高考物理一轮复习 第7章 静电场 第二节 电场能的性质达标诊断高效训练.doc

1 / 8【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选高考物理一轮复习 第第 7 7 章章 静电场静电场 第二第二节节 电场能的性质达标诊断高效训练电场能的性质达标诊断高效训练(建议用时：60 分钟)一、单项选择题1(2018·山东青岛模拟)如图所示，实线表示等量异种点电荷的等势线，过 O 点的虚线 MN 与等势线垂直，两个相同的带正电的粒子分别从 A、B 两点以相同的初速度 v0 开始运动，速度方向水平向右，且都能从 PQ 左侧经过 O 点，AB 连线与 PQ 平行设粒子在 A、B 两点的加速度大小分别为 a1 和 a2，电势能分别为 Ep1 和 Ep2，通过 O点时的速度大小分别为 v1 和 v2.粒子的重力不计，则( )AA 点的电势高于 B 点的电势 Ba1a2CEp1Ep2Dv1v2解析：选 D.根据等势面和电场线的疏密可知 A 点的电场强度大于 B点，所以 a1>a2，B 错误；带正电的粒子从 B 点出发，能经过 O 点，说明在 B 点所受的电场力方向垂直于等势面斜向左下，说明 M 处电荷带负电，N 处电荷带正电，沿电场线方向电势逐渐降低，则 A 点电势低于 B 点电势，A 错误；Epq，由于 AB，所以Ep1Ep2，C 错误；运动过程应用动能定理UAOqmvmv，UBOqmvmv，电场力均做负功，且|UAO|UBO|，v1v2，D 正确2(2018·福建师大附中考试)如图所示，虚线 a、b、c 代表电场中2 / 8的三个等差等势面，ab 的间距大于 bc 的间距实线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、M 为轨迹上的两个点，由此可知( )A粒子在 M 点受到的电场力比在 P 点受到的电场力大B粒子在 P、M 两点间的运动过程，电场力一定做正功C粒子在 M 点的电势能一定比在 P 点的电势能大D三个等势面中，a 的电势一定最高解析：选 C.因等势面中 ab 的间距大于 bc 的间距，可知 M 点的电场线较 P 点稀疏，粒子在 M 点受到的电场力比在 P 点受到的电场力小，选项 A 错误；由粒子的运动轨迹可知，若粒子从 M 向 P 点运动时，电场力做正功，电势能减小，即粒子在 M 点的电势能比在 P 点的电势能大；若粒子从 P 向 M 点运动时，电场力做负功，电势能增加，即粒子在 M 点的电势能比在 P 点的电势能大，故选项 B 错误，C 正确；因不知道粒子的电性，故不能判断等势面中电势的高低，选项D 错误3(2018·河南鹤壁中学模拟)如图所示，AB 为均匀带有电荷量为Q 的细棒，C 为 AB 棒附近的一点，CB 垂直于 AB.AB 棒上电荷形成的电场中 C 点的电势为 0，0 可以等效成 AB 棒上电荷集中于 AB上某点 P(未画出)处、带电量为Q 的点电荷所形成的电场在 C 点的电势若 PC 的距离为 r，由点电荷电势的知识可知 0k.若某点处在多个点电荷形成的电场中，则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和根据题中提供的知识与方法，我们可将 AB 棒均分成两段，并看成两个点电荷，就可以求得 AC 连线中点 C处的电势为( )A0 B03 / 8C20 D40解析：选 C.设 0 等效成 AB 棒上的电荷集中于 AB 中点处，即 AB的中点 D 到 C 的距离 DC 等于 AD 的中点 E 到 C的距离的 2 倍；带电量为Q 的点电荷所形成的电场在 C 点的电势，将 AB 棒均分成两段，并看成两个点电荷，每个点电荷的电荷量为，由 0k 可知，每个电荷量为的点电荷在 C点产生电势为 0，两个点电荷在 AC连线中点 C处的电势为 20，故 C 正确，4. (2018·河南六市第二次联考)如图所示，矩形的四个顶点a、b、c、d 是匀强电场中的四个点，ab2bc2L，电场线与矩形所在的平面平行，已知 a 点电势为 18 V，b 点电势为 10 V，c 点电势为 6 V一质子从 a 点以速度 v0 射入电场，v0 与 ab 边的夹角为45°，一段时间后质子经过 ab 的中点 e.