2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第七單元電場(chǎng)題組層級(jí)快練32電場(chǎng)能的性質(zhì)新人教版202205033206

1、題組層級(jí)快練(三十二)一、選擇題1(2022·大慶一模)關(guān)于靜電場(chǎng)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()a將負(fù)電荷由電勢(shì)低的地方移到電勢(shì)高的地方，電勢(shì)能一定增加b無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，靜電力做的正功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大c在同一個(gè)等勢(shì)面上的各點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)的大小必然是相等的d電勢(shì)下降的方向就是電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的方向答案b解析a項(xiàng)，根據(jù)epq，將負(fù)電荷由電勢(shì)低的地方移到電勢(shì)高的地方，電勢(shì)能減小故a項(xiàng)錯(cuò)誤b項(xiàng)，無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，靜電力做的正功越多，因無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零，因此電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大故b項(xiàng)正確c項(xiàng)，在等勢(shì)面上，電勢(shì)處處相等，場(chǎng)強(qiáng)不一

2、定相等；故c項(xiàng)錯(cuò)誤d項(xiàng)，電勢(shì)下降最快的方向才是電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的方向故d項(xiàng)錯(cuò)誤2.(2022·浙江模擬)在地面上插入一對(duì)電極m、n，將兩個(gè)電極與直流電源相連，大地中形成恒定電流和恒定電場(chǎng)恒定電場(chǎng)的根本性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同，其電場(chǎng)線分布如下圖，p、q是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()ap點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大bp點(diǎn)電勢(shì)比q點(diǎn)電勢(shì)高c電子在p點(diǎn)的電勢(shì)能比在q點(diǎn)的電勢(shì)能大d電子沿直線從n到m的過(guò)程中所受電場(chǎng)力變大答案b解析a項(xiàng)，電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大，所以p點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小，故a項(xiàng)錯(cuò)誤；b項(xiàng)，該電場(chǎng)與等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)相似，根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的特點(diǎn)可知，mn的中垂線為一個(gè)等勢(shì)面，然后根據(jù)沿電場(chǎng)

3、線方向電勢(shì)降低可知：p點(diǎn)電勢(shì)一定高于q點(diǎn)電勢(shì)，故b項(xiàng)正確；c項(xiàng)，p點(diǎn)電勢(shì)高于q點(diǎn)電勢(shì)，即pq.由電勢(shì)能公式epq，可知由于電子帶負(fù)電，q0，所以電子在p點(diǎn)的電勢(shì)能小于在q點(diǎn)的電勢(shì)能故c項(xiàng)錯(cuò)誤；d項(xiàng)，由于該電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，從n到m的過(guò)程e先減小后增大，由fqe可知，電子所受的電場(chǎng)力也是先減小后增大，故d項(xiàng)錯(cuò)誤3.(2022·太原測(cè)評(píng))如圖，空間中存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)在電場(chǎng)中將一帶電液滴從b點(diǎn)由靜止釋放(不計(jì)空氣阻力)，液滴沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d，且直線bd方向與豎直方向成45°角，以下判斷正確的選項(xiàng)是()a液滴帶正電荷b液滴的電勢(shì)能減少c液滴的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和不變d液滴的

4、電勢(shì)能和動(dòng)能之和不變答案b解析帶電液滴受重力和電場(chǎng)力兩個(gè)力的作用，由靜止釋放后，沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d，說(shuō)明液滴所受合外力沿b到d的方向，又因?yàn)橹亓Ψ较蜇Q直向下，所以電場(chǎng)力的方向水平向右，而電場(chǎng)線水平向左，故帶電液滴帶負(fù)電，a項(xiàng)錯(cuò)誤；液滴沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中，重力和電場(chǎng)力均做正功，重力勢(shì)能和電勢(shì)能都減少，b項(xiàng)正確，c項(xiàng)錯(cuò)誤；重力和電場(chǎng)力合力所做的功，等于液滴動(dòng)能的增量，又因?yàn)橹亓碗妶?chǎng)力所做的功等于重力勢(shì)能和電勢(shì)能的減少量，故液滴的重力勢(shì)能、電勢(shì)能、動(dòng)能三者之和不變，d項(xiàng)錯(cuò)誤4(多項(xiàng)選擇)(2022·廣東三模)如下圖，實(shí)線為方向未知的三條電場(chǎng)線，虛線分別為等勢(shì)線1、2、3，mnnq

