（江蘇專用版）高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì)練習(xí)（含解析）-人教版高三物理試題

第2講電場(chǎng)能的性質(zhì)一、單項(xiàng)選擇題1.(2017南京、鹽城一模)如圖所示,帶正電的金屬球A放置在不帶電的金屬球B附近,M、N是金屬球B表面上的兩點(diǎn)。下列說(shuō)法中正確的是()A.M點(diǎn)處帶正電,N點(diǎn)處帶負(fù)電,且M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì)B.M點(diǎn)處帶正電,N點(diǎn)處帶負(fù)電,且M點(diǎn)電勢(shì)等于N點(diǎn)電勢(shì)C.M點(diǎn)處帶負(fù)電,N點(diǎn)處帶正電,且M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì)D.M點(diǎn)處帶負(fù)電,N點(diǎn)處帶正電,且M點(diǎn)電勢(shì)等于N點(diǎn)電勢(shì)答案D帶正電的金屬球A靠近不帶電的金屬球B,由于電荷間的相互作用,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,導(dǎo)致金屬球B中左側(cè)的自由電子向右側(cè)移動(dòng),M點(diǎn)由于得到電子帶負(fù)電,N點(diǎn)由于失去電子帶正電,但整個(gè)金屬球B是處于靜電平衡的導(dǎo)體,其整體是等勢(shì)體,故M、N兩點(diǎn)電勢(shì)相等,故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。2.(2018揚(yáng)州期末)兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附近的電場(chǎng)線分布如圖所示,d是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn),c、d兩點(diǎn)到中間負(fù)電荷的距離相等,則()A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的小 B.a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的低C.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的小 D.c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的高答案D電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,由圖可知a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,且等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直,a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=kqr3.如圖所示,一圓環(huán)上均勻分布著負(fù)電荷,x軸垂直于環(huán)面且過(guò)圓心O。下列關(guān)于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的說(shuō)法正確的是()A.從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,電勢(shì)一直降低B.從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,電勢(shì)先降低后升高C.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)最低D.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,電勢(shì)最高答案C根據(jù)電荷分布的對(duì)稱性可知O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,而沿x軸正方向無(wú)限遠(yuǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度也為零,故從O點(diǎn)沿x軸正方向電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小。由于圓環(huán)帶負(fù)電荷,故圓環(huán)右側(cè)x軸上電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向,所以從O點(diǎn)沿x軸正方向,電勢(shì)一直升高,故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,C正確。4.(2018蘇州一模)某電場(chǎng)的等勢(shì)線分布如圖所示,關(guān)于該電場(chǎng),下列說(shuō)法中正確的是()A.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿該點(diǎn)的切線方向B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.將電子從A點(diǎn)移到C點(diǎn)其電勢(shì)能減少4eVD.將檢驗(yàn)電荷q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)外力一定做正功答案B電場(chǎng)線(代表電場(chǎng)強(qiáng)度方向)與等勢(shì)線垂直,A項(xiàng)錯(cuò)誤;等勢(shì)線密的地方場(chǎng)強(qiáng)大,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C點(diǎn),B項(xiàng)正確;將電子從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功4eV,電勢(shì)能增加4eV,C項(xiàng)錯(cuò)誤;因試探電荷的電性未知,無(wú)法判斷電場(chǎng)力方向,故無(wú)法分析外力做功情況,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.如圖所示,在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn),虛線為等勢(shì)線。取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn),若將q1、q2移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)的過(guò)程中外力克服電場(chǎng)力做的功相等,則下列說(shuō)法正確的是()A.A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì) B.