不计质子重力，下列判断正确的是( )Ad 点电势为 12 V B质子从 a 到 b 电势能增加了 6 eVC电场强度大小为4 LD质子从 a 到 e 所用时间为2L2v0解析：选 D.匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等，故UadUbc，可得 d 点电势为 14 V，故 A 错误；Uab8 V，故质子从a 到 b 电场力做的功 WeU8 eV，电场力做正功，电势能减小了 8 eV，故 B 错误；经计算可知，d 点和 e 点的电势相同，故 de 连线为等势线，由于 ab2bc2L，故 ade 为等腰三角形，a 点到直线de 的距离为 L，由电场强度与电势差的关系可得，电场强度大小为，故 C 错误；de 连线为等势线，故质子抛出后做类平抛运动，落到 e点时，垂直于电场线方向的位移为 L，所需时间 t×，故 D 正4 / 8确5(2018·河南鹤壁中学模拟)已知一个无限大的金属板与一个点电荷之间的空间电场分布与等量异种电荷之间的电场分布类似，如图所示 MN 为无限大的不带电的金属平板，且与大地连接现将一个带电量为Q 的点电荷置于板的右侧，图中 A、B、C、D 是以点电荷Q 为中线的正方形的四个顶点，已知正方形 ABCD 所在平面与金属板 MN 垂直，取大地电势为零则下列说法正确的是( )AB 点电势与 C 点电势相等BA 点的电场强度小于 D 点的电场强度CA、B 两点间的电势差 UAB 大于 D、C 两点间的电势差 UDCD将一带正电的试探电荷从 A 点沿 AB 边移动到 B 点的过程中，电场力先做负功，后做正功解析：选 D.画出电场线如图所示：对于正电荷 Q 的分电场，B 点电势等于 C 点的电势，对于负极板的电场，C 点的电势大于 B 点的电势，故合电场在 C 点的电势大于 B点的电势，故 A 错误；正电荷 Q 在 A、D 两点产生的场强是等大的，而负极板在 A、D 点产生的场强均向左且 A 点场强大于 D 点场强，根据矢量合成，A 点的场强大，故 B 错误；根据对称性可知，A、B 电势相等，C、D 电势相等，则 A、B 两点间的电势差 UAB 等于 D、C 两点间的电势差 UDC，都为零，故 C 错误；电场线的切线方向为该点场强方向，正电荷所受力的方向与电场强度方向相同，则从 A 到 AB中点的过程中，电场力方向与位移方向夹角大于 90°，电场力做负功，从 AB 中点到 B 点的过程中，电场力方向与位移方向夹角小于90°，电场力做正功，故 D 正确二、多项选择题5 / 86(2018·黑龙江大庆中学模拟)如图所示，在一匀强电场区域中，A、B、C、D 四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上，BD 是对角线，A 小于 90°，则下列说法正确的是( )A如果 D、B 两点电势相等，则 A、C 两点电势一定相等B如果 A、D 两点电势相等，则 B、C 两点电势一定相等C如果 UADUDC，则 D、B 两点电势一定相等D如果 A、B、D 三点的电势均为零，则 C 点电势一定为零解析：选 BCD.如果 B、D 两点电势相等，则 BD 连线就是等势线，如果电场方向与四边形平面平行，由于电场线垂直于等势面，因此A、C 两点不可能等势，A 项错误；如果 A、D 两点电势相等，则 AD就是等势线，由于匀强电场中等势线互相平行，因此 BC 也是等势线，B 项正确；如果 UADUDC，则 AC 连线的中点与 D 等势，即 BD 是等势线，因此 C 项正确；如果 A、B、D 三点的电势均为零，则平行四边形所在的平面为等势面，因此 C 点的电势一定为零，D 项正确7.(2018·牡丹江一中模拟)如图所示，纸面内有一匀强电场，带正电的小球(重力不计)在恒力 F 的作用下沿图中虚线由 A匀速运动至 B，已知力 F 和 AB 间夹角为 ，AB 间距离为 d，小球带电量为 q，则下列结论正确的是( )A电场强度的大小为 EFcos /q BAB 两点的电势差为 UABFdcos /qC带电小球由 A 运动至 B 过程中电势能增加了 Fdcos D带电小球若由 B 匀速运动至 A，则恒力 F 必须反向解析：选 BC.