江蘇專用2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)21電場(chǎng)能的性質(zhì)含解析

PAGE7-電場(chǎng)能的性質(zhì)建議用時(shí)：45分鐘1．(2024·遼寧遼南協(xié)作校一模)一個(gè)點(diǎn)電荷，從靜電場(chǎng)中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)，若在a點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)能相等，則()A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)肯定相等B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不行能相等C．作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力肯定始終與其移動(dòng)方向垂直D．該點(diǎn)電荷肯定沿等勢(shì)面移動(dòng)A[同一個(gè)點(diǎn)電荷若在a點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)能相等，依據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系可知，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)肯定相等，選項(xiàng)A正確；a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度可能相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；依據(jù)題述信息能得出點(diǎn)電荷從靜電場(chǎng)中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場(chǎng)力做功為零，不能得出作用于該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力肯定始終與其運(yùn)動(dòng)方向垂直，也不能得出該點(diǎn)電荷肯定沿等勢(shì)面移動(dòng)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。]2．(2024·江蘇啟東中學(xué)高三月考)如圖所示，靜電噴涂時(shí)，被噴工件接正極，噴槍口接負(fù)極，它們之間形成高壓電場(chǎng)。涂料微粒從噴槍口噴出后，只在靜電力作用下向工件運(yùn)動(dòng)，最終吸附在工件表面，圖中虛線為涂料微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡。下列說(shuō)法正確的是()A．涂料微粒肯定帶負(fù)電B．圖中虛線也可視為高壓電場(chǎng)的部分電場(chǎng)線C．電場(chǎng)力對(duì)微粒先做正功后做負(fù)功D．噴射出的微粒動(dòng)能不斷轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能A[由題圖知，工件帶正電，則在涂料微粒向工件靠近的過(guò)程中，涂料微粒帶負(fù)電，故A正確；由于涂料微粒有初速度，初速度和電場(chǎng)力不肯定方向相同，故涂料微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡不肯定沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)，故無(wú)法確定電場(chǎng)線，故B錯(cuò)誤；涂料微粒所受的電場(chǎng)力方向向左，其位移方向大體向左，則電場(chǎng)力對(duì)涂料微粒做正功，故C錯(cuò)誤；因電場(chǎng)力對(duì)涂料微粒做正功，其動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。]3．(2024·湖北省新高考適應(yīng)性考試)如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，某電場(chǎng)線上有兩點(diǎn)M和N，距離為2d。在M和N處分別固定電荷量為＋q和－q的兩個(gè)點(diǎn)電荷。下列說(shuō)法正確的是()A．點(diǎn)電荷＋q和－q受到的靜電力大小均為qE，方向相反B．將點(diǎn)電荷＋q沿MN連線向N點(diǎn)移動(dòng)距離d，靜電力對(duì)點(diǎn)電荷＋q做功qEdC．交換兩個(gè)點(diǎn)電荷的位置，靜電力對(duì)兩個(gè)點(diǎn)電荷做功之和為零D．將兩點(diǎn)電荷沿MN連線移動(dòng)距離d，保持兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離不變，靜電力對(duì)兩個(gè)點(diǎn)電荷做功之和為零D[點(diǎn)電荷＋q受到的靜電力為勻強(qiáng)電場(chǎng)給其向右的電場(chǎng)力qE以及點(diǎn)電荷－q所給其向右的庫(kù)侖力keq\f(q2,4d2)，合力為F1＝qE＋keq\f(q2,4d2)，方向水平向右；點(diǎn)電荷－q受到的靜電力為勻強(qiáng)電場(chǎng)給其向左的電場(chǎng)力qE以及點(diǎn)電荷＋q所給其向左的庫(kù)侖力keq\f(q2,4d2)，合力為F2＝qE＋keq\f(q2,4d2)，方向水平向左，故A錯(cuò)誤；將點(diǎn)電荷＋q沿MN連線向N點(diǎn)移動(dòng)距離d，靜電力做功既有電場(chǎng)力對(duì)點(diǎn)電荷＋q做功為qEd，又有點(diǎn)電荷－q庫(kù)侖力對(duì)其做正功，故B錯(cuò)誤；交換兩個(gè)點(diǎn)電荷的位置，靜電力對(duì)點(diǎn)電荷＋q做正功，對(duì)點(diǎn)電荷－q也做正功，代數(shù)和不為0，故C錯(cuò)誤；將兩點(diǎn)電荷沿MN連線移動(dòng)距離d，保持兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離不變，此時(shí)庫(kù)侖力做功相互抵消，電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)點(diǎn)電荷所做功相互抵消，故靜電力對(duì)兩個(gè)點(diǎn)電荷做功之和為零，D正確。]4．(2024·重慶部分區(qū)縣聯(lián)考)如圖所示，真空中有一點(diǎn)電荷甲固定在O點(diǎn)，虛線是其在四周空間產(chǎn)生的電場(chǎng)的三個(gè)等勢(shì)面，且相鄰的兩個(gè)等勢(shì)面間電勢(shì)差相同。