2021屆高考物理二輪復習專題突破：專題三十電場能的性質

更新時間：2021-01-29 瀏覽次數(shù)：124 類型：二輪復習

一、單選題

1. (2023高二上·新鄭月考) 如圖甲所示，兩個等量同種電荷P、Q固定于光滑絕緣水平面上，電荷量 $\text{[math]}$ C、質量m＝0.01kg的小球從a點靜止釋放，沿中垂線運動到電荷連線中點O過程中的 $\text{[math]}$ 圖像如圖乙中圖線①所示，其中b點處為圖線切線斜率最大的位置，圖中②為過b點的切線，則下列說法正確的是（）

A . P、Q均帶正電荷 B . 小球從a到O的過程中電勢能先增加后減少 C . a、b兩點間的電勢差為180V D . b點的場強E＝7.5V/m

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2. (2020高二上·瀘縣期中) 如圖甲所示為半徑為R、均勻帶正電的球體，a、b為過球心O的直線上的兩點，a、b兩點到O的距離分別為r_a、r_b ，球體在空間產(chǎn)生球對稱的電場，電場強度沿半徑方向分布情況如圖乙所示，E-r曲線下O~R部分的面積等于R~r_b部分的面積。下列說法正確的是（）

A . a、b兩點電勢大小相等 B . a、b兩點場強大小相等 C . a點與球面的電勢差等于球面與b點的電勢差 D . a點與球面的電勢差大于球面與b點的電勢差

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3. (2020高三上·安慶月考) 如圖所示為真空中某一靜電場的電勢φ在x軸上分布的圖象，x軸上B、C兩點電場強度在x軸方向上的分量分別是E_Bx、E_Cx ，下列說法中正確的是（）

A . E_Cx的大小大于E_Bx的大小 B . E_Cx的大小小于E_Bx的大小 C . E_Bx的方向沿x軸正方向 D . O點電場強度在x方向上的分量最大

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4. (2020高二上·汪清期中) 如圖所示，在原來不帶電的導體附近P處，放置一個正點電荷，導體內a、b、c三點與點電荷P在同一連線上，導體達到靜電平衡后（）

A . 導體內三點的電勢關系： $\text{[math]}$ B . 導體兩端感應電荷在導體內b點的場強方向沿b指向c C . 若導體緩慢向點電荷P靠近過程中，導體內a、b、c三點的電場強度將逐漸增大 D . 若導體右端接地，大地上有感應負電荷，導體左端有感應正電荷

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5. (2020高二上·洮南期中) 帶電球體的半徑為R，以球心為原點O建立坐標軸x，軸上各點電勢φ隨x變化如圖所示，下列說法中正確的是（）

A . 球體帶負電荷 B . 球內電場強度最大 C . 負電荷在B點的電勢能比C點的小 D . A，B兩點電場強度相同

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6. (2020高二上·南昌月考) 某帶電粒子僅在電場力作用下由A點運動到B點，電場線、粒子在A點的初速度及運動軌跡如圖所示，可以判定（）

A . 粒子在A點的加速度大于它在B點的加速度 B . 粒子在A點的動能大于它在B點的動能 C . 粒子在A點的電勢能大于它在B點的電勢能 D . 電場中A點的電勢低于B點的電勢

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7. (2020高二上·南昌月考) 如圖所示，在粗糙絕緣水平面上固定一點電荷Q，從M點無初速釋放一帶有恒定負電荷的小物塊，小物塊在Q的電場中運動到N點靜止。則從M點運動到N點的過程中，下列說法中正確的是（）

A . 小物塊所受電場力逐漸增大 B . 小物塊具有的電勢能逐漸增大 C . Q電場中M點的電勢高于N點的電勢 D . 小物塊電勢能的減少量等于克服摩擦力做的功

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8. (2020高二上·福州期中) 如圖所示，無限大均勻帶正電薄板豎直放置，其周圍空間的電場可認為是勻強電場．光滑絕緣細管垂直于板穿過中間小孔，一個視為質點的帶負電小球在系管內運動，以小孔為原點建立x軸，軌道x軸正方向為加速度a、速度v的正方向，下圖分別表示x軸上各點的電勢 $\text{[math]}$ ，小球的加速度a、速度v和動能 $\text{[math]}$ 隨x的變化圖像，其中正確的是（）

A . B . C . D .

