高考物理一轮复习 课练21 电场能的性质（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

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1、课练21电场能的性质1在电场中，下列说法正确的是()A某点的电场强度大，该点的电势一定高B某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大C某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零D某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零2(多选)如图所示，带正电的场源点电荷固定于O点，OPr.已知一个电荷量为q的正检验电荷在P点受到的电场力大小为F、具有的电势能为Ep，静电力常量为k.下列说法正确的是()AP点的场强大小为BP点的电势为qEpC场源电荷的电荷量为D撤去检验电荷，P点的场强、电势均变为03在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷，电荷量为Q.坐标轴上有A、B、C三点，OAOBBCa，如图所

2、示，其中A点和B点的电势相等，O点和C点的电势相等，静电力常量为k，则下列说法正确的是()A正点电荷位于O点BO点电势比A点电势高CC点的电场强度大小为D将某一正试探电荷从A点沿直线移动到C点，电势能一直减小4如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1、2、3为等差等势线已知a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出仅在电场力作用下，a、b两粒子的运动轨迹分别如图中虚线甲、乙所示，则()Aa一定带正电，b一定带负电Ba的加速度逐渐减小，b的加速度逐渐增大CM、N之间的距离等于N、Q之间的距离Da粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小5匀强电场中的三点A、B、

3、C是三角形的三个顶点，AB的长度为1 m，D为AB的中点，如图所示已知电场线处于ABC所在的平面，A、B、C三点的电势分别为14 V、6 V和2 V设场强大小为E，一带电荷量为1106 C的正电荷从D点移动到C点的过程中电场力所做的功为W，则()AW6106 JE6 V/mBW6106 JE6 V/mCW8106 JE8 V/mDW8106 JE8 V/m6(多选)如图所示，长为L、倾角为30的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为q、质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端B点时的速度仍为v0，则()A小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能BA、B两点的电

4、势差一定为C若该电场是AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷D若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最小值一定是练高考小题72016全国卷，15关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功82017天津卷，7(多选)如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB.下列说法正确的是()A电

5、子一定从A向B运动B若aAaB，则Q靠近M端且为正电荷C无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2.下列说法正确的是()A此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为C若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为D若W1W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差练模拟小题12.2019河北省承德二中测试(多选)某静电场中，与x轴重合的电场线的电势在x轴上的分布如图所示下列说法正确的是()A在x轴上，x3处的电场强度最大Bx1处的电场强度大于x4处

6、的电场强度C负电荷从x2处移到x4处，电势能减小D电荷量为q的正点电荷从x3处移到x4处，电场力做的功为q(21)132019河南省南阳一中模拟(多选)如图所示为沿x轴方向的电场强度E随位置x变化的关系图象，在x轴负方向上的图象是直线，x轴正方向为电场强度的方向，电子的电荷量为e(e0)则下列说法正确的是()A原点O处的电势最高，x1处的电势最低B电子在x2处和x1处的电势能相等C将电子沿x轴从坐标原点O移到x1处，电子的电势能增加D将电子沿x轴从坐标原点O移到x1处，电场力做的功为eE0x1142019河南省豫北六校联考如图所示，半径为R的均匀带正电薄球壳，壳内的电场强度处处为零，其球心位于

7、坐标原点O，一带正电的试探电荷靠近球壳表面处由静止释放沿坐标轴向右运动下列关于坐标轴上某点电势、试探电荷在该点的动能Ek与离球心距离x的关系图线，可能正确的是()152019山东省实验中学检测如图所示，质量可忽略的绝缘细杆做成正方体框架，边长为a，框架的每个顶点固定着一个带电荷量为q、质量为m的小球，将这个框架静止放在足够粗糙的水平面上，水平面上方有水平向右的匀强电场(未画出)，场强为E，下列说法正确的是()A正方体中心位置处电场强度为零B上方四个小球受到的电场力的合力均相同C若以右下底边为轴把这个正方体向右侧翻转90，系统电势能减少了6qEaD若以右下底边为轴把这个正方体向右侧翻转90，系统

