2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練21 電場(chǎng)能的性質(zhì)（含解析）.doc
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電場(chǎng)能的性質(zhì) 小題狂練 小題是基礎(chǔ) 練小題 提分快 1．[2018全國(guó)卷Ⅰ](多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面，已知平面b上的電勢(shì)為2 V．一電子經(jīng)過(guò)a時(shí)的動(dòng)能為10 eV，從a到d的過(guò)程中克服電場(chǎng)力所做的功為6 eV.下列說(shuō)法正確的是( ) A．平面c上的電勢(shì)為零 B．該電子可能到達(dá)不了平面f C．該電子經(jīng)過(guò)平面d時(shí)，其電勢(shì)能為4 eV D．該電子經(jīng)過(guò)平面b時(shí)的速率是經(jīng)過(guò)d時(shí)的2倍 答案：AB 解析：A對(duì)：因等勢(shì)面間距相等，由U＝Ed得相鄰虛線之間電勢(shì)差相等，由a至d，eUad＝6 eV，故Uad＝6 V； 各虛線電勢(shì)如圖所示，因電場(chǎng)力做負(fù)功，故電場(chǎng)方向向右，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，φc＝0. B對(duì)：因電子的速度方向未知，若不垂直于等勢(shì)面，如圖中實(shí)線所示，電子可能到達(dá)不了平面f. C錯(cuò)：經(jīng)過(guò)d時(shí)，電勢(shì)能Ep＝eφd＝2 eV. D錯(cuò)：由a到b，Wab＝Ekb－Eka＝－2 eV，所以Ekb＝8 eV； 由a到d，Wad＝Ekd－Eka＝－6 eV，所以Ekd＝4 eV； 則Ekb＝2Ekd，根據(jù)Ek＝mv2知v0＝vd. 2．[2019廣東省肇慶市鼎湖中學(xué)模擬]在電場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是( ) A．某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大，該點(diǎn)的電勢(shì)一定高 B．某點(diǎn)的電勢(shì)高，試探電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能一定大 C．某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，試探電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能一定為零 D．某點(diǎn)的電勢(shì)為零，試探電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能一定為零 答案：D 解析：電勢(shì)是人為規(guī)定的，其值與電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)關(guān)，電勢(shì)能與零勢(shì)能面的選取有關(guān)，與電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)關(guān)，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)電荷在高電勢(shì)處比在低電勢(shì)處電勢(shì)能小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)Ep＝qφ可知，電勢(shì)為零，電勢(shì)能為零，D項(xiàng)正確． 3．[2019江西省南昌模擬]在雷雨天氣中，大樹(shù)就相當(dāng)于一帶電荷量較大的點(diǎn)電荷，1和2是以樹(shù)為圓心的同心圓．有甲、乙、丙、丁四頭相同的牛按如圖所示位置和方向分別站在地面上．由此可判斷( ) A．牛丙所處位置的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B．牛乙和牛丙兩處電場(chǎng)強(qiáng)度相同 C．牛丁處的電勢(shì)一定高于牛乙處的電勢(shì) D．牛甲前后腳電勢(shì)差最大，處于最危險(xiǎn)的狀態(tài) 答案：D 解析：根據(jù)題述，由點(diǎn)電荷電場(chǎng)模型，及點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的特點(diǎn)，知題圖中1、2兩個(gè)同心圓可視為等勢(shì)線．根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式可知牛丙所處位置的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式可知，牛乙和牛丙所處位置的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．題中沒(méi)有說(shuō)明大樹(shù)帶何種電荷，若大樹(shù)帶正電荷，根據(jù)正電荷電勢(shì)分布特點(diǎn)，則牛丁處的電勢(shì)高于牛乙處的電勢(shì)，若大樹(shù)帶負(fù)電荷，則牛丁處的電勢(shì)低于牛乙處的電勢(shì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．應(yīng)用點(diǎn)電荷電場(chǎng)特點(diǎn)分析可知，題圖中牛丁雖然距離場(chǎng)源大樹(shù)較近，所在位置的電場(chǎng)強(qiáng)度較大，但是牛丁前后腳都在同一等勢(shì)線上，電勢(shì)差為零，同理分析可知題圖中牛乙前后腳間電勢(shì)差為零，而牛甲和牛丙前后腳不在等勢(shì)線上，且牛甲距離場(chǎng)源大樹(shù)較近，所在位置的電場(chǎng)強(qiáng)度較大，前后腳之間的電場(chǎng)強(qiáng)度平均值大于牛丙前后腳之間的電場(chǎng)強(qiáng)度平均值，根據(jù)U＝Ed定性分析可知，牛甲前后腳電勢(shì)差最大，根據(jù)歐姆定律I＝U/R可知，牛甲身體中通過(guò)的電流最大，所以處于最危險(xiǎn)的狀態(tài)，選項(xiàng)D正確． 4．[2019東北三省四市模擬]如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)存在一正點(diǎn)電荷，帶電荷量為Q，坐標(biāo)軸上有A、B、C三點(diǎn)，已知OA＝OB＝BC＝a，其中A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)相等，O點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)相等，靜電力常量為k，則( ) A．點(diǎn)電荷位于O點(diǎn)處 B．O點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)電勢(shì)高 C．C點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 D．