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等C.q1的電荷量小于q2的電荷量 D.q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能答案C由題意知點(diǎn)電荷Q帶負(fù)電,所以有φA<φB<0,得|UA∞|>|UB∞|,移動(dòng)兩試探電荷克服電場(chǎng)力做功相等,有q1|UA∞|=q2|UB∞|,所以q1<q2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;因?yàn)镋=kQr6.(2018徐州模擬)圖示為某電場(chǎng)中等勢(shì)面的分布圖,各等勢(shì)面的電勢(shì)值圖中已標(biāo)出。下列說(shuō)法正確的是()A.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大 B.電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比B點(diǎn)的小C.電子由A點(diǎn)移至B點(diǎn)電場(chǎng)力做功-0.17eV D.中心軸線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右答案AA點(diǎn)的等勢(shì)面較B點(diǎn)密集,則A點(diǎn)的電場(chǎng)線分布較B點(diǎn)密集,故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大,選項(xiàng)A正確;A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)低,故電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比B點(diǎn)的大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電子由A點(diǎn)移至B點(diǎn)電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力做功W=qU=-e(0.8-0.97)V=0.17eV,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故中心軸線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.(2018豐縣中學(xué)月考)如圖所示,在兩等量異種點(diǎn)電荷連線上有D、E、F三點(diǎn),且DE=EF。K、M、L分別為過(guò)D、E、F三點(diǎn)的等勢(shì)面。一個(gè)不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子,從a點(diǎn)射入電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示,以|Wab|表示該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做功的數(shù)值,以|Wbc|表示該粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做功的數(shù)值,則()A.|Wab|=|Wbc| B.|Wab|<|Wbc|C.粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn),動(dòng)能減少 D.a點(diǎn)的電勢(shì)較b點(diǎn)的電勢(shì)低答案C根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布情況可知,DE段場(chǎng)強(qiáng)大于EF段場(chǎng)強(qiáng),由公式U=Ed定性分析得知,DE間電勢(shì)差的絕對(duì)值大于EF間電勢(shì)差的絕對(duì)值,由電場(chǎng)力做功公式W=qU得,|Wab|>|Wbc|,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖可知,電荷的軌跡向左彎曲,則知其所受的電場(chǎng)力大致向左,所以等量異種點(diǎn)電荷中正電荷在左側(cè),負(fù)電荷在右側(cè),a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì),粒子由a到b過(guò)程中,電勢(shì)能增大,動(dòng)能減小,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題8.(2019鹽城中學(xué)月考)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BCM點(diǎn)的電場(chǎng)線比N點(diǎn)密集,故M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低,故M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì),選項(xiàng)B正確;O點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn),故將一負(fù)電荷由O點(diǎn)移到M點(diǎn)電勢(shì)能增加,選項(xiàng)C正確;M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì),故OM與ON之間的電勢(shì)差不等,故將一正電荷從O點(diǎn)分別移到M點(diǎn)和N點(diǎn),電場(chǎng)力做功不相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.(2018常州模擬)如圖所示,虛線表示某電場(chǎng)中的四個(gè)等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。一不計(jì)重力的帶負(fù)電的粒子從右側(cè)垂直等勢(shì)面φ4向左進(jìn)入電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面分別交于a、b、c三點(diǎn),則可以判斷()A.φ1<φ2<φ3<φ4B.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和φ3等勢(shì)面也可能垂直C.φ4等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)處處相等D.該區(qū)域可能是點(diǎn)電荷和無(wú)限大金屬平板形成的電場(chǎng)答案AD根據(jù)粒子所受的電場(chǎng)力垂直等勢(shì)面,且指向軌跡的凹側(cè),結(jié)合粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知電場(chǎng)線由等勢(shì)面φ4指向φ1,順著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,則可知φ1<φ2<φ3<φ4,選項(xiàng)A正確;因粒子的初速度與等勢(shì)面φ4垂直,則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能和φ3等勢(shì)面也垂直,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因等勢(shì)面分布不均勻,故φ4等勢(shì)面上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不可能處處相等,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由等勢(shì)面的分布可知,該區(qū)域可能是點(diǎn)電荷和無(wú)限大金屬平板形成的電場(chǎng),選項(xiàng)D正確。