2024高考物理一輪復(fù)習(xí)規(guī)范演練30電場能的性質(zhì)含解析新人教版

PAGE6-規(guī)范演練30電場能的性質(zhì)[抓基礎(chǔ)]1.（2024·河北定州模擬）A、B兩個點(diǎn)電荷在真空中所產(chǎn)生的電場的電場線（方向未標(biāo)出）如圖所示，圖中C點(diǎn)為兩個點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩個點(diǎn)電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點(diǎn)，電場線的分布關(guān)于MN左右對稱.則下列說法正確的是（）A.這兩個點(diǎn)電荷肯定是等量異種電荷B.這兩個點(diǎn)電荷肯定是等量同種電荷C.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度比D點(diǎn)的電場強(qiáng)度小D.C點(diǎn)的電勢比D點(diǎn)的電勢高解析：依據(jù)電場線的特點(diǎn)，從正電荷動身到負(fù)電荷終止可以推斷，這兩點(diǎn)電荷是兩個等量異種電荷，故A正確，B錯誤；在兩等量異種電荷連線的中垂線上，中間點(diǎn)電場強(qiáng)度最大，也可以從電場線的疏密推斷，所以C點(diǎn)的電場強(qiáng)度比D點(diǎn)的電場強(qiáng)度大，故C錯誤；中垂線和電場線垂直，所以中垂線為等勢線，所以C點(diǎn)的電勢等于D點(diǎn)的電勢，故D錯誤.答案：A2.（2024·海南卷）如圖所示，靜電場中的一條電場線上有M、N兩點(diǎn)，箭頭代表電場的方向，則（）A.M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的低B.M點(diǎn)的場強(qiáng)大小肯定比N點(diǎn)的大C.電子在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的低D.電子在M點(diǎn)受到的電場力大小肯定比在N點(diǎn)的大答案：C3.（2024·廣東中山模擬）如圖所示是兩個等量異種電荷形成的電場，AB為中垂線上兩點(diǎn)，CD為兩電荷連線上兩點(diǎn)，且A、B、C、D與O點(diǎn)間距離相等，則（）A.A、B、C、D四個點(diǎn)場強(qiáng)相同B.C點(diǎn)電勢比D點(diǎn)電勢低C.正電荷從A運(yùn)動到B，電場力不做功D.正電荷從C運(yùn)動到D，電勢能增加解析：兩個等量異種點(diǎn)電荷形成的電場，兩個電荷的連線上下的電場是對稱的，AO＝BO，那么A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)就是相等的，小于O處的場強(qiáng).由于C、D兩處電場線比O處密，則C、D兩處的場強(qiáng)比O處大，故A錯誤；電場線從正電荷動身到負(fù)電荷終止，而順著電場線方向電勢降低，則知C點(diǎn)電勢比D點(diǎn)電勢高，故B錯誤；AB為中垂線，是一條等勢線，其上各點(diǎn)的電勢都相等，AB之間的電勢差為0，則正電荷從A運(yùn)動到B，電場力不做功，故C正確；正電荷從C運(yùn)動到D，電場力從C指向D，電場力做正功，電勢能減小，故D錯誤.故選C.答案：C4.（2024·海南模擬）如圖所示，圖甲是電場中一條電場線，直線上有A、B、C三點(diǎn)，且A、B間距離等于B、C間距離.一個帶負(fù)電的帶電粒子，由A點(diǎn)僅在電場力作用下，沿電場線經(jīng)B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，其運(yùn)動的v-t圖象如圖乙所示，有關(guān)粒子的運(yùn)動與電場的說法，下述正確的是（）甲乙A.加速度aB<aC B.電場強(qiáng)度EA>EBC.電勢φA<φB D.電勢差UAB＝UBC答案：B5.（多選）（2024·江蘇揚(yáng)州模擬）如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定一個半徑為R的絕緣圓環(huán)，有兩個可視為點(diǎn)電荷的相同的帶負(fù)電的小球A和B套在圓環(huán)上，其中小球A可沿圓環(huán)無摩擦的滑動，小球B固定在圓環(huán)上和圓心O的連線與水平方向的夾角為45°.現(xiàn)將小球A由靜止釋放，則下列說法中正確的有（）A.小球A恰好可以運(yùn)動到P點(diǎn)B.小球A運(yùn)動到圓環(huán)最低點(diǎn)Q的過程中，速率不斷變大C.