8、电势能减少了8qEa162019广东省肇庆模拟(多选)如图a所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷t0时，甲静止，乙以大小为6 m/s的初速度向甲运动此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触)，它们运动的vt图象如图b所示则由图线可知()A两电荷的电性一定相反Bt1时刻两电荷的电势能最大C0t2时间内，两电荷间的静电力先增大后减小D0t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小综合测评提能力一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1如图所示，直线上A、B两点间距离为2a，在A、B两点分别固定带电荷量为2Q、Q的点电荷，O为AB连线的中点，MN为AB连线

9、的中垂线，M、N到O的距离相等，OAM60，规定无穷远处电势为零，则下列说法正确的是()AM点的电场强度大小为BM和N点的电场强度相同C从O点沿OM向上移动，电场强度先增大后减小DAB连线的中垂线上各点电势为正，且O点电势最高2在一关于原点O对称的两点A、B分别固定着两电荷量为q1和q2的点电荷，两电荷连线上各点电势随横坐标变化的关系如图所示(图象关于纵轴对称)，则下列说法正确的是()Aq1、q2为等量异种电荷BE点场强大小大于F点场强大小CO点的电场强度最大D将一负点电荷从E点移到F点的过程中，电势能先增大后减小32019成都高新区一诊一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以初速度v0做直线运

10、动，其vt图象如图所示，粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，下列判断正确的是()AA、B、C三点的电势关系为BACBA、B、C三点场强大小关系为ECEBEAC粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功42019陕西汉中质检在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服(如图甲)图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势虚线表示电工周围某一截面上的等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个

11、点，以下说法中正确的是()A在c、d、e、f四点中，c点的电场最强B在c、d、e、f四点中，f点的电势最高C若将某电子由c移到f，其电势能将增大D将电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动5.如图所示，在直角三角形ABC中C90、A37、边AB1 m，一匀强电场的方向平行于三角形ABC所在的平面，已知A、B、C三点的电势分别为A16 V、B9 V、C0 V，则该电场的电场强度大小为()A25 V/m B50 V/mC. V/m D. V/m6.2019上海松江区模拟静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()A在x2和x4处

12、电势能相等B由x1运动到x3的过程中电势能增加C由x1运动到x4的过程中电势能先减少后增加D由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大72019湖南衡阳模拟两个等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2 C、质量为1 kg的带正电的小物块从C点静止释放，其运动的vt图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)则下列说法正确的是()AB点为中垂线上电场强度最大的点，场强E0.2 N/CB由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大CA、B两点间的电势差UAB5 VDUCB8 V/m，选项D正确6BD小球从A点运动到

13、B点的过程中，重力势能增加，电势能减少，则小球在A点的电势能一定大于小球在B点的电势能，故A项错误；根据动能定理得mgLsin 30qUAB0，解得UAB，故B项正确；若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，离点电荷远的A点电势高，所以Q是负电荷，故C项错误；若电场是匀强电场，电场力恒定，到达B点时小球速度仍为v0，故小球做匀速直线运动，电场力与重力、支持力的合力为零小球的重力沿斜面向下的分力为mgsin 30，则当电场力沿斜面向上且大小为Fmgsin 30时，电场力最小，场强最小，又电场力FEq，则该电场的场强的最小值一定是E，故D项正确7B根据电场线与等势面关系可知二者相互垂直，故B

14、正确；沿电场线方向电势降低，故电势不同的等势面不可能相交，A错误；电场强度大小与电势的高低没有关系，C错误；负电荷在电势高处电势能小，故此过程中电场力做负功，D错误8BC若Q在M端，由电子运动的轨迹可知Q为正电荷，电子从A向B运动或从B向A运动均可，由于rAEB，FAFB，aAaB，AB，EpArB，故AB，EpAR时，电势为k，所以A项正确，B项错误；试探电荷受到的库仑力Fk，而F越来越小，所以C、D项错误15D正方体中心位置处电场强度为E，A项错误；上方四个小球受到的电场力的合力方向不同，B项错误；电场力做的功为系统电势能的减少量，且电场力做的功与路径无关，则有W4qE2a，C项错误，D项

