（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（二十三）電場能的性質(zhì)（含解析）

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1、（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（二十三）電場能的性質(zhì)（含解析） 1．關(guān)于靜電場下列說法正確的是(　　) A．將負(fù)電荷由電勢低的地方移到電勢高的地方，電勢能一定增加 B．無論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場中某點移到無窮遠處時，靜電力做的正功越多，電荷在該點的電勢能越大 C．在同一個等勢面上的各點，場強的大小必然是相等的 D．電勢下降的方向就是電場強度的方向 解析：選B　將負(fù)電荷由低電勢點移到高電勢點，電場力做正功，電勢能減小，選項A錯誤；無論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場中某點移到無窮遠處時，因無窮遠處電勢能為零，因此靜電力做正功越多，電荷在該點的電勢能越大，選項

2、B正確；在同一等勢面上，電勢處處相等，場強不一定相等，選項C錯誤；電勢下降最快的方向才是電場強度的方向，選項D錯誤。 2．(2019·淮南模擬)電場中有a、b兩點，已知φa＝－500 V，φb＝1 500 V，將電荷量為q＝－4×10－9 C的點電荷從a移到b時，電場力做功為(　　) A．負(fù)功　8×10－6 J　　　　　　　　 B．正功　8×10－6 J C．負(fù)功　4×10－6 J D．正功　4×10－6 J 解析：選B　用絕對值先進行計算，W＝qU＝4×10－9×2 000 J＝8×10－6 J(注意此式僅為數(shù)值關(guān)系)，因為負(fù)電荷從低電勢處移至高電勢處，所以電場力做正功。故選項B

3、正確。 3．(多選)(2017·全國卷Ⅰ)在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(biāo)(ra，φa)標(biāo)出，其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為W、W和W。下列選項正確的是(　　) A．Ea∶Eb＝4∶1 B．Ec∶Ed＝2∶1 C．W∶W＝3∶1 D．W∶W＝1∶3 解析：選AC　設(shè)點電荷的電荷量為Q，根據(jù)點電荷電場強度公式E＝k，ra∶rb

4、＝1∶2，rc∶rd＝3∶6，可知，Ea∶Eb＝4∶1，Ec∶Ed＝4∶1，選項A正確，B錯誤；將一帶正電的試探電荷由a點移動到b點做的功W＝q(φa－φb)＝3q(J)，試探電荷由b點移動到c點做的功W＝q(φb－φc)＝q(J)，試探電荷由c點移動到d點做功W＝q(φc－φd)＝q(J)，由此可知，W∶W＝3∶1，W∶W＝1∶1，選項C正確，D錯誤。 4.(多選)(2016·海南高考)如圖，一帶正電的點電荷固定于O點，兩虛線圓均以O(shè)為圓心，兩實線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點。不計重力。下列說法正確的是(　　) A．M帶負(fù)電荷，N

5、帶正電荷 B．M在b點的動能小于它在a點的動能 C．N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能 D．N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功 解析：選ABC　粒子受到的電場力指向軌跡的凹側(cè)，可知M受到了引力作用，N受到了斥力作用，故M帶負(fù)電荷，N帶正電荷，選項A正確；由于虛線是等勢面，故M從a點到b點電場力對其做負(fù)功，動能減小，選項B正確；d點和e點在同一等勢面上，N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能，故選項C正確； N從c點運動到d點的過程中，電場力做正功，故選項D錯誤。 5．(多選)如圖所示，虛線a、b、c為電場中的一簇等勢線，相鄰兩等勢面之間的電勢差相等，等勢線a上一點A 處，分別

6、射出甲、乙兩個粒子，兩粒子在電場中的軌跡分別交等勢線c于B、C點，甲粒子從A到B的動能變化量的絕對值是E，乙粒子從A到C動能變化量絕對值為E。不計粒子的重力，由此可以判斷(　　) A．甲粒子一定帶正電，乙粒子一定帶負(fù)電 B．甲粒子的電荷量一定為乙粒子電荷量的2倍 C．甲粒子從A到B電場力一定做正功，乙粒子從A到C電場力一定做負(fù)功 D．甲粒子在B點的電勢能的絕對值一定是乙粒子在C點電勢能絕對值的2倍 解析：選BCD　由軌跡圖可知，兩粒子所受的電場力方向相反，則兩粒子一定電性相反，但是不一定是甲粒子帶正電，乙粒子帶負(fù)電，選項A錯誤；從A點到c等勢面的電勢差相等，根據(jù)Uq＝ΔEk，因|ΔE