實(shí)線是點(diǎn)電荷乙在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡，S、M、N為運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面的交點(diǎn)，下列說(shuō)法肯定正確的是()A．電勢(shì)φM>φS B．甲、乙為異種電荷C．電勢(shì)能EPM>EPN D．場(chǎng)強(qiáng)大小ES>ENC[本題考查電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)和電勢(shì)能等。由于題中沒(méi)有給出固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷甲的電性，不能推斷出M、S兩點(diǎn)電勢(shì)凹凸，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)點(diǎn)電荷乙在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡可知，甲、乙為同種電荷，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷乙在電場(chǎng)中從M運(yùn)動(dòng)到N，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電勢(shì)能EPM>EPN，選項(xiàng)C正確；依據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式可知，場(chǎng)強(qiáng)大小ES<EN，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]5．(2024·永州模擬)水平線上的O點(diǎn)放置一點(diǎn)電荷，圖中畫(huà)出了電荷四周對(duì)稱分布的幾條電場(chǎng)線，如圖所示。以水平線上的某點(diǎn)O′為圓心，畫(huà)一個(gè)圓，與電場(chǎng)線分別相交于a、b、c、d、e，則下列說(shuō)法正確的是()A．b、e兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于e、d兩點(diǎn)間電勢(shì)差C．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)D．電子在d點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能B[由圖看出，b、e兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等，但方向不同，而電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，所以b、e兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故A錯(cuò)誤；依據(jù)對(duì)稱性可知，b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差與e、d兩點(diǎn)間電勢(shì)差相等，故B正確；依據(jù)順著電場(chǎng)線電勢(shì)漸漸降低可知，離點(diǎn)電荷O越遠(yuǎn)，電勢(shì)越低，故a點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)的電勢(shì)，故C錯(cuò)誤；d點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，由Ep＝qφ＝－eφ，則知電子在d點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。]6．電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，一個(gè)點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為1.2×10－8J，在B點(diǎn)的電勢(shì)能為0.80×10－8J。已知A、B兩點(diǎn)在同一條電場(chǎng)線上，如圖所示，該點(diǎn)電荷的電荷量的肯定值為1.0×10－9C，那么()A．該電荷為負(fù)電荷B．該電荷為正電荷C．A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB＝4.0VD．把電荷從A移到B，靜電力做功為W＝2.5×10－10JA[A點(diǎn)的電勢(shì)能大于B點(diǎn)的電勢(shì)能，從A到B靜電力做正功，所以該電荷肯定為負(fù)電荷，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；靜電力做功WAB＝EpA－EpB＝1.2×10－8J－0.80×10－8J＝0.40×10－8J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由UAB＝eq\f(WAB,q)得UAB＝eq\f(0.4×10－8,－1.0×10－9)V＝－4.0V，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。]7．(2024·池州模擬)如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一長(zhǎng)方形ABCD，邊長(zhǎng)AB＝12cm、BC＝16cm，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向與長(zhǎng)方形ABCD所在平面平行，A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)φA＝15V，φB＝－3V，φC＝－35V，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向?yàn)?)A．300V/m，沿AB方向B．250V/m，沿AC方向C．200V/m，沿AD方向D．150V/m，沿BD方向B[由幾何關(guān)系知，AC＝20cm，過(guò)B點(diǎn)作AC邊上的高BO，BO＝0.8AB＝9.6cm，AO＝0.6AB＝7.2cm，AC之間的電勢(shì)差UAC＝φA－φC＝50V，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)著陸與距離成正比，eq\f(UAO,UAC)＝eq\f(AO,AC)，所以UAO＝eq\f(AO,AC)·UAC＝eq\f(7.2,20)·50V＝18V，則φO＝－3V，由此推斷B、O兩點(diǎn)等勢(shì)，BO是等勢(shì)線，電場(chǎng)強(qiáng)度方向與BO垂直，沿著AC方向，E＝eq\f(UAO,AO)＝eq\f(18,7.2×10－2)V/m＝250V/m，選項(xiàng)B正確。]