15、正确16BC由题图b可知，开始时乙做减速运动，甲做初速度为0的加速运动，则两个电荷的电性一定相同，A选项错误；在t1时刻，两个电荷共速，两个电荷间的距离最小，故在间距减小的过程中，电荷始终克服电场力做功，以后两电荷的距离逐渐增大，电场力做正功，故间距最小时两电荷的电势能最大，B选项正确；在0t2时间内，两电荷间的距离先减小后增大，故它们之间的静电力先增大后减小，C选项正确；0t3时间内，甲的速度一直增大，故它的动能一直增大，而乙的速度先减小后反向增大，故它的动能也是先减小后增大，D选项错误综合测评提能力1D本题考查考生的分析综合能力，需要应用电场的叠加和功能关系解题将A点处的2Q的点电荷拆分成

16、两个Q点电荷，则其中一个Q点电荷与B处的Q点电荷构成等量异种点电荷，M处的电场强度为三个点电荷电场的叠加，Q和Q点电荷在M点的电场强度大小均为E1，Q和Q点电荷在M点的电场矢量和为E2，由几何关系可知，E2E1，E2与另一Q点电荷在M点的电场强度E1的矢量和为M点最终的电场强度E，E2与E1的夹角为60，则E2cos 30，A选项错误；根据对称性可知，M点和N点的电场强度大小相等、方向不相同，B选项错误；从O点向上移动，Q和Q点电荷在中垂线上的电场强度方向垂直OM向右，大小逐渐减小，Q在中垂线上的电场强度逐渐减小，两个电场强度方向夹角逐渐增大，则电场强度矢量和逐渐减小，C选项错误；无穷远处电势

17、为零，将一个正点电荷从O点沿中垂线向外移动，Q和Q点电荷对移动电荷不做功，只有Q点电荷对它做正功，电势能降低，则电势降低，D选项正确2B本题考查 x图象越靠近两电荷电势越低，则两电荷均带负电，又两电荷连线上各点电势随x变化的关系图象具有对称性，则q1、q2为等量同种电荷，A错误；随x变化的关系中各点切线的斜率大小为该点场强的大小，所以E点场强大于F点场强，O点场强为零，B正确，C错误；从E点到F点的过程中电势先增大后减小，据Epq知，负点电荷从E点移到F点的过程中电势能先减小后增大，D错误3C因为不知道带电粒子的电性，所以无法判断电势的关系，故A错误；由速度时间图象可知，加速度先增大后减小，所

18、以B点的加速度最大，电场强度最大，故B错误；由图象可知，动能先减小后增大，根据能量守恒可知，电势能先增加后减少，故C正确；因为电势能先增加后减少，所以电场力先做负功后做正功，故D错误4C由于B供电线的电势高于A供电线的电势，在c、d、e、f四点中，c点的电势最高，而等势面在f点处更密集，故f点的电场最强，故A、B错误由于c点电势高于f点，而电子带负电，故将其从c移到f，电势能增大，故C正确由于c、d、e、f四点所在等势面电势依次降低，故将某电子在d点由静止释放，它会向c点所在等势面运动，故D错误5.A本题考查匀强电场中场强与电势差的关系设AB边上D点的电势为0，则CD为等势线，如图所示则UAD

19、16 V，UDB9 V，故AD:DB16:9.假设CDAB，则ADAB0.64 m，BDAB0.36 m，CDABcos 37sin 370.48 m，可得，假设成立，则该电场的电场强度大小为E V/m25 V/m，故本题选A.6Bx1x4场强方向沿x轴负方向，则正电荷从x2到x4处逆着电场线方向，电势升高，则正点电荷在x4处电场能较大，故A错误；x1x3处场强方向沿x轴负方向，则正电荷从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，电势能增加，故B正确；由x1运动到x4的过程中，逆着电场线方向，电势升高，正点电荷的电势能增加，故C错误；由x1运动到x4的过程中，场强的大小先增大后减小，故由FqE

20、知，电场力先增大后减小，故D错误7Dvt图象的斜率表示加速度的大小，而a，所以B点为中垂线上电场强度最大的点，E1 N/C，A错误；由C到A的过程中，电场力一直做正功，小物块的电势能一直减少，B错误；由B到A的过程，由动能定理得UBAqmvmv，解得UBA5 V，所以UAB5 V，C错误；由C到B的过程，由动能定理得UCBqmv0，解得UCB4 V，所以UCBUBA，D正确8C带正电小球从a点运动到b点，速度先增大后减小，说明加速度先向上后向下，说明电场力向上，则电场线的方向向上，电场强度大小逐渐减小，A错误；t0时刻有最大速度，说明此时加速度为零，由图可知加速度为零的点位于ab的中点，此时电