小球A運(yùn)動到圓環(huán)最低點(diǎn)Q的過程中電勢能先減小后增大D.小球到達(dá)圓環(huán)最低點(diǎn)Q時的速度大小為eq\r(2gR)解析：當(dāng)B球不存在時，由于機(jī)械能守恒可得，A球能夠運(yùn)動到P點(diǎn)，但是當(dāng)有B球后，AB兩球靠近時電場力做負(fù)功，故A球不行能運(yùn)動到P點(diǎn)，故A錯誤；小球A從釋放到運(yùn)動到圓環(huán)最低點(diǎn)Q的過程中電勢能先減小后增大，而重力勢能始終減小，結(jié)合運(yùn)動的電場線可知，小球A從釋放到運(yùn)動到圓環(huán)最低點(diǎn)Q的過程中動能先增大后減小，則速領(lǐng)先變大后減小，故B錯誤；起先時小球A與B之間的距離小于環(huán)的直徑，而小球A與B之間的最大距離等于環(huán)的直徑；由于兩個小球都帶負(fù)電，所以二者之間的距離增大時，庫侖力做正功，二者的電勢能減??；當(dāng)二者之間的距離減小時，電場力做負(fù)功，二者的電勢能增大，即小球A從釋放到運(yùn)動到圓環(huán)最低點(diǎn)Q的過程中電勢能先減小后增大，故C正確；由題圖可知A與Q相對于過OB的直徑是對稱的，所以小球在A點(diǎn)的電勢能與在Q點(diǎn)的電勢能是相等的，小球從A到Q的過程中增加的動能等于減小的重力勢能，即eq\f(1,2)mv2＝mgR，解得v＝eq\r(2gR)，故D正確.答案：CD6.（多選）（2024·汕頭模擬）如圖所示，絕緣的斜面處在一個水平向右的勻強(qiáng)電場中，一帶電金屬塊由靜止起先沿斜面滑究竟端，已知在金屬塊下滑的過程中動能增加了0.3J，克服電場力做功為0.5J，重力勢能削減了1.5J，則以下說法正確的是（）A.金屬塊帶正電荷B.電勢能削減0.5JC.金屬塊克服摩擦力做功0.7JD.金屬塊的機(jī)械能削減1.2J解析：在下滑過程中金屬塊需克服電場力做功為0.5J，電勢能增加0.5J，故金屬塊帶負(fù)電，故A、B錯誤；在金屬塊滑下的過程中動能增加了0.3J，重力勢能削減了1.5J，故重力做功1.5J，電場力做功為－0.5J，依據(jù)動能定理得：W總＝WG＋W電＋Wf＝ΔEk，解得Wf＝－0.7J，故C正確；外力做功為W外＝W電＋Wf＝－1.2J，故機(jī)械能削減1.2J，故D正確.答案：CD7.（多選）（2024·廣西模擬）如圖所示，四分之一圓弧AB是點(diǎn)電荷電場中的一條等勢線，圓弧的圓心在O點(diǎn)，C是A、B連線的中點(diǎn)，D是O、A連線的中點(diǎn).在D點(diǎn)由靜止釋放一個帶負(fù)電的摸索電荷，僅在電場力作用下摸索電荷沿DA加速運(yùn)動，則下列說法正確的是（）A.A、B、C、D四點(diǎn)中，D點(diǎn)場強(qiáng)最大B.A、B、C、D四點(diǎn)中，D點(diǎn)電勢最高C.一個帶正電的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)沿ACB移動到B的過程中，電勢能先增大后減小D.一個帶負(fù)電的點(diǎn)電荷從B點(diǎn)沿BCD移動到D的過程中，電場力始終做負(fù)功答案：AD8.（多選）（2024·內(nèi)蒙古模擬）如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點(diǎn)是P，直徑MN水平.a、b是兩個完全相同的帶正電小球視為點(diǎn)電荷，b固定在M點(diǎn)，a從N點(diǎn)靜止釋放，沿半圓槽運(yùn)動經(jīng)過最低點(diǎn)P到達(dá)某點(diǎn)Q（圖中未畫出）時速度為零.則小球a（）A.從N到P的過程中，重力與庫侖力的合力始終增大B.從N到P的過程中，動能先增大后減小C.從N到Q的過程中，電勢能先增加后減小D.從P到Q的過程中，動能削減量等于電勢能增加量和重力勢能增加量之和解析：a由N到P的過程中，重力豎直向下，而庫侖力始終沿二者的連線方向，則可知，重力與庫侖力的夾角始終減小，且?guī)靵隽υ龃?，依?jù)力的合成法則，故合力始終在增大，故A正確；在整個過程中合力先與運(yùn)動方向的夾角均為銳角，合力做正功；而后一過程中合力與運(yùn)動方向夾角為鈍角，合力做負(fù)功；故從N到P的過程中，動能先增大后減小，故B正確；從N到Q小球電場力與速度的夾角始終是鈍角，則電場力始終做負(fù)功，電勢能增大，故C錯誤；從P到Q的過程中，由動能定理可知，－mgh－WE＝0－eq\f(1,2)mv2；故動能的減小量等于重力勢能增加量和電勢能的增加量，故D正確.