2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)31電場(chǎng)能的性質(zhì)含解析魯科版

PAGEPAGE8課時(shí)作業(yè)31電場(chǎng)能的性質(zhì)時(shí)間：45分鐘1．(2024·北京卷)如圖所示，a、b兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷－Q(Q>0)為球心的球面上，c點(diǎn)在球面外，則(D)A．a(chǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比b點(diǎn)大B．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小C．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高D．b點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)低解析：由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E＝eq\f(kQ,r2)可知，與－Q距離相等的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，離－Q越近的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)越大，故a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小與b點(diǎn)的相等，b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小比c點(diǎn)的大，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；與－Q距離相等的點(diǎn)，電勢(shì)相等，離－Q越近的點(diǎn)，電勢(shì)越低，故a點(diǎn)電勢(shì)與b點(diǎn)的相等，b點(diǎn)電勢(shì)比c點(diǎn)的低，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．2.如圖所示為某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，A、B為電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，當(dāng)電子以某一速度沿電場(chǎng)線由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，動(dòng)能增加，則可以推斷(C)A．場(chǎng)強(qiáng)大小EA>EBB．電勢(shì)φA>φBC．電場(chǎng)線方向由B指向AD．若Q為負(fù)電荷，則Q在B點(diǎn)右側(cè)解析：本題考查單條電場(chǎng)線下的電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)的分析等．由于電子以某一速度沿電場(chǎng)線由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，動(dòng)能增加，故電子所受的電場(chǎng)力方向與速度方向一樣，由A指向B(即水平向右)，電子帶負(fù)電，所受電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，故場(chǎng)強(qiáng)方向由B指向A，即電場(chǎng)線方向由B指向A，依據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)漸漸降低可知，φA<φB，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；結(jié)合點(diǎn)電荷四周電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)可知該點(diǎn)電荷Q可以是正電荷且處在B的右側(cè)，也可以是負(fù)電荷且處在A點(diǎn)的左側(cè)，若點(diǎn)電荷Q為負(fù)電荷則有EA>EB，若點(diǎn)電荷Q為正電荷則有EA<EB，選項(xiàng)A、D均錯(cuò)誤．3．(多選)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(AB)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)可能相等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)解析：本題考查電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電場(chǎng)力做功等．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正確；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．4．如圖所示為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布圖，其中實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，a、b、c為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)．下列說法正確的是(D)A．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)B．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C．電子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大D．將電子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，再從c點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功的代數(shù)和為零解析：本題考查電場(chǎng)強(qiáng)度的比較、電勢(shì)比較、電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能改變及其相關(guān)學(xué)問點(diǎn)．依據(jù)同一等勢(shì)面上電勢(shì)相等可知，a點(diǎn)的電勢(shì)等于b點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小可知a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，只與兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差有關(guān)，將電子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，再從c點(diǎn)移到b點(diǎn)，因?yàn)閍、b兩點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上，所以電場(chǎng)力做功的代數(shù)和為零，選項(xiàng)D正確．5.如圖所示虛線a、b、c是電場(chǎng)中的等勢(shì)線，實(shí)線是正點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是軌跡上的兩點(diǎn)，則下列說法正確的是(C)A．a(chǎn)等勢(shì)線的電勢(shì)比c等勢(shì)線的電勢(shì)低B．點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的速率肯定比它在Q點(diǎn)的大C．點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的加速度大小肯定比它在Q點(diǎn)的大D．點(diǎn)電荷肯定是從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的解析：本題考查等勢(shì)線、電勢(shì)、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．