统考版2024版高考物理一轮复习微专题小练习专题45电场能的性质.docx

专题45电场能的性质12021·北京卷如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称下列说法正确的是()AM点的场强比P点的场强大BM点的电势比N点的电势高CN点的场强与P点的场强相同D电子在M点的电势能比在P点的电势能大22023·辽宁卷(多选)图(a)为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图(b)为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则()AP点电势比M点的低BP点电场强度大小比M点的大CM点电场强度方向沿z轴正方向D沿x轴运动的带电粒子，电势能不变32021·广东卷如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点不计液滴重力下列说法正确的是()Aa点的电势比b点的低Ba点的电场强度比b点的小C液滴在a点的加速度比在b点的小D液滴在a点的电势能比在b点的大42023·广西“韬智杯”大联考(多选)如图所示，在某孤立点电荷形成的电场中有 A、B 两点，已知 A、B 两点的场强方向如图所示，下列选项正确的是()A.某检验电荷在A点受的电场力等于在B点受的电场力B某检验电荷在A点受的电场力大于在B点受的电场力C某检验电荷在A点的电势能一定大于在B点的电势能D某检验电荷在A点的电势能可能小于在B点的电势能52023·河北省石家庄市期中真空中某点电荷的等势面示意图如图所示，图中相邻等势面间电势差相等，已知正电荷在Q点的电势能大于其在P点的电势能下列说法正确的是 ()A.该点电荷为正电荷BP点的电势比Q点的电势高CP点的电场强度小于Q点的电场强度D把另一带负电的点电荷从P点移到Q点，电场力做正功62023·吉林省期中考试如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道处于竖直向下的匀强电场E中，在轨道的上端，一个质量为m、带电荷量为q的小球由静止开始沿轨道运动，则()A小球运动过程中机械能守恒B小球机械能和电势能的总和先增大后减小C在最低点球对轨道的压力为(mgqE)D在最低点球对轨道的压力为3(mgqE)72023·浙江省宁波市模拟(多选)如图所示，空间中存在竖直向上的匀强电场，将一绝缘带电小球自C点静止释放，一段时间后小球与正下方弹簧在A点开始接触并压缩弹簧，假设从释放到最低点B的过程中电场力对小球做功5 J，弹簧形变始终处于弹性限度范围，不计空气阻力，下列说法正确的是()A.小球反弹后可重新到达C点B从C点到B点，小球与弹簧的机械能减少5 JC小球从A运动到B过程中速度一直在减少D小球动能最大的位置在AB之间小球重力和弹簧弹力大小相等的位置82023·黑龙江省哈尔滨三中验收如图所示为雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况，在等势面中有A、B、C三点，其中A、B两点位置关于避雷针对称下列说法中正确的是()A某不计重力的正电荷在A、B两点的加速度相同B.某正电荷在C点的电势能小于B点的电势能C某负电荷从C点移动到B点，电场力做负功DC点场强大于B点场强92023·广东省联考三如图所示，边长l5 cm的正方形abcd区域处于匀强电场(图中未画出)中，其中ab边恰与电场线平行，O为abcd的中心已知将一电子自b点移到O的过程中，克服电场力做功3 eV.现再将一正点电荷固定于O点，下列说法正确的是()Aa、c两点的电场强度相同Ba、b两点的电势差Uab6 VC匀强电场的电场强度大小为E1.2×102 V/mD将电子自a点沿ad连线移到d点的过程中，电子的电势能始终不变102023·吉林省考试(多选)如图所示，在匀强电场中，有边长为5 cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为A1 V、B3 V、C5 V，下列说法正确的是()AO点电势为3 VB匀强电场的场强大小为80 V/m，方向由A指向CC.在三角形ABC外接圆的圆周上电势最低点的电势低于1 VD将电子由C点移到A点，电子的电势能增加了4 eV112023·安徽省九师联盟联考如图所示，在竖直平面内，一绝缘细线的一端固定在O点，另一端系一质量为m、带电荷量为q(q>0)的小球(可视为质点).弧AB是以O点为圆心、半径为r的竖直圆弧，OA是圆弧的竖直半径，OB是圆弧的水平半径一带电荷量为Q(Q>0)的点电荷固定在B点的正上方高度为r的C点现将小球拉至A点由静止释放(细线恰好伸直)，已知重力加速度为g，静电力常量为k，不计空气阻力(1)求释放瞬间小球的加速度大小a；(2)在A点给小球水平向左的初速度v0，小球沿圆弧运动到B点，求小球运动到B点时的速度大小vB.122023·广东省六校联考如图所示，空间内存在水平向右的匀强电场，场强大小为E，长为L的轻质绝缘细绳一端连接小球，另一端固定在O点，小球带电量为q.