7、k甲|＝2|ΔEk乙|，可知q甲＝2q乙，選項B正確；根據(jù)電場力與軌跡的方向，可知甲粒子從A到B電場力一定做正功，乙粒子從A到C電場力一定做負(fù)功，選項C正確；B、C兩點的電勢相同，根據(jù)Ep＝φq可知，甲粒子在B點的電勢能的絕對值一定是乙粒子在C點電勢能絕對值的2倍，選項D正確。 6. (2018·長沙調(diào)研)如圖所示，在直角三角形所在的平面內(nèi)存在勻強電場，其中A點電勢為0，B點電勢為3 V，C點電勢為6 V。已知∠ACB＝30°，AB邊長為 m，D為AC的中點，將一點電荷放在D點，且點電荷在C點產(chǎn)生的場強大小為1.5 N/C，則放入點電荷后，B點場強為(　　) A．2.5 N/C B．3

8、.5 N/C C．2 N/C D. N/C 解析：選A　根據(jù)勻強電場中任意平行相等線段兩端點的電勢差相等，可知B、D兩點電勢相等，BD連線為等勢線，根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低可知，與BD連線垂直且指向A的方向為電場方向，如圖所示。根據(jù)勻強電場中電場強度與電勢差關(guān)系，勻強電場的電場強度E＝＝ N/C＝2 N/C。根據(jù)點電荷電場的特點可知，放在D點的點電荷在B點產(chǎn)生的電場強度與在C點產(chǎn)生的電場強度大小相等，都是1.5 N/C，方向沿BD連線，根據(jù)電場疊加原理，B點的電場強度大小為EB＝ N/C＝2.5 N/C，選項A正確。 [B級——保分題目練通抓牢] 7. (2019·青島模擬)真空

9、中相距為3a的兩個點電荷M、N分別固定于x軸上x1＝0和x2＝3a的兩點，在兩者連線上各點的電場強度隨x變化的關(guān)系如圖所示，選沿x軸方向為正方向，以下判斷正確的是(　　) A．點電荷M、N均為負(fù)電荷 B．M、N所帶電荷量的絕對值之比為2∶1 C．沿x軸從0到3a電勢逐漸降低 D．將一個正點電荷沿x軸從0.5a移動到2.4a，該電荷的電勢能先減小再增大 解析：選D　若兩電荷為異種電荷，在x＝2a處，電場強度不可能為0，故兩電荷為同種電荷，故A錯誤；由于在x＝2a處，電場強度為0，則有＝，所以M、N所帶電荷量的絕對值之比為4∶1，故B錯誤；沿x軸從0到2a電勢逐漸降低，從2a到3a電勢逐

10、漸增大，故C錯誤；從0.5a到2.4a電勢先降低后增大，根據(jù)Ep＝qφ可知將一個正點電荷沿x軸從0.5a移動到2.4a，該電荷的電勢能先減小后增大，故D正確。 8.(多選)兩個等量點電荷位于x軸上，它們的靜電場的電勢φ隨位置x變化規(guī)律如圖所示(只畫出了部分區(qū)域內(nèi)的電勢)，x軸上有兩點M、N，且OM >ON，由圖可知(　　) A．N點的電勢低于M點的電勢 B．M、N兩點的電場方向相同且M點的場強大小大于N點的場強大小 C．僅在電場力作用下，正電荷可以在x軸上M、N之間的某兩點做往復(fù)運動 D．負(fù)電荷沿x軸從M點移到N點的過程中電場力一直做正功 解析：選BD　由題圖知，N點的電勢高于M點

11、的電勢，故A錯誤； 由E＝可知，圖像的斜率絕對值等于場強大小，可以看出M點的場強大小大于N點的場強大小，斜率都為正值，說明M、N點的電場方向相同，故B正確； 根據(jù)順著電場線方向電勢降低，可知電場線的方向從N指向M，正電荷在x軸上M、N之間所受的電場力始終由N指向M，正電荷做單向直線運動，故C錯誤；負(fù)電荷沿x軸從M移到N的過程中，電場力方向從M指向N，電場力方向與位移相同，電場力一直做正功，故D正確。 9．如圖甲在水平地面上放置一個質(zhì)量為m＝0.1 kg，帶電荷量為q＝0.01 C的物體。物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.4，地面上存在水平向左的電場，物體由靜止開始向左運動，電場強度E隨物體

12、的位移x變化的圖像如圖乙所示。已知g＝10 m/s2，求： (1)運動過程中物體的最大加速度； (2)物體的速度達到最大時距出發(fā)點的距離。 解析：(1)剛開始時物體的加速度最大，由牛頓第二定律，得qE－μmg＝ma 解得：a＝6 m/s2，方向水平向左。 (2)由圖像可得電場強度隨位移是變化的，所以物體受到的電場力隨位移是變化的，當(dāng)電場力等于摩擦力時，加速度為0，速度最大，則qE＝μmg，E＝40 N/C 由題中圖像得到E 與x的函數(shù)關(guān)系式E＝100－25x 解得x＝2.4 m。 答案：(1)6 m/s2，方向水平向左　(2)2.4 m [C級——難度題目適情選做