5、，帶電量相等的a、b兩帶電粒子從等勢(shì)線2上的o點(diǎn)以相同的初速度飛出僅在電場(chǎng)力作用下，兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖，那么()aa一定帶正電，b一定帶負(fù)電ba加速度減小，b加速度增大cmn兩點(diǎn)電勢(shì)差|umn|等于nq兩點(diǎn)電勢(shì)差|unq|da粒子到達(dá)等勢(shì)線3的動(dòng)能變化量比b粒子到達(dá)等勢(shì)線1的動(dòng)能變化量小答案bd解析a項(xiàng)，由圖，a粒子的軌跡方向向右彎曲，a粒子所受電場(chǎng)力方向向右，b粒子的軌跡向左彎曲，b粒子所受電場(chǎng)力方向向左，由于電場(chǎng)線方向未知，無(wú)法判斷粒子的電性故a項(xiàng)錯(cuò)誤；b項(xiàng)，由題，a所受電場(chǎng)力逐漸減小，加速度減小，b所受電場(chǎng)力增大，加速度增大故b項(xiàng)正確；c項(xiàng)，mnnq，由于mn段場(chǎng)強(qiáng)大于nq段場(chǎng)強(qiáng)，所

6、以mn兩點(diǎn)電勢(shì)差|umn|大于nq兩點(diǎn)電勢(shì)差|unq|.故c項(xiàng)錯(cuò)誤；d項(xiàng)，根據(jù)電場(chǎng)力做功公式wuq，|umn|unq|，a粒子從等勢(shì)線2到3電場(chǎng)力做功小于b粒子從等勢(shì)線2到1電場(chǎng)力做功，所以a粒子到達(dá)等勢(shì)線3的動(dòng)能變化量比b粒子到達(dá)等勢(shì)線1的動(dòng)能變化量小故d項(xiàng)正確5.(多項(xiàng)選擇)(2022·江蘇)在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2，其靜電場(chǎng)的電勢(shì)在x軸上分布如下圖以下說(shuō)法正確有()aq1和q2帶有異種電荷bx1處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零c負(fù)電荷從x1移到x2，電勢(shì)能減小d負(fù)電荷從x1移到x2，受到的電場(chǎng)力增大答案ac解析a項(xiàng)，由圖可知：無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，又有電勢(shì)為正的地方，故存在正電荷；又有電勢(shì)為

7、負(fù)的地方，故也存在負(fù)電荷，所以，q1和q2帶有異種電荷，故a項(xiàng)正確；b項(xiàng)，電場(chǎng)強(qiáng)度等于圖中曲線斜率，x1處的斜率不為零，故電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，故b項(xiàng)錯(cuò)誤；c項(xiàng)，負(fù)電荷從x1移到x2，電勢(shì)增大，電勢(shì)能減小，故c項(xiàng)正確；d項(xiàng)，負(fù)電荷從x1移到x2，曲線斜率減小，故電場(chǎng)強(qiáng)度減小，所以，受到的電場(chǎng)力減小，故d項(xiàng)錯(cuò)誤6(多項(xiàng)選擇)如下圖，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有直角三角形obc，電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行，假設(shè)三角形三點(diǎn)處的電勢(shì)分別用o、b、c，o0 v，b3 v，c6 v，且邊長(zhǎng)ob cm，oc6 cm，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()a勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為200 v/mb勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為100 v

8、/mc勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向斜向下與oc夾角(銳角)為60°d一個(gè)電子由c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到o點(diǎn)再運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能減少了3 ev答案ac解析a、b兩項(xiàng)，如圖，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)，oc中點(diǎn)d的電勢(shì)為3 v，那么bd為一條等勢(shì)線，電場(chǎng)方向如圖；由幾何關(guān)系得，o到bd的距離d cm，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中e v/m200 v/m，故a項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯(cuò)誤；c項(xiàng)，電場(chǎng)方向垂直于等勢(shì)面，并指向電勢(shì)降落的方向，由幾何關(guān)系，勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向斜向下與oc夾角(銳角)為60°，故c項(xiàng)正確；d項(xiàng)，電場(chǎng)力做功只與初末位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)，由b3 v，c6 v，那么一個(gè)電子由c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能

9、增加了3 ev，故d項(xiàng)錯(cuò)誤7(2022·涼山州模擬)如圖，在紙面內(nèi)有一水平直線，直線上有a、b兩點(diǎn)，且ab長(zhǎng)度為d，當(dāng)在該紙面內(nèi)放一點(diǎn)電荷q并固定在某位置時(shí)，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，且a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為e，方向如下圖，30°.靜電力常量為k，描述正確的選項(xiàng)是()a點(diǎn)電荷q帶正電b點(diǎn)電荷q所帶電量的大小為c把一個(gè)q電荷從a點(diǎn)沿直線移動(dòng)到b點(diǎn)過(guò)程中，q所受的電場(chǎng)力先增大后減小d把一個(gè)q電荷從a點(diǎn)沿直線移動(dòng)到b點(diǎn)過(guò)程中，電勢(shì)能先增大后減小答案c解析a項(xiàng)，由于a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，且a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為e，所以q一定位于ab的中垂線和沿電場(chǎng)線e的交點(diǎn)上，如下圖，由于a點(diǎn)的電場(chǎng)線方向指向q，