10.(2016海南單科)如圖,一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn),兩虛線圓均以O(shè)為圓心,兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)重力。下列說(shuō)法正確的是()A.M帶負(fù)電,N帶正電B.M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能C.N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能D.N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功答案ABC如圖所示,粒子受到的電場(chǎng)力指向軌跡的凹側(cè),可知M受到了引力作用,N受到了斥力作用,故M帶負(fù)電,N帶正電,選項(xiàng)A正確;由于虛線是等勢(shì)面,故M從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)其做負(fù)功,動(dòng)能減小,選項(xiàng)B正確;d點(diǎn)和e點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能,故選項(xiàng)C正確;N從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11.(2017天津理綜)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、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<E答案BC電子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng),虛線AB是電子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線指向曲線的凹側(cè),電場(chǎng)的方向與電場(chǎng)力的方向相反,如圖所示。由所給條件無(wú)法判斷電子的運(yùn)動(dòng)方向,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;若aA>aB,說(shuō)明電子在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力較大,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度較大,根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知,靠近M端為場(chǎng)源電荷的位置,應(yīng)為正電荷,故B項(xiàng)正確;無(wú)論Q為正電荷還是負(fù)電荷,一定有電勢(shì)φA>φB,電子電勢(shì)能Ep=-eφ,電勢(shì)能是標(biāo)量,所以一定有EpA<12.(2018蘇州一模)一根輕質(zhì)桿長(zhǎng)為2l,可繞固定于中點(diǎn)位置處的軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),桿兩端固定有完全相同的小球1和小球2,它們的質(zhì)量均為m,帶電荷量分別為+q和-q,整個(gè)裝置放在如圖所示的關(guān)于豎直線對(duì)稱的電場(chǎng)中?，F(xiàn)將桿由水平位置靜止釋放,讓小球1、2繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置A、B兩點(diǎn),設(shè)A、B間電勢(shì)差為U,該過(guò)程中()A.小球2受到的電場(chǎng)力減小 B.小球1電勢(shì)能減少了12C.小球1、2的機(jī)械能總和增加了Uq+mgl D.小球1、2的動(dòng)能總和增加了Uq答案D由圖可知,將桿由水平位置靜止釋放,讓小球1、2繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置A、B兩點(diǎn),小球2位置的電場(chǎng)線變密,電場(chǎng)強(qiáng)度變大,故小球2受到的電場(chǎng)力增大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)U=Ed,小球1前后位置電勢(shì)差小于12U,所以小球1的電勢(shì)能減少量小于113.(2018無(wú)錫高三期末)如圖為一有界勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樗椒较?方向未標(biāo)明),一帶電微粒以某一角度θ從電場(chǎng)的a點(diǎn)斜向上方射入,沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),可以肯定()A.電場(chǎng)中a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)B.微粒在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度C.微粒在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能D.從a到b的過(guò)程中,微粒電勢(shì)能變化的絕對(duì)值小于其動(dòng)能變化的絕對(duì)值答案CD電場(chǎng)力沿水平方向,重力沿豎直方向,顯然合力不為0,而微粒做直線運(yùn)動(dòng),故微粒所受合力與速度方向在同一直線上,則電場(chǎng)力應(yīng)水平向左,由于微粒帶電性質(zhì)未知,則電場(chǎng)強(qiáng)度方向未知,電勢(shì)高低無(wú)法判斷,A錯(cuò)誤;整個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力與重力均為恒力,合力為恒力,則加速度不變,B錯(cuò)誤;微粒從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,C正確;從a到b的過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,重力做負(fù)功,根據(jù)能量守恒,可知微粒動(dòng)能變化的絕對(duì)值等于電勢(shì)能與重力勢(shì)能變化的絕對(duì)值之和,D正確。14.(2018南京調(diào)研)如圖所示,真空條件下正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與ab連線的夾角分別為60°、30°,一帶正電粒子以某初速度僅在電場(chǎng)力作用下由a運(yùn)動(dòng)到b。以下說(shuō)法正確的是()A.a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度Ea=3Eb B.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)φa=φbC.該粒子