8．某靜電場(chǎng)中x軸上的電勢(shì)隨x坐標(biāo)改變的圖象如圖所示，φ-x圖象關(guān)于φ軸對(duì)稱，a、b兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等。將一電荷從x軸上的a點(diǎn)由靜止釋放后粒子沿x軸運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子只受電場(chǎng)力作用，則下列說(shuō)法正確的是()A．該電荷肯定帶負(fù)電B．電荷在b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為正C．從O到b，電荷的電勢(shì)能減小D．從a到b電場(chǎng)力對(duì)電荷先做正功，后做負(fù)功D[此φ-x圖象可視為在x軸上關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷，在它們連線上電勢(shì)隨x坐標(biāo)改變的圖象。由于a、b兩點(diǎn)等電勢(shì)，該電荷肯定帶正電，由動(dòng)能定理可知，將一電荷從x軸上的a點(diǎn)由靜止釋放后沿x軸運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電荷到b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為零，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；電荷從O到b，電勢(shì)上升，電荷的電勢(shì)能增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電荷從a到b，電勢(shì)能先減小后增大，電場(chǎng)力對(duì)電荷先做正功，后做負(fù)功，選項(xiàng)D正確。]9．如圖是勻強(qiáng)電場(chǎng)遇到空腔導(dǎo)體后的部分電場(chǎng)線分布圖，電場(chǎng)線的方向如圖中箭頭所示，M、N、Q是以直電場(chǎng)線上一點(diǎn)O為圓心的同一圓周上的三點(diǎn)，OQ連線垂直于MN。以下說(shuō)法正確的是()A．O點(diǎn)電勢(shì)與Q點(diǎn)電勢(shì)相等B．M、O間的電勢(shì)差小于O、N間的電勢(shì)差C．將一負(fù)電荷由M點(diǎn)移到Q點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能增加D．在Q點(diǎn)釋放一個(gè)正電荷，正電荷所受電場(chǎng)力將沿與OQ垂直的方向豎直向上C[由題圖中電場(chǎng)線的方向可知φM>φO>φN，再作出此電場(chǎng)中過(guò)O的等勢(shì)線，可知φO>φQ，A錯(cuò)誤；且MO間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度大于ON間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度，故UMO>UON，B錯(cuò)誤；因UMQ>0，負(fù)電荷從M到Q電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，C正確；正電荷在Q點(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向沿電場(chǎng)線的切線方向而不是圓周的切線方向，D錯(cuò)誤。]10．(2024·江蘇高郵模擬)在電荷量分別為2q和－q的兩個(gè)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，電場(chǎng)線分布如圖所示，在兩點(diǎn)電荷連線上有a、b、c三點(diǎn)，且b、c兩點(diǎn)到正點(diǎn)電荷距離相等，則下列說(shuō)法不正確的是()A．在兩點(diǎn)電荷之間的連線上不存在一處電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)B．將一電子從a點(diǎn)由靜止釋放，它將在a、b間往復(fù)運(yùn)動(dòng)C．c點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)D．負(fù)摸索電荷在a點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在b點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能小B[電場(chǎng)線是從正電荷動(dòng)身，終止于負(fù)電荷，由電場(chǎng)的疊加原理可知，在兩點(diǎn)電荷之間的連線上不存在電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)，故A正確；由于ab間的電場(chǎng)強(qiáng)度方向始終由a指向b，所以電子受到向右的電場(chǎng)力，所以在a處由靜止釋放電子，電子將向右運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；正電荷與b點(diǎn)和c點(diǎn)的距離相等，由題圖可知，正電荷與b點(diǎn)間的電場(chǎng)線比正電荷與c點(diǎn)間的電場(chǎng)線更密，由公式U＝Ed，所以電勢(shì)著陸更多，即b點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)電勢(shì)更低，故C正確；由題圖可知，從a點(diǎn)到b點(diǎn)電勢(shì)越來(lái)越低，依據(jù)負(fù)電荷在電勢(shì)低處電勢(shì)能大，所以負(fù)摸索電荷在a點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在b點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能小，故D正確。]11．兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，固定在圖中P、Q兩點(diǎn)，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點(diǎn)，A點(diǎn)為MN上的一點(diǎn)。一帶負(fù)電的摸索電荷q，從A點(diǎn)由靜止釋放，只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)。