將正的試探電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能一直減小 答案：C 解析：A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)相等，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，點(diǎn)電荷位于A點(diǎn)和B點(diǎn)連線的垂直平分線上，O點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)相等，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，點(diǎn)電荷位于O點(diǎn)和C點(diǎn)連線的垂直平分線上，即正點(diǎn)電荷處于坐標(biāo)(a，a)處，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；與O點(diǎn)相比，A點(diǎn)距離場(chǎng)源電荷較近，所以A點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)電勢(shì)高，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的距離為r＝a，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式，C點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EC＝k＝，選項(xiàng)C正確；將正的試探電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn)電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，電勢(shì)能先增大后減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5. [2019江蘇省揚(yáng)州市高郵中學(xué)檢測(cè)](多選)兩個(gè)不規(guī)則帶電導(dǎo)體間的電場(chǎng)線分布如圖所示，已知導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線均與導(dǎo)體表面垂直，a、b、c、d為電場(chǎng)中幾個(gè)點(diǎn)，并且a、d為緊靠導(dǎo)體表面的兩點(diǎn)，選無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，則( ) A．場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系有Ec>Eb B．電勢(shì)大小關(guān)系有φb>φd C．將一負(fù)電荷放在d點(diǎn)時(shí)其電勢(shì)能為負(fù)值 D．將一正電荷由a點(diǎn)移到d點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功 答案：ABD 解析：從題圖中可以看出c點(diǎn)電場(chǎng)線較密，則場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系有Ec >Eb，A正確；因?yàn)檠刂妶?chǎng)線的方向電勢(shì)降低，d點(diǎn)緊靠帶負(fù)電導(dǎo)體表面，電勢(shì)大小關(guān)系有φb>φd，B正確；以無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，負(fù)電荷放在d點(diǎn)時(shí)其電勢(shì)能為正值，故C錯(cuò)誤；從題圖中可以看出，a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，而b點(diǎn)的電勢(shì)又高于d點(diǎn)的電勢(shì)，所以a點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì)，正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，在電勢(shì)低處電勢(shì)能小，故正電荷從a點(diǎn)移到d點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能減小，則電場(chǎng)力做正功，故D正確． 6. [2019浙江省五校聯(lián)考]如圖所示，電場(chǎng)中的一簇電場(chǎng)線關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)分布，O點(diǎn)是坐標(biāo)原點(diǎn)，M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個(gè)圓周上的四個(gè)點(diǎn)，其中M、N在y軸上，Q點(diǎn)在x軸上，則( ) A．M點(diǎn)電勢(shì)比P點(diǎn)電勢(shì)高 B．O、M間的電勢(shì)差等于N、O間的電勢(shì)差 C．一正電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能小于在Q點(diǎn)的電勢(shì)能 D．將一負(fù)電荷從M點(diǎn)移到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功 答案：D 解析：根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直的特點(diǎn)，在M點(diǎn)所在電場(chǎng)線上M點(diǎn)下方找到P點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)，根據(jù)沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低可知，P點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)的電勢(shì)高，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)分布可知，O、M間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度比N、O之間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度小，故由U＝Ed定性分析可知，O、M間的電勢(shì)差小于N、O間的電勢(shì)差，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；由以上分析，可知O點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)，根據(jù)Ep＝qφ可知，正電荷在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)低，負(fù)電荷從低電勢(shì)處移動(dòng)到高電勢(shì)處電場(chǎng)力做正功，故D項(xiàng)正確． 7. [2019河北省承德二中測(cè)試](多選)某靜電場(chǎng)中，與x軸重合的電場(chǎng)線的電勢(shì)φ在x軸上的分布如圖所示．