由于點(diǎn)電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力必定指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，點(diǎn)電荷帶正電，電場(chǎng)強(qiáng)度方向也指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，而沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知a等勢(shì)線的電勢(shì)比c等勢(shì)線的電勢(shì)高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷在Q點(diǎn)的速率肯定比它在P點(diǎn)的速率大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；等勢(shì)線密集的區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度大，電場(chǎng)力就大，加速度大小也大，故點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的加速度大小肯定比它在Q點(diǎn)的大，選項(xiàng)C正確；點(diǎn)電荷無論從P運(yùn)動(dòng)到Q還是從Q運(yùn)動(dòng)到P都可得到圖中的軌跡，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．避雷針上方有雷雨云時(shí)避雷針旁邊的電場(chǎng)線分布如圖所示，圖中中心的豎直黑線AB代表了避雷針，CD為水平地面．M、N是電場(chǎng)中兩個(gè)點(diǎn)，下列說法正確的是(C)A．M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大B．摸索電荷從M點(diǎn)沿直線移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功最少C．M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)高D．CD的電勢(shì)為零，但其表面旁邊的電場(chǎng)線有些位置和地面不垂直解析：本題考查電場(chǎng)線、電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)、電場(chǎng)力做功等學(xué)問點(diǎn)．依據(jù)電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小可知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)在靜電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)可知，摸索電荷從M點(diǎn)沿任何路徑移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功都相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；依據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)漸漸降低，可知M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)高，選項(xiàng)C正確；CD的電勢(shì)為零，CD為等勢(shì)面，依據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，可知CD表面旁邊的電場(chǎng)線都和地面垂直，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7.(多選)如圖所示，在A、B兩點(diǎn)分別固定著所帶電荷量相等的正、負(fù)點(diǎn)電荷，O點(diǎn)是兩個(gè)點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，C、D是關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)．下列說法正確的是(AD)A．C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相同B．C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等C．負(fù)點(diǎn)電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于它在D點(diǎn)的電勢(shì)能D．正點(diǎn)電荷從C點(diǎn)移到D點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做正功解析：等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線關(guān)于兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線對(duì)稱，電場(chǎng)線分布如圖所示，某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向用電場(chǎng)線上通過該點(diǎn)的切線方向表示，故依據(jù)對(duì)稱性可知C、D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相同，故A正確；沿著電場(chǎng)線，電勢(shì)漸漸降低，等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，可知C點(diǎn)所在等勢(shì)面的電勢(shì)高于D點(diǎn)所在等勢(shì)面的電勢(shì)，則C點(diǎn)電勢(shì)較高，故B錯(cuò)誤；由于C點(diǎn)電勢(shì)高于D點(diǎn)電勢(shì)，依據(jù)公式φ＝eq\f(Ep,q)，可知負(fù)點(diǎn)電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在D點(diǎn)的電勢(shì)能，故C錯(cuò)誤；正點(diǎn)電荷從C點(diǎn)移到D點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做正功，故D正確．8.(多選)如圖所示，虛線A、B、C、D是某勻強(qiáng)電場(chǎng)中的4個(gè)平行且等距的等勢(shì)面，其中等勢(shì)面C的電勢(shì)為0，一電子僅在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A、D等勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV，則下列說法正確的是(AD)A．等勢(shì)面D的電勢(shì)為－7VB．等勢(shì)面B的電勢(shì)為4VC．該電子不行能到達(dá)電勢(shì)為－10V的等勢(shì)面D．該電子運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢(shì)能變?yōu)?eV時(shí)，它的動(dòng)能為4eV解析：因電子僅在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A、D等勢(shì)面的動(dòng)能分別為26eV和5eV，依據(jù)動(dòng)能定理有－e(φA－φD)＝－21eV，即φA－φD＝21V，又φC＝0，可得φD＝－7V，選項(xiàng)A正確；因勻強(qiáng)電場(chǎng)中2φC＝φB＋φD，則等勢(shì)面B的電勢(shì)為7V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因只有電場(chǎng)力做功，動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變．當(dāng)電子的速度為零時(shí)，由能量守恒可得－eφD＋5eV＝－eφ，解得φ＝－12V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理，由能量守恒可得－eφD＋5eV＝8eV＋Ek，Ek＝4eV，選項(xiàng)D正確．9.空間存在平行于紙面方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，紙面內(nèi)ABC三點(diǎn)形成一個(gè)邊長(zhǎng)為1cm的等邊三角形．將電子由A移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功2eV，再將電子由B移動(dòng)到C點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功1eV.