高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第2節(jié) 電場(chǎng)能的性質(zhì)檢測(cè)（含解析）試題

電場(chǎng)能的性質(zhì)(建議用時(shí)：35分鐘)【A級(jí)基礎(chǔ)題練熟快】1．(多選)(2019·浙江溫州模擬)如圖所示實(shí)線為等量異號(hào)點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)線，虛線為以一點(diǎn)電荷為中心的圓，M點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)．若將一正試探點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動(dòng)到M點(diǎn)，則()A．電荷所受電場(chǎng)力大小不變B．電荷所受電場(chǎng)力逐漸增大C．電荷電勢(shì)能逐漸減小D．電荷電勢(shì)能保持不變解析：選BC.由電場(chǎng)線的分布情況可知，N處電場(chǎng)線比M處電場(chǎng)線疏，則N處電場(chǎng)強(qiáng)度比M處電場(chǎng)強(qiáng)度小，由電場(chǎng)力公式F＝qE可知正點(diǎn)電荷從虛線上N點(diǎn)移動(dòng)到M點(diǎn)，電場(chǎng)力逐漸增大，故A錯(cuò)誤，B正確．根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知從N到M，電勢(shì)逐漸降低，正電荷的電勢(shì)能逐漸減小，故C正確，D錯(cuò)誤．2．(多選)(2019·江蘇模擬)如圖所示，實(shí)線表示一簇關(guān)于x軸對(duì)稱的等勢(shì)面，在軸上有A、B兩點(diǎn)，則()A．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向C．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)D．A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)解析：選AD.等差等勢(shì)面的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，由于0.4V與0.2V兩個(gè)等勢(shì)面間電勢(shì)差等于0.6V與0.4V兩個(gè)等勢(shì)面間電勢(shì)差，B點(diǎn)處等勢(shì)面密，B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度較大，故A正確，C錯(cuò)誤；電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，并且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，故A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸正方向，沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低，故A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)，故D正確，B錯(cuò)誤．3．(多選)如圖所示，真空中M、N點(diǎn)處固定有兩等量異種點(diǎn)電荷，a、b、c表示兩點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的3條等勢(shì)線，b是M、N連線的中垂線，交M、N于O點(diǎn)，a、c關(guān)于b對(duì)稱．點(diǎn)d、e、f、g是以O(shè)為圓心的圓與a、c的交點(diǎn)．已知一帶正電的試探電荷從d點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn)時(shí)，試探電荷的電勢(shì)能增加，則以下判斷正確的是()A．M點(diǎn)處固定的是正電荷B．d點(diǎn)的電勢(shì)低于f點(diǎn)的電勢(shì)C．d點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與f點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同D．將帶正電的試探電荷沿直線由d點(diǎn)移動(dòng)到f點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小解析：選BC.正電荷從d點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn)電勢(shì)能增加，則d點(diǎn)電勢(shì)低于e點(diǎn)，M處為負(fù)電荷，N處為正電荷，d點(diǎn)的電勢(shì)低于f點(diǎn)的電勢(shì)，d、f兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，將帶正電的試探電荷沿直線從d點(diǎn)移動(dòng)到f點(diǎn)，電勢(shì)能一直增大，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤．4．(2019·河南六市一聯(lián))在真空中A、B兩點(diǎn)分別放有異種點(diǎn)電荷－Q和＋2Q，以A、B連線中點(diǎn)O為圓心作一圓形路徑acbd，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()A．場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系有Ea＝Eb、Ec＝EdB．電勢(shì)高低關(guān)系有φa＞φb、φc＞φdC．將一負(fù)點(diǎn)電荷沿圓弧由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功D．將一正點(diǎn)電荷沿直線由c運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中電勢(shì)能始終不變解析：選C.對(duì)比等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知，題圖中場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系有Eb＞Ea，Ec＝Ed，A項(xiàng)錯(cuò)誤．由沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知，φa＜φb，再由對(duì)稱性可知φc＝φd，B項(xiàng)錯(cuò)誤．因沿直線由c到d過(guò)程中電勢(shì)先升高再降低，所以將一正點(diǎn)電荷沿直線由c運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中電勢(shì)能先增大再減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤．5.(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Eb＞EcB．電勢(shì)大小關(guān)系有φb＞φdC．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)力做正功解析：選BD.