下列說(shuō)法正確的是( ) A．在x軸上，x3處的電場(chǎng)強(qiáng)度最大 B．x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于x4處的電場(chǎng)強(qiáng)度 C．負(fù)電荷從x2處移到x4處，電勢(shì)能減小 D．電荷量為q的正點(diǎn)電荷從x3處移到x4處，電場(chǎng)力做的功為q(φ2－φ1) 答案：BD 解析：φ－x圖象的斜率k＝＝E，即φ－x圖象的斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小，在x軸上，x3處圖象的斜率為零，表示電場(chǎng)強(qiáng)度為零；x1處斜率的絕對(duì)值大于x4處斜率的絕對(duì)值，所以x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于x4處的電場(chǎng)強(qiáng)度，故A錯(cuò)誤，B正確．由x2處與x4處的電勢(shì)相等，可知負(fù)電荷從x2處移到x4處，電勢(shì)能不變，故C錯(cuò)誤．x3處的電勢(shì)為φ2，x4處的電勢(shì)為φ1，則x3到x4的電勢(shì)差U＝φ2－φ1，根據(jù)電場(chǎng)力做功計(jì)算公式可得電荷量為q的正點(diǎn)電荷從x3移到x4，電場(chǎng)力做的功為W＝qU＝q(φ2－φ1)，故D正確． 8．[2019河南省南陽(yáng)一中模擬](多選)如圖所示為沿x軸方向的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨位置x變化的關(guān)系圖象，在x軸負(fù)方向上的圖象是直線，x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向，電子的電荷量為e(e>0)．則下列說(shuō)法正確的是( ) A．原點(diǎn)O處的電勢(shì)最高，－x1處的電勢(shì)最低 B．電子在－x2處和x1處的電勢(shì)能相等 C．將電子沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到x1處，電子的電勢(shì)能增加 D．將電子沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到－x1處，電場(chǎng)力做的功為eE0x1 答案：CD 解析：電場(chǎng)線沿x軸正方向，由沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低知，A錯(cuò)誤；在E－x圖象中，圖象與x軸所圍成的面積表示電勢(shì)差，由圖象可以得出－x2處與x1處之間存在電勢(shì)差，所以電子在－x2處和x1處具有的電勢(shì)能不相等，B錯(cuò)誤；將電子沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到x1處，電子克服電場(chǎng)力做功，電子的電勢(shì)能增加，C正確；坐標(biāo)原點(diǎn)O與－x1處之間的電勢(shì)差為E0x1，所以將電子沿x軸從坐標(biāo)原點(diǎn)O移到－x1處，電場(chǎng)力做的功為eE0x1，D正確． 9．[2019河南省豫北六校聯(lián)考]如圖所示，半徑為R的均勻帶正電薄球殼，殼內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，其球心位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，一帶正電的試探電荷靠近球殼表面處由靜止釋放沿坐標(biāo)軸向右運(yùn)動(dòng)．下列關(guān)于坐標(biāo)軸上某點(diǎn)電勢(shì)φ、試探電荷在該點(diǎn)的動(dòng)能Ek與離球心距離x的關(guān)系圖線，可能正確的是( ) 答案：A 解析：當(dāng)x≤R時(shí)，電勢(shì)是定值，當(dāng)x>R時(shí)，電勢(shì)為φ＝k，所以A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；試探電荷受到的庫(kù)侖力F＝k，而F＝越來(lái)越小，所以C、D項(xiàng)錯(cuò)誤． 10．[2019山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測(cè)]如圖所示，質(zhì)量可忽略的絕緣細(xì)桿做成正方體框架，邊長(zhǎng)為a，框架的每個(gè)頂點(diǎn)固定著一個(gè)帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小球，將這個(gè)框架靜止放在足夠粗糙的水平面上，水平面上方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)(未畫(huà)出)，場(chǎng)強(qiáng)為E，下列說(shuō)法正確的是( ) A．正方體中心位置處電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B．上方四個(gè)小球受到的電場(chǎng)力的合力均相同 C．若以右下底邊為軸把這個(gè)正方體向右側(cè)翻轉(zhuǎn)90，系統(tǒng)電勢(shì)能減少了6qEa D．若以右下底邊為軸把這個(gè)正方體向右側(cè)翻轉(zhuǎn)90，系統(tǒng)電勢(shì)能減少了8qEa 答案：D 解析：正方體中心位置處電場(chǎng)強(qiáng)度為E，A項(xiàng)錯(cuò)誤；上方四個(gè)小球受到的電場(chǎng)力的合力方向不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做的功為系統(tǒng)電勢(shì)能的減少量，且電場(chǎng)力做的功與路徑無(wú)關(guān)，則有W＝4qE2a，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確． 11. [2019山東師大附中模擬](多選)如圖所示，水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電粒子從A點(diǎn)以豎直向上的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)最高點(diǎn)B后回到與A在同一水平線上的C點(diǎn)，粒子從A到B過(guò)程中克服重力做的功為2.0 J，電場(chǎng)力做的功為3.0 J，則( ) A．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)多12.0 J B．粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)多1.0 J C．粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在C點(diǎn)少12.0 J D．