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(C)A．100V/m B.eq\f(200\r(3),3)V/mC．200V/m D．200eq\r(3)V/m解析：本題考查電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力做功、電勢(shì)等．依據(jù)題述電子由A移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功2eV，可知A、B之間的電勢(shì)差為－2V，依據(jù)電子由B移動(dòng)到C點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功1eV，可知B、C之間的電勢(shì)差為1V，由此可知AB的中點(diǎn)與C點(diǎn)等電勢(shì)，電場(chǎng)線平行于AB，方向由B指向A，由E＝eq\f(U,d)可得E＝200V/m，選項(xiàng)C正確．10．如圖所示，有向直線為某點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，其上兩點(diǎn)a、b相距為d，電勢(shì)差為U，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，把電荷量為q的摸索電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為W，該摸索電荷在a點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大小為F，下列關(guān)系式肯定正確的是(D)A．E＝eq\f(F,q) B．U＝EdC．E＝eq\f(kq,d2) D．U＝eq\f(W,q)解析：本題考查依據(jù)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)的粒子的電場(chǎng)力做功狀況分析電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為在a點(diǎn)的摸索電荷受到的電場(chǎng)力與摸索電荷的電荷量的比值，即Ea＝eq\f(F,q)，因電場(chǎng)為點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，可知b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不是E＝eq\f(F,q)，故A錯(cuò)誤；公式U＝Ed只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)不適用，故B錯(cuò)誤；點(diǎn)電荷在某點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝eq\f(kQ,r2)，其中Q為場(chǎng)源點(diǎn)電荷所帶電荷量，r為某點(diǎn)到該點(diǎn)電荷的距離，故C錯(cuò)誤；摸索電荷從a到b電場(chǎng)力做功為W＝qU，所以a、b間電勢(shì)差U＝eq\f(W,q)，故D正確．11.如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，a、b、c、d、e、f剛好構(gòu)成一個(gè)正六邊形區(qū)域，O點(diǎn)是這個(gè)正六邊形的中心，現(xiàn)測(cè)得b、c、d三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φb＝12V、φc＝10V、φd＝6V，已知電場(chǎng)線與正六邊形所在平面平行．則下列結(jié)論正確的是(C)A．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)為14VB．正摸索電荷在f點(diǎn)的電勢(shì)能大于在O點(diǎn)的電勢(shì)能C．O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向指向e點(diǎn)D．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向指向O點(diǎn)解析：本題考查電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)和電勢(shì)能等．連接bd，將線段bd等分為3份，等分點(diǎn)為g、h，如圖，每一等份電勢(shì)差為2V，連接cg并延長(zhǎng)恰過a點(diǎn)，ca為等勢(shì)線，a點(diǎn)的電勢(shì)為10V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于df∥ac，則df是一條等勢(shì)線，f點(diǎn)電勢(shì)與d點(diǎn)電勢(shì)相等，低于O點(diǎn)的電勢(shì)，正摸索電荷在f點(diǎn)的電勢(shì)能小于在O點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；be⊥ac，則bOe連線為電場(chǎng)線方向，O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向指向e點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；af∥be，則a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向指向f點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．12.(多選)如圖所示，虛線a、b、c、d、e代表電場(chǎng)中的五個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，實(shí)線為一帶正電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知(CD)A．五個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高B．帶電粒子通過P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能較Q點(diǎn)大C．帶電粒子通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能較Q點(diǎn)大D．帶電粒子通過P點(diǎn)時(shí)的加速度較Q點(diǎn)小解析：由等勢(shì)面及軌跡與力的關(guān)系可知五個(gè)等勢(shì)面中，e的電勢(shì)最高，故A錯(cuò)誤；粒子由P到Q過程電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，故B錯(cuò)誤，C正確；電勢(shì)差相等的等勢(shì)面越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，加速度越大，故D正確．13．如圖所示，等量異種點(diǎn)電荷分別固定在水平線上的M、N兩點(diǎn)處，O點(diǎn)位于M、N連線中點(diǎn)B的正上方且與B點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為＋q(可視為點(diǎn)電荷)的小球固定在長(zhǎng)度為L(zhǎng)的絕緣輕質(zhì)細(xì)桿的一端，細(xì)桿另一端可繞過O點(diǎn)且與M、N連線垂直的水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)在把桿拉起到水平位置，由靜止釋放，小球經(jīng)過最低點(diǎn)B時(shí)速度為v.取O點(diǎn)電勢(shì)為零，忽視小球所帶電荷量對(duì)等量異種電荷所形成的電場(chǎng)的影響，重力加速度為g.(1)求小球在經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對(duì)桿的拉力大小；(2)在＋Q、－Q形成的電場(chǎng)中，求A點(diǎn)的電勢(shì)φA；(3)小球接著向左搖擺，求其在經(jīng)過與A等高的C點(diǎn)時(shí)的速度大?。馕觯?1)小球經(jīng)B點(diǎn)時(shí)，在豎直方向上，有F－mg＝meq\f(v2,L)由牛頓第三定律可知，小球?qū)?xì)桿的拉力大小F′＝F＝mg＋meq\f(v2,L).(2)O點(diǎn)電勢(shì)為零，而OB在M、N連線