现使小球处于与O点等高处，此时细绳自然伸直静止释放小球，小球运动过程中到M点时的动能最大，已知OM与水平方向夹角60°，不计空气阻力，求：(1)小球达到M点时的动能；(2)若细绳能承受最大拉力为小球所受电场力的18倍，现在OM直线上的P点固定一光滑小钉子(未画出)，要使细绳碰到钉子后小球能做完整的圆周运动，求MP的距离？专题45电场能的性质1C根据等量异种点电荷的电场线分布得：M点的场强与P点的场强大小相等，N点的场强与P点的场强大小相等，方向相同，故A错误，C正确；根据等量异种点电荷的电势分布特点可知，M点的电势与N点的电势相等，M点的电势高于P点的电势，根据Epq 可知，电子在M点的电势能比在P点的电势能小，故B、D错误2CDP靠近正场源，M靠近负场源，故P点电势比M点的高，选项A错误；因M点所在的等差等势面密集，则M点场强较P点大，即P点电场强度大小比M点的小，选项B错误；场强方向垂直等势面，且沿电场线方向电势逐渐降低，可知M点电场强度方向沿z轴正方向，选项C正确；因x轴上各点电势相等，则沿x轴运动的带电粒子，电势能不变，选项D正确故选CD.3D由于发射极与电源正极相连接，故发射极电势高于吸极电势，故a点电势比b点电势高，A错误；等势面的疏密反映电场线的疏密，故a点的电场强度大于b点的，液滴在a点的加速度大于b点的，B、C错误；带电液滴从发射极加速飞向吸极，从a到b电场力做正功，故电势能减小，D正确4BD两条电场线的延长线交于一点，即为点电荷Q的位置，根据电场线方向可知Q带正电，设A、B两点到Q的距离分别为rA和rB，由几何知识得到sin ，根据点电荷场强公式Ek，可得A、B两点的电场强度为EAEB，某检验电荷在A点受的电场力大于在B点受的电场力，B正确；因为B点距离正点电荷Q远，所以B<A，根据Epq可知，某检验电荷在A点的电势能可能小于在B点的电势能，电势能与电荷的电性有关，D正确5D正电荷在P、Q两点的电势能关系EpPEpQ，则PQ，点电荷带负电，A、B错误；由点电荷产生的电场的分布可知，电场强度EPEQ，C错误；把一负电荷从P移到Q，电场力做正功，D正确6D小球运动过程中有重力和电场力做功，机械能和电势能的总和守恒，A、B均错误；从释放到最低点的过程中，由动能定理得(mgqE)Rmv2，在最低点有FNmgqE，联立解得FN3(mgqE)，C错误，D正确7AB小球、弹簧组成的系统有重力、弹簧弹力和电场力做功，机械能和电势能的总和不变，小球反弹后一定能重新回到C点，A正确；从C到B的过程中，电场力做功5 J，由能量守恒得，小球和弹簧组成的系统的机械能减少5 J，B正确；小球从A到B的过程中先加速运动，到达重力、弹簧弹力和电场力三力合力为零的位置时，速度最大，动能最大，之后做减速运动，直到B点，C、D均错误8B由等势面的分布可知，A、B两点的电场强度大小相等，但方向不同，A、B点的电场强度大于C点的电场强度，则正电荷在A、B两点的加速度大小相等，但方向不同，A、D错误；由电势能Epq可知，正电荷在B点的电势能大于在C点的电势能，B正确；由WqUCB和UCB0、q0得W0，则C错误9C由场强叠加可知，a、c两点的电场强度大小不等、方向不同，A错误；在点电荷产生的电场中，a、b两点的电势相等，故a、b两点的电势差等于其在匀强电场中两点的电势差，由eUbO3 eV可知UbO3 V，因Uab2UbO，故Uab6 V，B错误；由E V/m1.2×102 V/m，C正确；将电子自a点沿ad连线移到d点的过程中，电场力先做正功再做负功，电子的电势能先减小后增大，D错误10ACDAC中点D的电势为3 V，连接BD为等势线，由几何关系得O点的电势为3 V，A正确；电场方向由C指向A，电场强度E80 V/m，B错误；过O点做CA的平行线，与圆周的交点为E、F，E点电势最高，F点电势最低，UOFE·OB80×2.3 V，则F0UOF3 V2.3 V0.7 V，C正确；将电子由C点移到A点，电场力做功WCAeUCAe×4 V4 eV，则电子的电势能增加了4 eV，D正确11(1) (2)解析：(1)释放时，小球所受库仑力大小F1k根据牛顿第二定律有ma解得a (2)点电荷的等势面是以点电荷为中心的同心圆则A点和B点是等势点，由电场力做功特点知，小球从A运动到B的过程中，电场力做功为0，由动能定理得mgrmvmv，解得vB.12(1)EqL(2)Lr L解析：(1)小球在M点时动能最大，且60°，小球受到电场力和重力的合力F合，方向与水平方向成角斜向右下小球从静止运动到M点的过程中，由动能定理得F合L(1cos )Ek10Ek1EqL(2)细绳碰到钉子后，小球以钉子为圆心做圆周运动，若能够做完整的圆周运动，设运动半径为r，小球从等效最低点运动到圆周等效最高点时，由动能定理可得F合2rEk2Ek1mvEk1在恰好达到圆周等效最高点时，由牛顿第二定律可得F合rL绳子刚碰到钉子时，绳子恰好断开时，由牛顿第二定律可得18EqF合，r1L故MP的距离为Lr L.