2020年高考物理練習(xí)題電勢和電勢差(含解析)

1、2020年高考物理練習(xí)電勢和電勢差（含解析）1. 靜電場是周圍空間存在的一種物質(zhì)；通常用來描述電場的能的性質(zhì)。答案：靜止電荷；電勢解析：靜止電荷是周圍空間存在的一種物質(zhì)；電勢是用來描述電場的能的性質(zhì)的物理量2. 關(guān)于靜電場，下列說法正確的是（）A. 電勢等于零的物體一定不帶電B. 電場強度為零的點，電勢一定為零C. 同一電場線上的各點，電勢一定相等D. 負電荷沿電場線方向移動時，電勢能一定增加答：D【解析】考察電場和電勢概念及其電場力做功與電勢能的關(guān)系，選D3. 關(guān)于靜電場的電場強度和電勢，下列說法正確的是：（）A. 電場強度的方向處處與等勢面垂直B. 電場強度為零的地方，電勢也為零C. 隨著

2、電場強度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低D. 任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向【答案】AD解：電場線與等勢面處處垂直，而電場強度的方向為電場線的方向，故電場強度的方向與等勢面垂直，故A正確。電勢零點可以任意選擇，故電場強度為零的地方，電勢不一定為零，故B錯誤。場強的大小與電場線的疏密有關(guān)，與電勢的高低沒有關(guān)系，例如負點電荷的電場中，逆著電場線方向電場強度的大小逐漸減小，而電勢卻逐漸增大，故C錯。任一點的電場強度方向總是和該點的電場線方向一致，而電場線的方向是電勢降落最快的方向，可知選項D正確。4. 如圖所示，實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。下列判斷正確的是（）A1

3、、2兩點的場強相等B. 1、3兩點的場強相等C1、2兩點的電勢相等D.2、3兩點的電勢相等【答案】D【解析】根據(jù)電場線密處場強大，電場線稀處場強小的特點，1點的場強大于2、3點的場強，故A、B錯誤；根據(jù)沿著電場線電勢要逐漸降低的原理，1點的電勢大于2、3點的電勢，故C錯誤,D正確。5. 如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸垂直于環(huán)面且過圓心O.下列關(guān)于x軸上的電場強度和電勢的說法中正確的是AO點的電場強度為零，電勢最低BO點的電場強度為零，電勢最高C. 從O點沿x軸正方向，電場強度減小，電勢升高D. 從O點沿x軸正方向，電場強度增大，電勢降低【答案】B【解析】O點合場強為零，在O點右側(cè)每一

4、點合場強方向向右，在O點左側(cè)每一點合場強方向向左，沿電場方向電勢降低，所以O(shè)點電勢最高，選項B正確；ACD錯誤。6. 如圖12所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著一個帶電量為+Q的小球P,帶電量分別為-q和+2q的小球M和N,由絕緣細桿相連，靜止在桌面上，P與M相距L，P、M和N視為點電荷，下列說法正確的是A. M與N的距離大于LB. P、M和N在同一直線上C. 在P產(chǎn)生的電場中，M、N處的電勢相同D. M、N及細桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零【答案】BD【解析】由于MN處于靜止狀態(tài)，則MN的合力為零，即kQq二k型，解得x=41L,那么M、Lx2N間距約為0.4L，選項A錯；由于MN靜止不動，則P

5、對M和對N的力應(yīng)該在一條直線上，選項B正確；在P產(chǎn)生的電場中，M點的電勢較高，選項C錯；由于MN靜止不動，則M、N及細桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零，則選項D正確。7. 關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是A兩個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. 同一等勢面上各點電場強度一定相等D. 將一負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【答案】B【解析】等勢面相交，則電場線一定相交，故在同一點存在兩個不同的電場強度方向，與事實不符，故A錯誤；電場線與等勢面垂直，B正確；同一等勢面上的電勢相同，但是電場強度不一定相同，C錯誤；將負電荷從高電勢處移動到低電勢處

6、，受到的電場力方向是從低電勢指向高電勢，所以電場力方向與運動方向相反，電場力做負功，D錯誤。8. 如圖（a），直線MN表示某電場中一條電場線，a、b是線上的兩點。將一帶負電荷的粒子從a點處由靜止釋放，粒子從a運動到b過程中的v-t圖線如圖（b）所示，設(shè)a、b兩點的電勢分別為9、9，場強大小分別為E、E，粒子abab在a、b兩點的電勢能分別為W、W，不計重ab力，則有（)A.9>9B.E>EababC.EvED.W>Wabab【答案】BD【解析】由圖b可知，粒子做加速度減小、速度增大的直線運動，故可知從a到b電場力減小，則電場強度減小，E>E，選項B對C錯；粒子的動能增大