13、] 10．(多選)(2018·全國卷Ⅱ)如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點處于勻強電場中，電場方向與此平面平行，M為a、c連線的中點，N為b、d連線的中點。一電荷量為q(q＞0)的粒子從a點移動到b點，其電勢能減小W1；若該粒子從c點移動到d點，其電勢能減小W2。下列說法正確的是(　　) A．此勻強電場的場強方向一定與a、b兩點連線平行 B．若該粒子從M點移動到N點，則電場力做功一定為 C．若c、d之間的距離為L，則該電場的場強大小一定為 D．若W1＝W2，則a、M兩點之間的電勢差一定等于b、N兩點之間的電勢差 解析：選BD　結(jié)合題意，只能判定φa＞φb，φc＞φd，但電場方

14、向不能得出，故A錯誤。電場強度的方向沿c→d時，才有場強E＝，故C錯誤。由于M、N分別為ac和bd的中點，對于勻強電場，φM＝，φN＝，則UMN＝，可知該粒子從M點移動到N點的過程中，電場力做功W＝，故B正確。若W1＝W2，則φa－φb＝φc－φd，變形得φa－φc＝φb－φd，即Uac＝Ubd，而UaM＝，UbN＝，可知UaM＝UbN，故D正確。 11.(多選)如圖所示，在正點電荷Q的電場中有M、N、P和F四點，M、N、P為直角三角形的三個頂點，F(xiàn)為MN的中點，∠M＝30°。M、N、P、F四點處的電勢分別用φM、φN、φP、φF表示。已知φM＝φN，φP＝φF，點電荷Q在M、N、P三點所在

15、平面內(nèi)，則(　　) A．點電荷Q一定在MP連線上 B．連接PF的線段一定在同一個等勢面上 C．將正試探電荷從P點搬運到N點，電場力做負(fù)功 D．φP大于φM 解析：選AD　根據(jù)正點電荷的電場的特點可知，點電荷的電場的等勢面是以點電荷為中心的同心球面，故分別作MN連線的中垂線和PF連線的中垂線，如圖所示，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，兩條線交MP于A點，即點電荷在A點，選項A正確，B錯誤；將正試探電荷從P點搬運到N點，電場力做正功，選項C錯誤；沿著電場線的方向電勢逐漸降低，故φP>φM，選項D正確。 12. (2019·合肥四校聯(lián)考)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

16、光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R＝0.4 m，在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場線與軌道所在的平面平行，電場強度E＝1.0×104 N/C。現(xiàn)有一電荷量q＝＋1.0×10－4 C，質(zhì)量m＝0.1 kg的帶電體(可視為質(zhì)點)，在水平軌道上的P點由靜止釋放，帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點C，然后落至水平軌道上的D點(圖中未畫出)。取g＝10 m/s2。試求： (1)帶電體運動到圓形軌道B點時對圓形軌道的壓力大??； (2)D點到B點的距離xDB； (3)帶電體在從P點開始運動到落至D點的過程中的最大動能(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 解析：(1)設(shè)帶電體通過C點時的速度為vC

17、，根據(jù)牛頓第二定律有mg＝m，解得vC＝2.0 m/s。 設(shè)帶電體通過B點時的速度為vB，設(shè)軌道對帶電體的支持力大小為FB，帶電體在B點時，根據(jù)牛頓第二定律有 FB－mg＝m。 帶電體從B運動到C的過程中，根據(jù)動能定理有 －mg×2R＝mvC2－mvB2 聯(lián)立解得FB＝6.0 N， 根據(jù)牛頓第三定律，帶電體對軌道的壓力FB′＝6.0 N。 (2)設(shè)帶電體從最高點C落至水平軌道上的D點經(jīng)歷的時間為t，根據(jù)運動的分解有2R＝gt2，xDB＝vCt－t2 聯(lián)立解得xDB＝0。 (3)由P點到B點帶電體做加速運動，故最大速度一定出現(xiàn)在從B到C的過程中，在此過程中只有重力和電場力做功，這兩個力大小相等，其合力與重力方向成45°夾角斜向右下方，故最大速度必出現(xiàn)在B點右側(cè)對應(yīng)圓心角為45°處。 設(shè)帶電體的最大動能為Ekm，根據(jù)動能定理有 qERsin 45°－mgR(1－cos 45°)＝Ekm－mvB2， 代入數(shù)據(jù)解得Ekm≈1.17 J。 答案：(1)6.0 N　(2)0　(3)1.17 J