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9. (2020高二上·哈爾濱期中) 如圖所示，在一平面坐標系xOy內有四個電量相等的點電荷a、b、c、d位于正方形四個頂點，A、B在x軸上且為ab、cd連線的中點，O為其中心。一質子（不計重力）沿x軸在變力F作用下從A點勻速運動到B點。則下列說法正確的是（）

A . A，O，B三點中A點電勢最高 B . A，O，B三點中O點電勢最低 C . 質子所受電場力方向先沿y軸正向，后沿y軸負向 D . 質子所受電場力方向先沿y軸負向，后沿y軸正向

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二、多選題

10. (2020高二上·南充期中) 如圖所示，一帶負電的點電荷固定于 $\text{[math]}$ 點，兩虛線圓均以 $\text{[math]}$ 為圓心，兩實線分別為帶電粒子 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 僅在電場力作用下先后在電場中運動的軌跡， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 為軌跡和虛線圓的交點。下列說法正確的是（）

A . $\text{[math]}$ 帶負電荷， $\text{[math]}$ 帶正電荷 B . $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 點的動能小于它在 $\text{[math]}$ 點的動能 C . $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 點的電勢能等于它在 $\text{[math]}$ 點的電勢能 D . $\text{[math]}$ 在從 $\text{[math]}$ 點運動到 $\text{[math]}$ 點的過程中電場力做正功

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11. (2020高二上·瀘縣期中) 如圖所示，高壓電線落地可能導致行人跨步觸電，電流從觸地點O流入大地，電流在以O點為圓心半徑為r的半球面上均勻分布，由于電流很大且大地的電阻率比較大，使人的兩腳MN間跨步電壓很大可能造成人員傷亡，下列說法正確的是（）

A . O點和M點電勢相等 B . O點電勢比M點電勢低 C . 跨步越大兩腳間跨步電壓越大 D . 兩腳并攏跳離觸地點是防跨步觸電的一種有效方法

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12. (2020高三上·深圳月考) 在x軸上x=0和x=1處，固定兩點電荷q₁和q₂ ，兩電荷之間各點對應的電勢高低如圖中曲線所示，在x=0.6m處電勢最低，下列說法中正確的是（）

A . 兩個電荷是同種電荷，電荷量大小關系為q₁：q₂=9：4 B . 兩個電荷是同種電荷，電荷量大小關系為q₁：q₂=3：2 C . x=0.5m處的位置電場強度不為0 D . 在q₁與q₂所在的直線上電場強度為0的點只有1個

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13. (2020高二上·重慶期中) 如圖所示，一質量為m、電荷量為q的小球在電場強度為E、區(qū)域足夠大的勻強電場中，以初速度v₀沿ON在豎直面內做勻變速直線運動。ON與水平面的夾角為 $\text{[math]}$ ，重力加速度為g，且mg=qE，則（）

A . 電場方向豎直向上 B . 小球運動的加速度大小為g C . 小球上升的最大高度為 $\text{[math]}$ D . 若小球在初始位置的電勢能為零，則小球電勢能的最大值為 $\text{[math]}$

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14. (2020高二上·湖南期中) 靜電場方向平行于 $\text{[math]}$ 軸，其電勢 $\text{[math]}$ 隨 $\text{[math]}$ 的分布可簡化為如圖所示的折線。一質量為m、帶電量為 $\text{[math]}$ 的粒子（不計重力），以初速度 $\text{[math]}$ 從 $\text{[math]}$ 點 $\text{[math]}$ 進入電場，沿 $\text{[math]}$ 軸正方向運動。下列敘述正確的是（）

A . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的場強 $\text{[math]}$ 的大小不變，方向相反 B . $\text{[math]}$ 全程，電場力做功為零 C . 要使粒子能運動到 $\text{[math]}$ 處，粒子的初速度 $\text{[math]}$ 至少為 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 粒子在做反復運動

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15. (2020高二上·鄂州期中) 如圖所示勻強電場E的區(qū)域內，在O點處放置一點電荷+Q，a、b、c、d、e、f為以O點為球心的球面上的點，aecf平面與電場平行，bedf平面與電場垂直。下列說法中正確的是（）

A . b、d兩點的電場強度相同 B . a點的電勢高于f點的電勢 C . 點電荷+q在球面上任意兩點之間移動，電場力一定做功 D . 將電荷+q在球面上任意兩點之間移動，從球面上a點移動到c點的電勢能變化量一定最大

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16. (2020高二上·河南期中) 沿電場中某條直線電場線方向建立x軸，該電場線上各點電場強度E隨x的變化規(guī)律如圖所示，坐標點0．x₁ ． x₂和x₃分別與x軸上O．A．B．C四點相對應，相鄰兩點間距相等．一個帶正電的粒子從O點附近由靜止釋放，運動到A點處的動能為E_k ，僅考慮電場力作用．則（）

A . 從O點到C點，電勢先升高后降低 B . 粒子先做勻加速運動，后做變加速運動 C . 粒子在AB段電勢能變化量大于BC段的 D . 粒子運動到C點時動能小于3E_k

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17. (2020高二上·河南期中) 如圖所示，已知某勻強電場方向平行于正六邊形ABCDEF所在平面。若規(guī)定D點電勢為零，則A、B、C的電勢分別為8V、6V、2V。初動能為12eV、電荷量大小為2e（e為元電荷）的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場，恰好經(jīng)過BC的中點G。不計粒子的重力，下列說法正確的是（）

A . 該粒子達到點G時的動能為20eV B . 該粒子一定帶負電 C . 若該粒子以不同速率從D點沿DF方向入射，該粒子可能垂直經(jīng)過CE D . 只改變粒子在A點初速度的方向，該粒子不可能經(jīng)過C

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18. (2020高三上·東城期中) 電容器充電后就儲存了能量，某同學研究電容器儲存的能量E與電容器的電容C、電荷量Q及電容器兩極間電壓U之間的關系。他從等效的思想出發(fā)，認為電容器儲存的能量等于把電荷從一個極板搬運到另一個極板過程中克服電場力所做的功。為此他做出電容器兩極間的電壓u隨電荷量q變化的圖像（如圖所示）。按照他的想法，下列說法正確的是（）

A . u-q圖線的斜率越大，電容C越大 B . 搬運Δq的電量，克服電場力所做的功近似等于Δq上方小矩形的面積 C . 對同一電容器，電容器儲存的能量E與兩極間電壓U成正比 D . 若電容器電荷量為Q時儲存的能量為E，則電容器電荷量為 $\text{[math]}$ 時儲存的能量為 $\text{[math]}$

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19. (2020高三上·廣州月考) 如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點是P，直線MN水平，a、b是兩個完全相同的帶正電小球（視為點電荷），b固定在M點，a從N點靜止釋放，沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達某點Q（圖中未畫出）時速度為零。則小球a（）

A . 從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小 B . 從N到P的過程中，動量的大小先增大后減小 C . 從N到Q的過程中，電勢能一直增加 D . 從P到Q的過程中，動能減少量小于電勢能增加量

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20. (2020高二上·南開期中) 如圖所示，在兩等量異種點電荷連線上有D、E、F三點，且DE＝EF，K、M、L分別為過D、E、F三點的等勢面．一不計重力的帶負電粒子，從a點射入電場，運動軌跡如圖中實線所示，以|W_ab|表示該粒子從a點到b點電場力做功的數(shù)值，以|W_bc|表示該粒子從b點到c點電場力做功的數(shù)值，則（）