粒子在C點(diǎn)的動(dòng)能為12.0 J 答案：AC 解析：將粒子的運(yùn)動(dòng)沿水平和豎直方向正交分解，水平分運(yùn)動(dòng)為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎直分運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)相等的前兩段時(shí)間間隔內(nèi)位移之比為13，粒子從A到B過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功為3.0 J，粒子從B到C過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功為9.0 J，故粒子從A到C過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功為12 J，粒子機(jī)械能增加，粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在C點(diǎn)少12.0 J，粒子從A到C過(guò)程中，電勢(shì)能減少12.0 J，粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)多12.0 J，故A、C項(xiàng)正確；粒子從A到B過(guò)程中克服重力做的功為2.0 J，電場(chǎng)力做的功為3.0 J，合外力做的功為1.0 J，粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)小1.0 J，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子從A到C過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功為12 J，重力勢(shì)能不變，粒子在C點(diǎn)的動(dòng)能大于12.0 J，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 12．[2019湖北省武漢調(diào)研] (多選)如圖所示，空間分布著勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)中有與電場(chǎng)方向平行的四邊形ABCD，其中M為AD的中點(diǎn)，N為BC的中點(diǎn)．將電荷量為＋q的粒子，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)能減小E1；將該粒子從D點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能減小E2.下列說(shuō)法正確的是( ) A．D點(diǎn)的電勢(shì)一定比A點(diǎn)的電勢(shì)高 B．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向必沿DC方向 C．若A、B之間的距離為d，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為 D．若將該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為 答案：CD 解析：根據(jù)題述，將電荷量為＋q的粒子從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)能減小E1，可知電場(chǎng)力做的功W1＝E1，A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)，且A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為U1＝，將電荷量為＋q的粒子從D點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能減小E2，可知電場(chǎng)力做的功W2＝E2，D點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)，且D、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差為U2＝，不能判斷出D點(diǎn)的電勢(shì)一定比A點(diǎn)的電勢(shì)高，也不能判斷出勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向必沿DC方向，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；若A、B之間的距離為d，電場(chǎng)方向沿AB方向，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小，由E＝可知電場(chǎng)強(qiáng)度最小值為Emin＝＝，選項(xiàng)C正確；根據(jù)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿兩平行線等長(zhǎng)距離電勢(shì)差相等，可知M、N兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為U＝(U1＋U2)＝(E1＋E2)，若將電荷量為＋q的粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為W＝qU＝(E1＋E2)，選項(xiàng)D正確． 13．[2019廣東省肇慶模擬](多選)如圖a所示，光滑絕緣水平面上有甲、乙兩個(gè)點(diǎn)電荷．t＝0時(shí)，甲靜止，乙以大小為6 m/s的初速度向甲運(yùn)動(dòng)．此后，它們僅在靜電力的作用下沿同一直線運(yùn)動(dòng)(整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有接觸)，它們運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖b所示．則由圖線可知( ) A．兩電荷的電性一定相反 B．t1時(shí)刻兩電荷的電勢(shì)能最大 C．0～t2時(shí)間內(nèi)，兩電荷間的靜電力先增大后減小 D．0～t3時(shí)間內(nèi)，甲的動(dòng)能一直增大，乙的動(dòng)能一直減小 答案：BC 解析：由題圖b可知，開(kāi)始時(shí)乙做減速運(yùn)動(dòng)，甲做初速度為0的加速運(yùn)動(dòng)，則兩個(gè)電荷的電性一定相同，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；在t1時(shí)刻，兩個(gè)電荷共速，兩個(gè)電荷間的距離最小，故在間距減小的過(guò)程中，電荷始終克服電場(chǎng)力做功，以后兩電荷的距離逐漸增大，電場(chǎng)力做正功，故間距最小時(shí)兩電荷的電勢(shì)能最大，B選項(xiàng)正確；在0～t2時(shí)間內(nèi)，兩電荷間的距離先減小后增大，故它們之間的靜電力先增大后減小，C選項(xiàng)正確；0～t3時(shí)間內(nèi)，甲的速度一直增大，故它的動(dòng)能一直增大，而乙的速度先減小后反向增大，故它的動(dòng)能也是先減小后增大，D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 14．