同一電場(chǎng)中，電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大，因此Eb＜Ec，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，且導(dǎo)體表面為等勢(shì)面，因此φb＞φd，選項(xiàng)B正確；由于無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，故d點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)，負(fù)電荷放在d點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為正值，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由題圖可知，φa＞φd，Uad＞0，則將正電荷由a點(diǎn)移至d點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做功W＝qUad，為正功，選項(xiàng)D正確．6.(多選)(2019·合肥模擬)如圖所示，某勻強(qiáng)電場(chǎng)中A、B、C、D四點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)菱形，對(duì)角線AC＝12cm，BD＝16cm，一個(gè)質(zhì)子從A移到B，電場(chǎng)力做了24eV的功；一個(gè)電子從A移到C，克服電場(chǎng)力做了24eV的功．其中A點(diǎn)的電勢(shì)為零，則下列說(shuō)法正確的是()A．D點(diǎn)的電勢(shì)φD＝0B．D點(diǎn)的電勢(shì)φD＝－24VC．電場(chǎng)強(qiáng)度E＝250N/CD．電場(chǎng)強(qiáng)度E＝200N/C解析：選AC.由題意可知：UAB＝eq\f(WAB,q)＝24V，UAC＝eq\f(WAC,q)＝24V，φA＝0，φB＝φC＝－24V，BC的連線為一條等勢(shì)線，所以AD的連線也為一條等勢(shì)線，所以φD＝0，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)幾何關(guān)系可求得AD和BC間的垂直距離d＝9.6cm，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝250N/C，C正確，D錯(cuò)誤．7．如圖所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心，以R＝0.20m為半徑的圓與坐標(biāo)軸交點(diǎn)分別為a、b、c、d，該圓所在平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸正方向成θ＝60°，已知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為4eq\r(3)V、4V、－4eq\r(3)V，則下列說(shuō)法正確的是()A．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E＝40eq\r(3)V/mB．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E＝80V/mC．d點(diǎn)的電勢(shì)為－2eq\r(3)VD．d點(diǎn)的電勢(shì)為－4V解析：選D.a、c兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差U＝4eq\r(3)V－(－4eq\r(3)V)＝8eq\r(3)V，a、c兩點(diǎn)之間沿電場(chǎng)線方向的距離d＝2Rsin60°＝eq\r(3)R＝0.2eq\r(3)m．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E＝eq\f(U,d)＝40V/m，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；b、d之間沿電場(chǎng)線方向的距離d′＝2Rcos60°＝R＝0.2m．b、d之間電勢(shì)差U′＝Ed′＝8V，由φb－φd＝8V可得d點(diǎn)的電勢(shì)為φd＝－4V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．8.(多選)(2016·高考全國(guó)卷Ⅰ)如圖，一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi)，且相對(duì)于過(guò)軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對(duì)稱．忽略空氣阻力．由此可知()A．Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)高B．油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大C．油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比它在P點(diǎn)的大D．油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小解析：選AB.根據(jù)帶負(fù)電的油滴在豎直面內(nèi)的軌跡可知，油滴所受合外力一定向上，則所受電場(chǎng)力一定向上，且電場(chǎng)力大于重力，故勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下，Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)高，選項(xiàng)A正確．油滴從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理，合外力做正功，動(dòng)能增大，所以油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大，選項(xiàng)B正確．油滴從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比它在P點(diǎn)的小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．由于帶電油滴所受的電場(chǎng)力和重力均為恒力，所以油滴在Q點(diǎn)的加速度和它在P點(diǎn)的加速度大小相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．9．空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示．下列說(shuō)法正確的是()A．O點(diǎn)的電勢(shì)最低B．x2點(diǎn)的電勢(shì)最高C．x1和－x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等D．x1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等解析：選C.由題圖知，沿x軸方向O點(diǎn)兩側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，故O點(diǎn)可能電勢(shì)最低，也可能電勢(shì)最高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；x1、x2、x3三點(diǎn)在同一電場(chǎng)線上，由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知，無(wú)論O點(diǎn)右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸向右還是向左，x2點(diǎn)電勢(shì)都不是最高，x1、x3兩點(diǎn)的電勢(shì)也不相等，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；由題圖知，電場(chǎng)強(qiáng)度在O點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱，故x1、－x1兩點(diǎn)電勢(shì)相等，選項(xiàng)C正確．10．(多選)如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場(chǎng)線，虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡．設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB，電勢(shì)能分別為EpA、EpB.下列說(shuō)法正確的是()A．電子一定從A向B運(yùn)動(dòng)B．若aA>aB，則Q靠近M端且為正電荷C．無(wú)論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有EpA<EpBD．B點(diǎn)電勢(shì)可能高于A點(diǎn)電勢(shì)解析：選BC.電子僅在電場(chǎng)力作用下可能從A運(yùn)動(dòng)到B，也可能從B運(yùn)動(dòng)到A，所以A錯(cuò)誤；若aA>aB，說(shuō)明電子在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力，所以A距離點(diǎn)電荷較近，B距離點(diǎn)電荷較遠(yuǎn)，又因?yàn)殡娮邮艿降碾妶?chǎng)力指向軌跡凹側(cè)，因此Q靠近M端且為正電荷，B正確；無(wú)論Q是正電荷還是負(fù)電荷，若電子從A運(yùn)動(dòng)到B，一定是克服電場(chǎng)力做功，若電子從B運(yùn)動(dòng)到A，一定是電場(chǎng)力做正功，即一定有EpA<EpB，C正確；對(duì)于同一個(gè)負(fù)電荷，電勢(shì)低處電勢(shì)能大，B點(diǎn)電勢(shì)一定低于A點(diǎn)電勢(shì)，D錯(cuò)誤．【B級(jí)能力題練穩(wěn)準(zhǔn)】11．(多選)在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2，其靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖所示．下列說(shuō)法正確的有()A．q1和q2帶有異種電荷B．x1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)力增大解析：選AC.由題圖可知，空間的電勢(shì)有正有負(fù)，且只有一個(gè)極值，則兩個(gè)點(diǎn)電荷必定為異種電荷，A項(xiàng)正確；由E＝eq\f(Δφ,Δx)可知，φ－x圖象的切線斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，因此x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)電荷從x1移到x2的過(guò)程中，電勢(shì)升高，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，由Ep＝qφ，F(xiàn)＝qE可知，電勢(shì)能減小，受到的電場(chǎng)力減小，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．12．如圖所示，固定的光滑絕緣斜面的底端固定著一個(gè)帶正電的小物塊P，將另一個(gè)帶電小物塊Q在斜面的某位置由靜止釋放，它將沿斜面向上運(yùn)動(dòng)．設(shè)斜面足夠長(zhǎng)，則在Q向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A．物塊P、Q的電勢(shì)能和動(dòng)能之和先增大后減小B．物塊P、Q的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和先減小后增大C．物塊P、Q的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和先增大后減小D．物塊P、Q的重力勢(shì)能和動(dòng)能之和先增大后減小解析：選B.物體Q在沿斜面方向上受向上的電場(chǎng)力和重力沿斜面向下的分力作用，當(dāng)物體向上滑動(dòng)時(shí)，隨電場(chǎng)力的減小，加速度先逐漸減小，然后反向增加，即速度先增加后減??；因系統(tǒng)只有重力和電場(chǎng)力做功，則系統(tǒng)的電勢(shì)能、重力勢(shì)能和動(dòng)能守恒，即Ep電＋Ep重＋Ek＝常數(shù)，則在Q向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，隨重力勢(shì)能的增加，物塊P、Q的電勢(shì)能和動(dòng)能之和逐漸減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在Q向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能先增大后減小，故物塊P、Q的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和先減小后增大，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；在Q向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電勢(shì)能逐漸減小，故物塊P、Q的重力勢(shì)能和動(dòng)能之和逐漸增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．13．如圖所示，水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R＝0.4m，在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線與軌道所在的平面平行，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.0×104N/C.現(xiàn)有一電荷量q＝＋1.0×10－4C，質(zhì)量m＝0.1kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))，在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)C，然后落至水平軌道上的D點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)．取g＝10m/s2.試求：(1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大?。?2)D點(diǎn)到B點(diǎn)的距離xDB；(3)帶電體在從P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到落至D點(diǎn)的過(guò)程中的最大動(dòng)能(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)．解析：(1)設(shè)帶電體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，依據(jù)牛頓第二定律有mg＝meq\f(veq\o\al(2,C),R)，解得vC＝2.0m/s.設(shè)帶電體通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB，設(shè)軌道對(duì)帶電體的支持力大小為FB，帶電體在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有FB－mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),R).帶電體從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有－mg×2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)聯(lián)立解得FB＝6.0N，根據(jù)牛頓第三定律，帶電體對(duì)軌道的壓力F′B＝6.0N.(2)設(shè)帶電體從最高點(diǎn)C落至水平軌道上的D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解有2R＝eq\f(1,2)gt2，xDB＝vCt－eq\