21、场力大小Eqmg，电场强度不为零，B错误；小球由a到b过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，机械能增加，C正确，D错误9BCD对小球进行受力分析，小球受到重力、拉力、电场力，因为小球做匀速直线运动，故小球受力平衡，合外力为0，则拉力与电场力的合力与重力大小相等、方向相反，受力分析图如图所示当电场力垂直于F斜向上时，电场强度最小，Eminqmgsin ，Emin，B正确；当电场强度竖直向上，且Eqmg时，F0，当电场强度斜向下，方向越趋向于F的反方向，力F越大，F没有最大值，A错误；电场力的方向可能水平向右，此时tan ，E，这种情况下，小球从A运动到B电场力不做功，C正确；若电场强度为E时

22、，qEmgtan ，则电场力可能为图中1或者图中2处，若电场力位于图中2处位置时，电场力做功WqEsin 2dqsin 2d2mgdsin2，电场力做功大小等于电势能的变化量大小，D正确10AD没有加电场时，物体A的重力与弹簧的弹力大小相等，有mgkx，施加电场瞬间，有qEkxmgma，解得物体A的瞬间加速度大小为a2g，选项A正确；施加电场后，B刚要离开地面时，弹簧对B的拉力竖直向上，大小为mg，此时A物体受力恰好为零，故从施加电场开始至B刚要离开地面的过程中，A所受的合外力一直向上，故A物体的速度一直增加，选项B错误；从施加电场开始至B刚要离开地面的时间内，由能量守恒可知，A物体的机械能与

23、电势能、弹簧的弹性势能之和不变，故A物体的机械能增加量不是始终等于A物体电势能的减少量，选项C错误；从施加电场开始至B刚要离开地面的过程，弹簧的形变量x相同，即弹性势能没有发生变化，则有(qEmg)2xmv2A0，解得vA2g，选项D正确11答案：(1)(2)解析：(1)设圆盘转动的角速度为，场强大小为E，小物块质量为m，由牛顿第二定律得在位置：qEm2r在位置： m2r圆盘边缘两点间电势差的最大值U2ER联立解得U(2)设小物块由转动到克服摩擦力做的功为Wf由动能定理得qErWf0解得Wf.12答案：(1)24 N(2)3.75 m(3)(1 m，5 m)解析：(1)小物块由A运动到B的过程

24、，由动能定理得(mgqE)Rmv小物块经过B点时，由向心力公式FN(mgqE)解得FN24 N，vB4 m/s由牛顿第三定律，小物块对轨道压力大小为24 N(2)小物块由B运动到O的过程，由动能定理有(mgqE)lmv2mv解得l3.75 m(3)小物块从O点水平抛出后满足ygt2xvt解得小物块的轨迹方程y5x2，和yx26联立，解得x1 m，y5 m所以P点坐标为(1 m，5 m)13答案：(1)(2)mgd(3)，方向与电场方向之间的夹角为60并斜向右上方解析：(1)设匀强电场的电场强度大小为E，小球的电荷量为q，则当小球从A点静止释放时，小球恰好能沿AC边运动，有tan 30设当小球从

25、A点以初速度v0水平向左抛出后，小球到达B点所用的时间为t0，根据运动的合成与分解可知，水平方向上有v0v0t0竖直方向上有2dgt联立解得v0(2)设小球上升到最高点时所用的时间为t，则有v0gt设小球沿电场线方向运动的距离为x，则有xt2小球上升到最高点时电场力做的功为WqEx小球电势能的变化量EpW联立解得Epmgd(3)由题意可知，小球在任意时刻的水平速度大小为vxtgt竖直速度vyv0gt则小球在任意时刻的速度大小为v整理可得t2t可知当t时小球的速度具有最小值vv0此时vxv0，vyv0设此时速度方向与电场方向的夹角为，则有tan 故此时小球动量有最小值，方向与电场方向之间的夹角为60，斜向右上方小球动量的最小值为pmin