由题，小球的重力不计，只受到电场力与恒力 F 而做匀速直线运动，则有，qEF，则得场强 E，故 A 错误；A、B 两点6 / 8的电势差为 UEdcos ，故 B 正确；带电小球由 A 运动至B 过程中恒力做功为 WFdcos ，根据功能关系可知，电势能增加了 Fdcos ，故 C 正确；小球所受的电场力恒定不变，若带电小球由 B 向 A 做匀速直线运动时，F 大小、方向不变故 D 错误8(2018·山东××县一中月考)如图所示，长为 L、倾角为 的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一电荷量为q、质量为m 的小球，以初速度 v0 由斜面底端的 M 点沿斜面上滑，到达斜面顶端 N 的速度仍为 v0，则( )A电场强度等于mgsin qB电场强度等于mgtan qCM、N 两点间的电势差为mgLsin qD小球在 N 点的电势能小于在 M 点的电势能解析：选 BCD.由 M 到 N 应用动能定理得 UMNqmgLsin 0，解得M、N 两点间的电势差 UMN，C 正确；UMNELcos ，可得E，A 错误，B 正确；从 M 到 N 电场力做正功，电势能减小，D 正确9(2018·江西赣中南五校联考)A、B 为两等量异种电荷，图中水平虚线为 A、B 连线的中垂线现将另两个等量异种的检验电荷a、b，如图用绝缘细杆连接后从离 AB 无穷远处沿中垂线平移到 AB的连线，平移过程中两检验电荷位置始终关于中垂线对称若规定离 AB 无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是( )A在 AB 的连线上 a 所处的位置电势 a0C整个移动过程中，静电力对 a 做正功7 / 8D整个移动过程中，静电力对 a、b 整体做功为零解析：选 BD.设 AB 连线的中点为 O.由于 AB 连线的垂直平分线是一条等势线，且一直延伸到无穷远处，所以 O 点的电势为零AO 间的电场线方向由 AO，而顺着电场线方向电势逐渐降低，可知，a 所处的位置电势 a0，故 A 错误；a 所处的位置电势 a0，b 所处的位置电势 b0，由 Epq 知，a、b 在 AB 连线处的电势能均大于零，则整体的电势能 Ep0.故 B 正确；在平移过程中，a 所受的静电力与其位移方向的夹角为钝角，则静电力对 a 做负功，故C 错误；a、b 看成一个整体，总电量为零，所以整个移动过程中，静电力对 a、b 整体做功为零，故 D 正确三、非选择题10(2015·高考全国卷)如图，一质量为 m、电荷量为 q(q>0)的粒子在匀强电场中运动，A、B 为其运动轨迹上的两点已知该粒子在 A 点的速度大小为 v0，方向与电场方向的夹角为 60°；它运动到 B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力求 A、B 两点间的电势差解析：设带电粒子在 B 点的速度大小为 vB.粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vB sin 30°v0sin 60°由此得 vBv0设 A、B 两点间的电势差为 UAB，由动能定理有qUABm(vv)联立式得 UAB,q).答案：,q)11在光滑绝缘的水平面上，用长为 2L 的绝缘轻杆连接两个质量均8 / 8为 m 的带电小球 A 和 B.A 球的带电荷量为2q，B 球的带电荷量为3q，组成一带电系统，如图所示，虚线 MP 为 A、B 两球连线的垂直平分线，虚线 NQ 与 MP 平行且相距 5L.最初 A 和 B 分别静止于虚线 MP 的两侧，距 MP 的距离均为 L，且 A 球距虚线 NQ 的距离为 4L.若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线 MP、NQ 间加上水平向右的匀强电场 E 后，试求：(1)B 球刚进入电场时，带电系统的速度大小；(2)带电系统向右运动的最大距离；(3)带电系统从开始运动到速度第一次为零时，B 球电势能的变化量解析：(1)设 B 球刚进入电场时，系统的速度为 v1，对 A、B 系统应用动能定理：2qEL×2mv，则 v1 .(2)设球 A 向右运动 s 时，系统速度为零，由动能定理，得：2qEs3qE(sL)，则 s3L.(3)带电系统的速度第一次为零时，B 球克服电场力做功WFB6qEL，则 B 球电势能增加了 6qEL.答案：(1) (2)3L (3)增加 6qEL