答案：ABD[提素養(yǎng)]9.（2024·唐山一模）邊長為1cm的正三角形ABC處于勻強(qiáng)電場中，電場方向平行于三角形所在平面.將電子由A點(diǎn)移動到B點(diǎn)，電場力做功4eV；將電子由A點(diǎn)移動到C點(diǎn)，電場力做功2eV，電場強(qiáng)度大小為（）A.200V/m B.300V/mC.200eq\r(3)V/m D.400V/m解析：電子由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功4eV，則UAB＝eq\f(WAB,－e)＝eq\f(4eV,－e)＝－4V；電子由A點(diǎn)移動到C點(diǎn)，電場力做功2eV，UAC＝eq\f(WAC,－e)＝eq\f(2eV,－e)＝－2V；設(shè)AB的中點(diǎn)為D，C、D兩點(diǎn)電勢相等，CD為等勢線，電場方向沿BA方向，則E＝eq\f(UBA,BA)＝eq\f(4,0.01)V/m＝400V/m，故選項(xiàng)D正確.答案：D10.（多選）（2024·河南高考模擬）如圖所示，在勻強(qiáng)電場中有始終角三角形ABC，∠C＝90°，∠A＝30°，BC邊長2cm.電場強(qiáng)度的方向與三角形ABC平面平行.一電子從A點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力做功為15eV，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力做功為5eV.則（）A.A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB為10VB.電場強(qiáng)度的方向由A點(diǎn)指向C點(diǎn)C.電場強(qiáng)度的大小為500V/mD.一電子從B點(diǎn)移到AC的中點(diǎn)，電勢能增加2.5eV答案：CD11.（多選）（2024·江蘇揚(yáng)州模擬）如圖所示，a、b是靜電場中某電場線上的兩點(diǎn)，將一個電子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中電場力做功為＋6eV，則以下推斷正確的是（）A.電子受到電場力從a指向bB.電子的電勢能增加6eVC.a、b兩點(diǎn)間電勢差Uab＝－6VD.電場強(qiáng)度的方向肯定由a沿直線指向b解析：電子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做功6eV，電子受到的電場力的方向就是a到b，電場強(qiáng)度的方向與電子受電場力的方向相反，即由b指向a.故A正確，D錯誤；由于電場力對電子做功6eV，電子的電勢能就削減了6eV.故B錯誤；a、b兩點(diǎn)電勢差Uab＝eq\f(Wab,q)＝eq\f(6eV,－e)＝－6V，故C正確.答案：AC12.（多選）（2024·江蘇模擬）A、B為電場中始終線上的兩個點(diǎn)，帶正電的點(diǎn)電荷只受電場力的作用，從A點(diǎn)以某一初速度做直線運(yùn)動到B點(diǎn)，其電勢能Ep隨位移x的改變關(guān)系如圖所示.則從A到B過程中，下列說法正確的是（）A.點(diǎn)電荷的速度先增大后減小B.空間電場是某負(fù)點(diǎn)電荷形成的C.電荷所受電場力先減小后增大D.空間各點(diǎn)的電勢先上升后降低答案：CD13.（2024·四川模擬）如圖所示，在豎直面內(nèi)有一邊長為eq\r(3)L的正六邊形區(qū)域，O為中心點(diǎn)，CD水平.將一質(zhì)量為m的小球以肯定的初動能從B點(diǎn)水平向右拋出，小球運(yùn)動軌跡過D點(diǎn).現(xiàn)在該豎直面內(nèi)加一勻強(qiáng)電場，并讓該小球帶電，電荷量為＋q，并以前述初動能沿各個方向從B點(diǎn)拋入六邊形區(qū)域，小球?qū)⒀夭煌壽E運(yùn)動.已知某一方向拋入的小球過O點(diǎn)時動能為初動能的eq\f(1,3)，另一方向拋入的小球過C點(diǎn)時動能與初動能相等.重力加速度為g，電場區(qū)域足夠大，求：（1）小球的初動能；（2）取電場中B點(diǎn)的電勢為零，求O、C兩點(diǎn)的電勢.解析：（1）設(shè)小球從B點(diǎn)拋出時速度為v0，從B到D所用時間為t，小球做平拋運(yùn)動在水平方向上xBD＝v0t，在豎直方向上yBD＝eq\f(1,2)gt2，由幾何關(guān)系可知：xBD＝eq\r(3)Lcos60°＋eq\r(3)L，yBD＝eq\r(3)Lsin60°，解得小球的初動能為：EkB＝eq\f(1,2