[2019重慶市巴蜀中學(xué)檢測(cè)](多選)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一個(gè)圓，BD是其豎直直徑，AC是其另一條直徑，該圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)方向平行于圓周所在平面．帶等量負(fù)電荷的相同小球從圓心O以相同的初動(dòng)能沿不同方向射出，小球會(huì)經(jīng)過(guò)圓周上不同的點(diǎn)，其中通過(guò)圓周上A點(diǎn)的小球動(dòng)能最小，忽略空氣阻力，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．電場(chǎng)方向沿OA方向 B．小球經(jīng)過(guò)圓周上的不同點(diǎn)時(shí)，過(guò)B點(diǎn)的小球的動(dòng)能和電勢(shì)能之和最小 C．小球經(jīng)過(guò)圓周上的不同點(diǎn)時(shí)，過(guò)C點(diǎn)的小球的電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最小 D．小球經(jīng)過(guò)圓周上的不同點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能最小的小球應(yīng)經(jīng)過(guò)劣弧CD上的某一點(diǎn) 答案：BC 解析：在這個(gè)電場(chǎng)中，小球受到兩個(gè)力：重力和電場(chǎng)力，在A點(diǎn)動(dòng)能最小，那說(shuō)明速度最小，說(shuō)明OA方向發(fā)射的小球克服合力做的功最大，也就是說(shuō)在這個(gè)復(fù)合場(chǎng)中，合力方向指向OC方向，對(duì)O點(diǎn)小球受力分析，重力豎直向下，合力方向指向OC，電場(chǎng)力方向指向OB與OC之間，即電場(chǎng)方向應(yīng)該是由O指向劣弧AD方向，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于只有重力和電場(chǎng)力做功，故任何點(diǎn)的小球動(dòng)能、重力勢(shì)能和電勢(shì)能的和是定值，故B點(diǎn)重力勢(shì)能最大，過(guò)B點(diǎn)的小球的動(dòng)能和電勢(shì)能之和最小，故B項(xiàng)正確；從O到C合力做的功最多，故過(guò)C點(diǎn)的小球動(dòng)能最大，所以過(guò)C點(diǎn)的小球電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最小，故C項(xiàng)正確；機(jī)械能最小則電勢(shì)能最大，負(fù)電荷沿著電場(chǎng)線方向，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，所以應(yīng)該在劣弧AD之間，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 15. [2019江蘇省揚(yáng)州中學(xué)考試](多選)如圖所示，一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，環(huán)心為O，在O正上方h高的A點(diǎn)與A′點(diǎn)關(guān)于O對(duì)稱(chēng)．質(zhì)量為m的帶正電的小球從A點(diǎn)靜止釋放，并穿過(guò)帶電圓環(huán)．則小球從A點(diǎn)到A′點(diǎn)過(guò)程中加速度a、重力勢(shì)能EpG、機(jī)械能E、電勢(shì)能Ep電隨位置變化的圖象可能正確的是(取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)且重力勢(shì)能為零，向下為正方向，無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)( ) 答案：ABC 解析：在O點(diǎn)所受電場(chǎng)力為零，加速度為g，在O點(diǎn)下方，電場(chǎng)力方向向下，沿OA′方向可能先增大后減小，在O點(diǎn)上方，電場(chǎng)力方向向上，沿OA方向可能先增大后減小，根據(jù)牛頓第二定律有a＝，可知A選項(xiàng)正確；因?yàn)橹亓?shì)能為EpG＝－mgh，所以B選項(xiàng)正確；小球從A到圓環(huán)中心的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，機(jī)械能減小，穿過(guò)圓環(huán)后，電場(chǎng)力做正功，機(jī)械能增大，所以C選項(xiàng)正確；由于電場(chǎng)力大小是變化的，所以電勢(shì)能不可能隨h線性變化，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 16. 如圖所示，在水平地面上豎直固定一絕緣彈簧，彈簧中心直線的正上方固定一個(gè)帶電小球Q，現(xiàn)將與Q帶同種電荷的小球P從直線上的N點(diǎn)由靜止釋放，在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．小球P的電勢(shì)能先減小后增加 B．小球P與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定增加 C．小球動(dòng)能的減少量等于電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和 D．小球P速度最大時(shí)所受彈簧彈力和電場(chǎng)力的合力為零 答案：B 解析：在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)小球P一直做正功，小球P的電勢(shì)能一直減小，小球P與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定增加，B正確，A錯(cuò)誤；小球動(dòng)能的減少量等于彈簧彈力、電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和，C錯(cuò)誤；小球P速度最大時(shí)所受重力、彈簧彈力和電場(chǎng)力的合力為零，D錯(cuò)誤． 課時(shí)測(cè)評(píng) 綜合提能力 課時(shí)練 贏高分 一、選擇題 1．[2017全國(guó)卷Ⅰ](多選) 在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，任一點(diǎn)的電勢(shì)φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示．電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed.點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)φa已在圖中用坐標(biāo)(ra，φa)標(biāo)出，其余類(lèi)推．現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項(xiàng)正確的是( ) A．Ea：Eb＝4：1 B．Ec：Ed＝2：1 C．Wab：Wbc＝3：1 D．