A . |W_ab|>|W_bc| B . | W_ab|＝|W_bc| C . 粒子由a點到b點，動能減少 D . a點的電勢較b點的電勢低

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21. (2020高二上·長治期中) 如圖8所示，真空中存在范圍足夠大的勻強電場，虛線A、B為該勻強電場的兩個等勢面．現(xiàn)有三個完全相同的帶等量正電荷的小球a、b、c，從等勢面A上的某點同時以相同速率v₀向不同方向開始運動，其中a的初速度方向垂直指向等勢面B；b的初速度方向平行于等勢面；c的初速度方向與a相反．經(jīng)過一段時間，三個小球先后通過等勢面B，已知三個小球始終在該勻強電場中運動，不計重力，則下列判斷正確的是（）

A . 等勢面A的電勢高于等勢面B的電勢 B . a、c兩小球通過等勢面B時的速度相同 C . 開始運動后的任一時刻，a、b兩小球的動能總是相同 D . 開始運動后的任一時刻，三個小球電勢能總是相等

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22. (2020高二上·肥東月考) “電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉器和探測板組成．偏轉器是由兩個相互絕緣、半徑分別為R_A和R_B的同心金屬半球面A和B構成，A、B為電勢值不等的等勢面，電勢分別為φ_A和φ_B ，其過球心的截面如圖所示．一束電荷量為e、質量為m的電子以不同的動能從偏轉器左端M的正中間小孔垂直入射，進入偏轉電場區(qū)域，最后到達偏轉器右端的探測板N，其中動能為E_k0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間．忽略電場的邊緣效應．下列說法中不正確的是（）

A . A球面電勢比B球面電勢高 B . 電子在AB間偏轉電場中做勻變速運動 C . 等勢面C所在處電勢的大小為 $\text{[math]}$ D . 等勢面C所在處電場強度的大小為 $\text{[math]}$

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三、綜合題

23. (2020高二上·重慶期中) 如圖所示，在豎直平面內，一勻強電場方向豎直向上，一電荷量為q、質量為m的帶電微粒以水平初速度v₀由P點射入，入射方向與電場線垂直．帶電微粒從Q點射出電場時，其速度方向與電場線夾角為30°．知勻強電場的寬度為d，P、Q兩點的電勢差為U，設P點的電勢為零，重力加速度為g．
1. （1）求帶電微粒在Q點的電勢能；
2. （2）求勻強電場的電場強度大小；
3. （3）當該帶電微粒電勢能為 $\text{[math]}$ 時，機械能變化了多少？
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24. (2020高二上·南昌月考) 如圖所示，在場強 $\text{[math]}$ 的水平勻強電場中，有一根長 $\text{[math]}$ 的細線，一端固定在O點，另一端系一個質量 $\text{[math]}$ 、電荷量 $\text{[math]}$ 的帶正電小球，當細線處于水平位置時，小球從靜止開始釋放，g取10 m/s²。求：
1. （1）小球到達最低點B的過程中重力勢能、電勢能分別變化了多少？
2. （2）若取A點電勢為零，小球在B點的電勢能、電勢分別為多大？
3. （3）小球到B點時速度為多大？繩子張力為多大？
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25. (2020高二上·湖北期中) 如圖所示，一根長 $\text{[math]}$ 的光滑絕緣細直桿 $\text{[math]}$ ，豎直固定在電場強度 $\text{[math]}$ 、與水平方向成 $\text{[math]}$ 角的傾斜向下的勻強電場中。桿的下端M固定個一帶負電小球A，電荷量大小 $\text{[math]}$ ；另一帶負電小球B穿在桿上可自由滑動，電荷量大小 $\text{[math]}$ ，質量 $\text{[math]}$ ?，F(xiàn)將小球B從桿的上端N由靜止釋放，小球B開始運動。（靜電力常量 $\text{[math]}$ ，取 $\text{[math]}$ ）問：
1. （1）小球B開始運動時的加速度為多大？
2. （2）小球B的速度最大時，距N端的高度 $\text{[math]}$ 為多大？
3. （3）小球B從N端運動到距M端的高度 $\text{[math]}$ 時，速度 $\text{[math]}$ ，求此過程中小球B的電勢能改變了多少？
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