10、所以q帶負(fù)電，故a項(xiàng)錯(cuò)誤；b項(xiàng)，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式可得：e，解得q，故b項(xiàng)錯(cuò)誤；c項(xiàng)，把一個(gè)q電荷從a點(diǎn)沿直線移動(dòng)到b點(diǎn)過(guò)程中，根據(jù)庫(kù)侖定律可知q所受的電場(chǎng)力先增后減，故c項(xiàng)正確；d項(xiàng)，把一個(gè)q電荷從a點(diǎn)沿直線移動(dòng)到b點(diǎn)過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，故d項(xiàng)錯(cuò)誤8(2022·臨沂一模)a、b為兩等量異種電荷，圖中水平虛線為a、b連線的中垂線，現(xiàn)將另兩個(gè)等量異種的檢驗(yàn)電荷a、b，如圖用絕緣細(xì)桿連接后從離ab無(wú)窮遠(yuǎn)處沿中垂線平移到ab的連線，平移過(guò)程中兩檢驗(yàn)電荷位置始終關(guān)于中垂線對(duì)稱假設(shè)規(guī)定離ab無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()a在ab的連

11、線上a所處的位置電勢(shì)a0ba、b整體在ab連線處具有的電勢(shì)能ep0c整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中，靜電力對(duì)a做正功d整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中，靜電力對(duì)a、b整體做正功答案b解析無(wú)窮遠(yuǎn)及中垂線上電勢(shì)為零；電勢(shì)沿電場(chǎng)線方向降落；a項(xiàng)，設(shè)ab連線的中點(diǎn)為o.由于ab連線的垂直平分線是一條等勢(shì)線，且一直延伸到無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以o點(diǎn)的電勢(shì)為零ao間的電場(chǎng)線方向由ao，而順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，可知，a所處的位置電勢(shì)a0，故a項(xiàng)錯(cuò)誤b項(xiàng)，a所處的位置電勢(shì)a0，b所處的位置電勢(shì)b0，由epq知，a、b在ab連線處的電勢(shì)能均大于零，那么整體的電勢(shì)能ep0.故b項(xiàng)正確；c項(xiàng)，在平移過(guò)程中，a所受的靜電力與其位移方向的夾角為鈍角，那么靜

12、電力對(duì)a做負(fù)功，故c項(xiàng)錯(cuò)誤；d項(xiàng)，a、b看成一個(gè)整體，原來(lái)總電勢(shì)能為零，在ab處系統(tǒng)總電勢(shì)能為正，所以整個(gè)移動(dòng)過(guò)程中，總電勢(shì)能增大，靜電力對(duì)a、b整體做負(fù)功，故d項(xiàng)錯(cuò)誤9.(2022·南寧二模)空間存在一沿x軸方向的靜電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度e隨x變化的關(guān)系如下圖，a、b、c為x軸上的點(diǎn)，取x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()aac段中b點(diǎn)的電勢(shì)最低b一帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能減小cuabubcd一正電荷僅在電場(chǎng)力作用下從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)動(dòng)能先增大后減小答案c解析a項(xiàng)，從a點(diǎn)到c點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不變，那么電勢(shì)一直降低，故c點(diǎn)電勢(shì)最低，a項(xiàng)錯(cuò)誤；b項(xiàng)，因?yàn)殡妶?chǎng)方向

13、沿x軸正方向，電場(chǎng)力沿x軸正向，所以帶負(fù)電粒子電場(chǎng)力做負(fù)功，從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能增大，故b項(xiàng)錯(cuò)誤；c項(xiàng)，ab兩點(diǎn)間圖像與x軸所夾的面積大于bc兩點(diǎn)間圖像與x軸所夾的面積，所以u(píng)abubc，故c項(xiàng)正確；d項(xiàng)，正電荷從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能一直減小，d項(xiàng)錯(cuò)誤10.(2022·吉林三模)在真空中的x軸上的原點(diǎn)和x6a處分別固定一個(gè)點(diǎn)電荷m、n，在x2a處由靜止釋放一個(gè)正點(diǎn)電荷p，假設(shè)點(diǎn)電荷p只受電場(chǎng)力作用沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，其速度大小與在x軸上的位置關(guān)系如下圖，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()a點(diǎn)電荷m、n一定都是負(fù)電荷b點(diǎn)電荷p的電勢(shì)能一定是先增大后減小c點(diǎn)電荷m、n所帶電荷量的