Wbc：Wcd＝1：3 答案：AC 解析：設(shè)點(diǎn)電荷的電荷量為Q，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝k，ra：rb＝1：2，rc：rd＝3：6，可知，Ea：Eb＝4：1，Ec：Ed＝4：1，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)做的功Wab＝q(φa－φb)＝3q(J)，試探電荷由b點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)做的功Wbc＝q(φb－φc)＝q(J)，試探電荷由c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)做功Wcd＝q(φc－φd)＝q(J)，由此可知，Wab：Wbc＝3：1，Wbc：Wcd＝1：1，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 2．[2017全國(guó)卷Ⅲ] (多選)一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示，三點(diǎn)的電勢(shì)分別為10 V、17 V、26 V．下列說(shuō)法正確的是( ) A．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2.5 V/cm B．坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為1 V C．電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低7 eV D．電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為9 eV 答案：ABD 解析：ac垂直于bc，沿ca和cd兩方向的場(chǎng)強(qiáng)分量大小分別為E1＝＝2 V/cm、E2＝＝1.5 V/cm，根據(jù)矢量合成可知E＝2.5 V/cm，A項(xiàng)正確；根據(jù)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中平行線上等距同向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等，有φ0－φa＝φb－φc，得φ0＝1 V，B項(xiàng)正確；a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為－7 eV，故電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的高7 eV，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功W＝eUbc＝(－17 eV)－(－26 eV)＝9 eV，D正確． 3. 如圖所示，a、b、c、d為正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，O點(diǎn)為d點(diǎn)在底面上的投影，在a、b兩點(diǎn)分別放置等量的負(fù)點(diǎn)電荷，則( ) A．c點(diǎn)電勢(shì)大于d點(diǎn)電勢(shì) B．c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 C．從O點(diǎn)沿Od移動(dòng)負(fù)電荷，負(fù)電荷的電勢(shì)能不斷增大 D．從c點(diǎn)沿cd移動(dòng)正電荷，正電荷受到的電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功 答案：D 解析：根據(jù)等量同種電荷電場(chǎng)線和等勢(shì)面的性質(zhì)可知，c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，故A錯(cuò)誤；根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，故場(chǎng)強(qiáng)不同，故B錯(cuò)誤；從O點(diǎn)沿Od移動(dòng)負(fù)電荷，電場(chǎng)力做正功，負(fù)電荷的電勢(shì)能不斷減小，故C錯(cuò)誤；沿cd移動(dòng)正電荷，正電荷離a、b連線中點(diǎn)的距離先減小后增大，而正電荷所受的電場(chǎng)力始終指向a、b連線的中點(diǎn)，則電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功，故D正確． 4．(多選)某電場(chǎng)在直角坐標(biāo)系中的電場(chǎng)線分布情況如圖所示，O、M、N為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，則由圖可得( ) A．M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) B．M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì) C．將一負(fù)電荷由O點(diǎn)移到M點(diǎn)電勢(shì)能增加 D．將一正電荷從O點(diǎn)分別移到M點(diǎn)和N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相同 答案：BC 解析：根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度表示場(chǎng)強(qiáng)的大小可知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，所以A錯(cuò)誤；根據(jù)沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低可知M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)，所以B正確；將一負(fù)電荷由O點(diǎn)移到M點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，所以C正確；因?yàn)镸點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)，所以將一正電荷從O點(diǎn)分別移到M點(diǎn)和N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功不相同，所以D錯(cuò)誤． 5．[2019廣東惠州三調(diào)](多選)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小球在力F(大小可以變化)的作用下沿圖中虛線由A至B做豎直向上的勻速運(yùn)動(dòng)．已知力F和A、B連線的夾角為θ，A、B間距離為d，重力加速度為g.則( ) A．力F大小的取值范圍只能在0～ B．電場(chǎng)強(qiáng)度E的最小值為 C．小球從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力可能不做功 D．