取無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則()A．q由A點(diǎn)向O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．q由A點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程電勢(shì)能漸漸增加C．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大D．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零C[兩等量正點(diǎn)電荷在連線的中垂線MN上的電場(chǎng)強(qiáng)度方向從O點(diǎn)向兩側(cè)沿中垂線指向無(wú)窮遠(yuǎn)處，場(chǎng)強(qiáng)大小從O點(diǎn)沿MN到無(wú)窮遠(yuǎn)處先變大后變小，因此q由靜止釋放后，在改變的電場(chǎng)力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的加速度不斷改變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；q由A點(diǎn)到O點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在MN上O點(diǎn)電勢(shì)最高，因此q在O點(diǎn)的電勢(shì)能最小，由于只有電場(chǎng)力做功，因此電勢(shì)能與動(dòng)能的和是肯定值，電勢(shì)能最小時(shí)，動(dòng)能最大，C項(xiàng)正確；O點(diǎn)的電勢(shì)不為零，因此q在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能不為零，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]12．在某個(gè)電場(chǎng)中，x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x坐標(biāo)改變的圖線如圖所示，圖線關(guān)于原點(diǎn)O中心對(duì)稱。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，x軸上x(chóng)＝x1和x＝－x1是粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是()A．x軸上x(chóng)＝x1和x＝－x1兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都相同B．粒子從x＝－x1點(diǎn)到x＝x1點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)x＝x1和x＝－x1兩點(diǎn)時(shí)速度肯定相同C．粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)x＝x1點(diǎn)的加速度與經(jīng)過(guò)x＝－x1點(diǎn)的加速度相同D．粒子從x＝－x1點(diǎn)到x＝x1點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能先增大后減小B[由E-x圖象可知，x＝x1和x＝－x1兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子在這兩點(diǎn)所受電場(chǎng)力也大小相等、方向相反，由于粒子只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，依據(jù)牛頓其次定律可知，粒子在這兩點(diǎn)的加速度大小相等、方向相反，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；E-x圖象中圖線與橫軸所圍的面積表示電勢(shì)差，因此粒子由x＝－x1運(yùn)動(dòng)到x＝0的過(guò)程和由x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝x1的過(guò)程電場(chǎng)力分別做的功滿意W1＝－W2，依據(jù)動(dòng)能定理可知，粒子經(jīng)過(guò)x＝x1和x＝－x1兩點(diǎn)時(shí)速度肯定相同，故選項(xiàng)B正確；題中未能說(shuō)明粒子的電性或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此粒子從x＝－x1點(diǎn)到x＝x1點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能可能先增大后減小，也可能先減小后增大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]13．(2024·江蘇金陵中學(xué)高考模擬)如圖所示，不帶電的金屬球B接地，在B球旁邊放置一個(gè)帶正電q的小球A，A的重力不計(jì)?，F(xiàn)由靜止起先釋放A球，在A運(yùn)動(dòng)過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是()A．A向B做勻加速運(yùn)動(dòng)B．B球的電勢(shì)不斷增加C．B球上感應(yīng)電荷數(shù)保持不變D．A、B球上電荷相互作用電勢(shì)能不斷減小D[由于靜電感應(yīng)，金屬球B表面感應(yīng)出現(xiàn)負(fù)電荷，A向B運(yùn)動(dòng)，依據(jù)F＝eq\f(kQq,r2)可得金屬球B對(duì)A作用力變大，依據(jù)F＝ma可得A的加速度變大，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于金屬球B接地，B球的電勢(shì)為零，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；A向B靠近，B球上感應(yīng)電荷數(shù)增大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；A向B運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，所以A、B球上電荷相互作用電勢(shì)能不斷減小，故選項(xiàng)D正確。]14．(2024·江蘇省新高考適應(yīng)性考試)帶電粒子碰撞試驗(yàn)中，t＝0時(shí)粒子A靜止，粒子B以肯定的初速度向A運(yùn)動(dòng)。兩粒子的v-t圖像如圖所示，僅