14、絕對(duì)值之比為21dx4a處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零答案d解析a項(xiàng)，由v­x圖像可知，點(diǎn)電荷p的速度先增大后減小，所以點(diǎn)電荷p的動(dòng)能先增大后減小，說(shuō)明電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功，結(jié)合正電荷受到的電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)的方向相同可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向先沿x軸的正方向，后沿x軸的負(fù)方向，根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的特點(diǎn)與電場(chǎng)的疊加原理可知，點(diǎn)電荷m、n一定都是正電荷故a項(xiàng)錯(cuò)誤；b項(xiàng)，點(diǎn)電荷p的動(dòng)能先增大后減小，由于只有電場(chǎng)力做功，所以點(diǎn)電荷p的電勢(shì)能一定是先減小后增大故b項(xiàng)錯(cuò)誤；c項(xiàng)，由圖可知，在x4a處點(diǎn)電荷p的速度最大，速度的變化率為0，說(shuō)明了x4a處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于0.那么m與n的點(diǎn)電荷在x4a處的電場(chǎng)強(qiáng)度

15、大小相等，方向相反，根據(jù)庫(kù)侖定律得：，所以：點(diǎn)電荷m、n所帶電荷量的絕對(duì)值之比為41.故c項(xiàng)錯(cuò)誤，d項(xiàng)正確二、非選擇題11.如下圖，m、n是水平放置的一對(duì)正對(duì)平行金屬板，其中m板中央有一小孔o(hù)，板間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，ab是一根長(zhǎng)為9l的輕質(zhì)絕緣細(xì)桿，在桿上等間距地固定著10個(gè)完全相同的帶電小球，每個(gè)小球帶電荷量為q，質(zhì)量為m，相鄰小球間的距離為l.再將最下端的小球置于o處，然后將ab由靜止釋放，ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持豎直，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，在第四個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)到第五個(gè)小球進(jìn)入電場(chǎng)前這一過(guò)程中，ab做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大?。?2)上述勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度大小答案(1)e

16、(2)v解析(1)第4個(gè)帶電小球進(jìn)入電場(chǎng)能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么由平衡條件：4qe10mg解得：e.(2)釋放到第4個(gè)小球剛進(jìn)入電場(chǎng)，由動(dòng)能定理：10mg×3lqe×3lqe×2lqe×l(10m)v20，解得：v.12.(2022·淄博三模)如下圖，在方向豎直向上、大小為e1×106 v/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，固定一個(gè)穿有a、b兩個(gè)小球(均視為質(zhì)點(diǎn))的光滑絕緣圓環(huán)，圓環(huán)在豎直平面內(nèi)，圓心為o、半徑為r0.2 ma、b用一根絕緣輕桿相連，a帶的電荷量為q7×107 c，b不帶電，質(zhì)量分別為ma0.01 kg、mb0.08 kg.將兩

17、小球從圓環(huán)上的圖示位置(a與圓心o等高，b在圓心o的正下方)由靜止釋放，兩小球開(kāi)始沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)重力加速度大小為g10 m/s2.(1)通過(guò)計(jì)算判斷，小球a能否到達(dá)圓環(huán)的最高點(diǎn)c?(2)求小球a的最大速度值(3)求小球a從圖示位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，其電勢(shì)能變化的最大值答案(1)a在圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)能為負(fù)值，故a不能到達(dá)圓環(huán)最高點(diǎn)(2) m/s(3)0.134 4 j解析(1)設(shè)a、b在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，輕桿對(duì)a、b做的功分別為wt1、wt1，那么：wt1wt10設(shè)a、b到達(dá)圓環(huán)最高點(diǎn)的動(dòng)能分別為eka、ekb，對(duì)a由動(dòng)能定理：qermagrwt1eka對(duì)b由動(dòng)能定理：wt1mbgrekb聯(lián)立

18、解得：ekaekb0.04 j上式說(shuō)明：a在圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)能為負(fù)值，故a不能到達(dá)圓環(huán)最高點(diǎn)(2)設(shè)b轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，a、b的速度大小分別為va、vb，因a、b做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和角速度均相同，故：vavb對(duì)a由動(dòng)能定理：qersinmagrsinwt2mava2對(duì)b由動(dòng)能定理：wt2mbgr(1cos)mbvb2聯(lián)立解得：va2×(3sin4cos4)由上式解得，當(dāng)tan時(shí)，a、b的最大速度均為vmax m/s.(3)a、b從圖示位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)兩球速度為0時(shí)，電場(chǎng)力做功最多，電勢(shì)能減少最多，由式得：3sin4cos40解得：sin或sin0(舍去)故a的電勢(shì)能減少：|ep|qersin j0.134 4 j.13如圖甲所示，兩個(gè)帶正電的小球a、b套在一個(gè)傾斜的光滑直桿上，兩球均可視為