若電場(chǎng)強(qiáng)度E＝時(shí)，小球從A運(yùn)動(dòng)到B電勢(shì)能變化量大小可能為2mgdsin2θ 答案：BCD 解析： 對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受到重力、拉力、電場(chǎng)力，因?yàn)樾∏蜃鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，故小球受力平衡，合外力為0，則拉力與電場(chǎng)力的合力與重力大小相等、方向相反，受力分析圖如圖所示．當(dāng)電場(chǎng)力垂直于F斜向上時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度最小，Eminq＝mgsinθ，Emin＝，B正確；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度豎直向上，且Eq＝mg時(shí)，F(xiàn)＝0，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度斜向下，方向越趨向于F的反方向，力F越大，F(xiàn)沒(méi)有最大值，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力的方向可能水平向右，此時(shí)tanθ＝，E＝，這種情況下，小球從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力不做功，C正確；若電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝時(shí)，qE＝mgtanθ，則電場(chǎng)力可能為圖中1或者圖中2處，若電場(chǎng)力位于圖中2處位置時(shí)，電場(chǎng)力做功W＝qEsin2θd＝qsin2θd＝2mgdsin2θ，電場(chǎng)力做功大小等于電勢(shì)能的變化量大小，D正確． 6. [2019上海松江區(qū)模擬]靜電場(chǎng)在x軸上的場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷( ) A．在x2和x4處電勢(shì)能相等 B．由x1運(yùn)動(dòng)到x3的過(guò)程中電勢(shì)能增加 C．由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電勢(shì)能先減少后增加 D．由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先減小后增大 答案：B 解析：x1～x4場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向，則正電荷從x2到x4處逆著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)升高，則正點(diǎn)電荷在x4處電場(chǎng)能較大，故A錯(cuò)誤；x1～x3處場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向，則正電荷從x1到x3處逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)，電勢(shì)升高，電勢(shì)能增加，故B正確；由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中，逆著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)升高，正點(diǎn)電荷的電勢(shì)能增加，故C錯(cuò)誤；由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中，場(chǎng)強(qiáng)的大小先增大后減小，故由F＝qE知，電場(chǎng)力先增大后減小，故D錯(cuò)誤． 7．(多選) 一帶正電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，其v－t圖象如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是( ) A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 B．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 C．C、D間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都為零 D．A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于C、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 答案：AB 解析：由圖線可看出，過(guò)A點(diǎn)的切線的斜率大于B點(diǎn)，即粒子在A點(diǎn)的加速度大于B點(diǎn)，故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)A正確；粒子在B點(diǎn)的速度大于A點(diǎn)，故從A到B動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，即粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)B正確；從C到D粒子做勻速運(yùn)動(dòng)，故C、D間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，但是電勢(shì)相等且不一定為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從A到B和從C到B粒子動(dòng)能的變化量相同，故電場(chǎng)力做功相同，即A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于C、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 8．[2019湖南衡陽(yáng)模擬]兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷固定于光滑絕緣水平面上，其連線的中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示，一個(gè)電荷量為2 C、質(zhì)量為1 kg的帶正電的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖乙所示，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(shuō)法正確的是( ) A．B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)E＝0.2 N/C B．由C到A的過(guò)程中物塊的電勢(shì)能先減小后增大 C．A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB＝5 V D．UCB下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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