fā)到距離O點(diǎn)最近的過程中，qM、qN克服電場力做功相同，即WMWN，選項(xiàng)D正確；由于qM、qN克服電場力做功相同，而qN所受的庫侖力較大，所以qN運(yùn)動(dòng)的距離較小，qN距離O點(diǎn)最近的距離較大，即rM<rN，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤答案：D12如圖所示，光滑絕緣的半圓形軌道固定于豎直平面內(nèi)，半圓形軌道與光滑絕緣的水平地面相切與半圓的端點(diǎn)A，一質(zhì)量為1 kg的小球在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v6 m/s，經(jīng)A運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)B，最后又落在水平地面上的D點(diǎn)(圖中未畫出)，已知整個(gè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，小球帶正電荷，小球所受電場力的大小等于2mg，g為重力加速度(1)當(dāng)軌道半徑R0.1 m時(shí)，求小球到達(dá)半圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；(2)為使小球能運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)B，求軌道半徑的最大值解析：(1)由于電場力方向沿豎直方向，小球在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度與電場力方向垂直所以電場力在水平軌道上部做功，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度為6 m/s.從A到B過程中，重力和電場力都做負(fù)功，故根據(jù)動(dòng)能定理可得mg2RFE2Rmvmv，根據(jù)牛頓第二定律可得在B點(diǎn)FEmgFNm，解得FN210 N，根據(jù)牛頓第三定律可得小球?qū)壍赖膲毫?10 N.(2)小球恰好能通過最高點(diǎn)B時(shí)，小球與軌道間沒有相互作用力，重力與電場力的合力完全充當(dāng)向心力故有mgFEm從A到B過程中，重力和電場力都做負(fù)功，故根據(jù)動(dòng)能定理可得mg2RmaxFE2Rmaxmvmv，解得Rmax0.2 m.答案：(1)210 N(2)0.2