7、，則電勢能減小，電場力由a指向b,ab而電場線由b指向a，b處為高電勢，故選項A錯D對。9. 圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場，實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，a、b、c三點是實線與虛線的交點。則該粒子（）A. 帶負電B. 在c點受力最大C. 在b點的電勢能大于在c點的電勢能D. 由a點到b點的動能變化大于由b點至Ijc點的動能變化答：CD解析：根據(jù)粒子運動軌跡可知，粒子帶正電，選項A正確；根據(jù)庫侖定律可知，離點電荷最近時庫侖力最大，選項B錯誤；從b點到c點電場力做正功，電勢能減小，選項C錯誤；同心圓間距相等，所以a點到b點電勢差

8、大于b點到c點的電勢差，所以由a點到b點的動能變化大于由b點至Ijc點的動能變化，選項D正確。10. 電場線分布如圖昕示電場中a、b兩點的電場強度大小分別為已矢Ea和Eb,電勢分別為您和尙，則A. E>E，（P>必B.E>E,，（p<血ababababC.E<E，p>pD.E<E，p<pabababab答案：C解析：本題考查電場、電場線、電勢，主要考查學(xué)生通過電場線判斷電勢高低及電場強度的大小。從電場線的分布看，b處比較密集，故Eb>Ea，沿著電場線方向電勢越來越低，故鶴>血，C選項正確。11. 如圖所示，在兩等量異種點電荷的電場中，

9、MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關(guān)于MN對稱，b點位于MN上,dM點位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是A. b點場強大于d點場強Bb點場強小于d點場強C. a、b兩點間的電勢差等于b、c兩點間的電勢差D. 試探電荷+q在a點的電勢能小于在c點的電勢能答案：BC解析：根據(jù)等量同種電荷的電場線分布可知b點場強小于d點場強，B正確，A錯誤；由對稱性可知a、b兩點的電勢差等于b、c兩點間的電勢差，C正確；MN左側(cè)電勢大于零，而右側(cè)小于零所以試探電荷+q在a點的電勢能大于在c點的電勢能，D錯誤。12. 空間中P、Q兩點處各固定一個點電荷，其中P點處為正點電荷

10、，P、Q兩點附近電場的等勢兩個等量異種電荷的電場線和等勢面面分布如題20圖所示，a、b、c、d為電場中的四個點。則A. P、Q兩點處的電荷等量同種B. a點和b點的電場強度相同C. c點的電勢低于d點的電勢D. 負電荷從a到c,電勢能減少答:D解析：由等勢面分布知道是兩個等量異種電荷，A錯；對稱的a點和b點的電場強度大小相同但方向不同，B錯；離正電荷近處的電勢高，C錯；負電荷從a到c，電場力做正功，電勢能減少，選項D正確。13. 如圖所示，在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種電荷+Q、-Q，虛線是以+Q所在點為圓心、L/2為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中a、c兩點在x軸上，b、

11、d兩點關(guān)于x軸對稱，下列說法正確的是（）A、b、d兩點處的電勢相同B、四個點中c點處的電勢最低C、b、d兩點處的電場強度相同D、將一試探電荷+q沿圓周由a點移至c點，+q的電勢能減小答案：ABD。解析：b、d是+Q電荷的等勢面上的兩點，兩點關(guān)于x軸對稱，對于-Q兩點的電勢相等，即從b把電荷移到d,兩電荷都不做功，故A選項正確；四個點均在+Q電荷的等勢面上，c離-Q電荷最6/72020年高考物理練習(xí)題電勢和電勢差（含解析）近，故電荷c的電勢最低，B選項正確；b、d兩點的電場強度是兩電荷的電場的疊加，但方向不同，故C選項錯誤；試探電荷+q沿圓周由a移至c點，電荷+Q不做功，但電荷-Q作正功，故電勢

12、能減小，選項D正確。14. 兩個相同的負電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖所示。c是兩負電荷連線的中點，d點在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則(ACD)(A) a點的電場強度比b點的大(B) a點的電勢比b點的高(C) c點的電場強度比d點的大(D) c點的電勢比d點的低解析：由圖知，a點處的電場線比b點處的電場線密集，c點處的電場線比d點處的電場線密集，所以選項A、C正確；過a點畫等勢線，與b點所在電場線的交點在b點沿電場線的方向上，所以b點的電勢高于a點的電勢，故B錯誤；同理可得d點的電勢高于c點的電勢，故D正確。15. 如圖，在正電荷Q的電場中有M、N、P和F四點，M、N、

13、P為直角三角形的三個頂點，F(xiàn)為9N、9P、9F表示，已知MN的中點，ZM二30。，M、N、P、F四點處的電勢分別用9M9m叫，作巴，點電荷Q在M、N戶三點所在平面內(nèi)，則()A、點電荷Q一定在MP連線上NF/%予、IMpO譏B、連線PF一定在同一個等勢面上C、將正試探電荷從P點搬運到N點，電場力做負功D、9大于9PM【答案】AD解析】任意兩個等勢點連線的垂直平分線都指向點電荷，根據(jù)題意，點電荷Q必在MN的中垂線和PF的中垂線的交點處，過F作MN的垂直平分線交MP于O點，由幾何關(guān)系可知ON恰好垂直平分PF,故點電荷Q一定位于O點，選項A項正確；正點電荷的等勢面是以點電荷為圓心的同心圓，即等勢面不是

14、直線而是球面，可知B項錯誤；因為是正電荷形成的電場，將正電荷從P點搬運到N點，遠離場源正電荷，電場力做正功,C項錯誤；根據(jù)幾何關(guān)系可得OPvOM，距離場源正電荷越遠電勢越低，所以P點電勢大于M點電勢，選項D對。16. 如圖所示，在平面直角中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點0處的電勢為(cm).B(0,朽)A(6,0)-0V,點A處的電勢為6V,點B處的電勢為3V,則電場強度的大小為A.200V/mB.200.3V/mC.100V/mD.100.3V/m答:A解析：延長AB到C,使BC=AB,過C作CD垂直AO交延長線于D，如圖示。由圖可知CD的長度是2打cm，DE長為3cm,即D

15、到CO的0V等勢線的電場線方向距離，E=空二200V/m。d3cm18題解析圖17. 兩個等量異種點電荷位于x軸上，相對原點對稱分布，正確描述電勢0隨位置x變化規(guī)律的是圖9/7解析：本題考查等量異種點電荷的等勢面分布。根據(jù)靜電場知識：電場線從正電荷出發(fā)終止于無窮遠處，且沿著電場線方向電勢越來越低，故越靠近正點電荷的位置電勢越高，越靠近負電電荷的位置電勢越低，電勢是標量，正值一定大于負值，故若取兩電荷連線的中垂面為零勢能面，則靠近負電電荷的電勢均為負值，靠近正電荷的電勢均為正值，故A正確。當然也可以將等勢面與地理的“等高線”進行類比，正點電荷處于正立的山口處，負電荷處于倒立的山口處，顯然A正確。

16、18. （1）靜電場可以用電場線和等勢面形E象描述。a. 請根據(jù)電場強度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點電荷Q的場強表達式；b. 點電荷的電場線和等勢面分布如圖所示，等勢面S2到點電荷的距離分別為rr2。我們知道，電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強度的大小。請計算S2上單位面積通過的電場線條數(shù)之比NFN。1212（2）觀測宇宙中輻射電磁波的天體，距離越遠單位面積接收的電磁波功率越小，觀測越困難。為了收集足夠強的來自天體的電磁波，增大望遠鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要途徑。2016年9月25日，世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡FAST在我國貴州落成啟用，被譽為“中國天眼”。FAST直徑為500m,有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍。a.設(shè)直徑為100m的望遠鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為耳，計算FAST能夠接收到的2020年高考物理練習(xí)題電勢和電勢差(含解析)來自該天體的電磁波功率P2；b.在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的。僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象，設(shè)直徑為100m望遠鏡能夠觀測到的此類天體數(shù)目是N0,計算FAST能夠觀測到的此類天體數(shù)目N。解：(1)a.在距Q為r的位置放一電荷量為q的檢驗電荷。根據(jù)庫侖定律檢驗電荷受到的電場力：F=kQqr2根據(jù)電場強度的定義：E=F得E=