2022届高考物理一轮复习 第七章 静电场 第2讲 电场能的性质作业 新人教版

2022届高考物理一轮复习 第七章 静电场 第2讲 电场能的性质作业 新人教版课时作业单独成册方便使用基础题组一、单项选择题1(2018江西九江十三校联考)对于静电场中的A、B两点，下列说法正确的是()A点电荷在电场中某点受力的方向一定是该点电场强度的方向B电势差的公式UAB，说明A、B两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比C根据E知，电场强度与电场中两点间的距离d成反比D若将一正电荷从A点移到B点电场力做正功，则A点的电势高于B点的电势解析：正点电荷所受的电场力与电场强度方向相同，负点电荷所受的电场力与电场强度方向相反，故A错误电势差的公式UAB，运用比值法定义，电势差UAB与静电力做功、移动电荷的电荷量无关，故B错误E中d是两点沿电场方向的距离，只适用于匀强电场，而匀强电场的电场强度处处相同，场强与d无关，故C错误根据公式WABqUAB知，WAB0，q0，则UAB 0，则A点的电势高于B点的电势，故D正确答案：D2一个带正电的质点，电荷量q2.0109 C，在静电场中由a点移动到b点在这过程中除静电力外，其他力做的功为6.0105 J，质点的动能增加了8.0105 J，则a、b两点间的电势差Uab为()A1104 VB1104 VC4104 V D7104 V解析：根据动能定理得Wab6.0105 J8.0105 J，则Wab8.0105 J6.0105 J2.0105 J由UAB得Uab V1104 V，选项A正确答案：A3.如图所示，匀强电场方向平行于xOy平面，在xOy平面内有一个半径为R5 m的圆，圆上有一个电荷量为q1108 C的试探电荷P，半径OP与x轴正方向的夹角为，P沿圆周移动时，其电势能Ep2.5105sin (J)，则()Ax轴位于零势面上B电场强度大小为500 V/m，方向沿y轴正方向Cy轴位于零势面上D电场强度大小为500 V/m，方向沿x轴正方向解析：由Ep2.5105sin (J)知，x轴上的势能为零，是零势面，电场线沿y轴方向，A正确，C错误；当90时，Ep2.5105 JEqR，解得E500 V/m，此时电势能大于零，故电场强度的方向沿y轴负方向，B、D错误答案：A4两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是()Aq1、q2为等量异种电荷BN、C两点间场强方向沿x轴负方向CN、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大D将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小解析：根据q1左侧和q2右侧电势随距离增大而降低可判断两者均为正电荷，A错误；N、C间的电场方向沿x轴正方向，C点场强为0，B错误；根据ND间图线的斜率大小先减小后增大可知，场强先减小到零后反向增大，C正确；正电荷从N移到D，由Epq知，电势能先减小后增大，D错误答案：C5.(2018陕西西安质检)如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场线的方向如图中箭头所示，M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN.以下说法正确的是()AO点电势与Q点电势相等BO、M间的电势差小于N、Q间的电势差C将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加D在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上解析：由电场线的方向可知MON，再作出此电场中过O的等势线，可知OQ，A错误；MO间的平均电场强度大于ON间的平均电场强度，故UMOUON，B错误；因UMQ0，负电荷从M到Q电场力做负功，电势能增加，C正确；正电荷在Q点的电场力方向沿电场线的切线方向而不是圆的切线方向，D错误答案：C二、多项选择题6(2016高考全国卷)如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称忽略空气阻力由此可知()AQ点的电势比P点高B油滴在Q点的动能比它在P点的大C油滴在Q点的电势能比它在P点的大D油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小解析：带电油滴在电场中受重力、电场力作用，据其轨迹的对称性可知，电场力方向竖直向上，且电场力大于重力，电场力先做负功后做正功，则电场强度方向向下，Q点的电势比P点高，选项A正确；油滴在P点的速度最小，选项B正确；油滴在P点的电势能最大，选项C错误；油滴运动的加速度大小不变，选项D错误答案：AB7.(2018贵州贵阳高三检测)如图所示，虚线ac和bd分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别固定在椭圆的两个焦点P、Q上，c、e两点关于Q点对称，下列说法正确的是()Aa、c两点场强相同，电势也相同Bb、d两点场强相同，电势也相同C同一带正电的试探电荷在e点具有的电势能小于在c点具有的电势能D将一带负电的试探电荷沿椭圆从a点经b点移到c点的过程中电场力始终做负功解析：a、c两点场强相同，电势不等，故A错误b、d两点场强大小方向都相同，电势也相同，故B正确e点电势高于c点，同一正电荷在e点具有的电势能大于在c点具有的电势能，故C错误负电荷沿椭圆从a点移到c点，因电势一直降低，故电场力一直做负功，故D正确答案：BD8.如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点由静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零，则小球a()A从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B从N到P的过程中，速率先增大后减小C从N到Q的过程中，电势能一直增加D从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量解析：小球a从N点释放一直到达Q点的过程中，a、b两球的距离一直减小，库仑力变大，a受重力不变，重力和库仑力的夹角从90一直减小，故合力变大，选项A错误；小球a从N到P的过程中，速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于90到大于90，故库仑力与重力的合力先做正功后做负功，a球速率先增大后减小，选项B正确；小球a由N到Q的过程中库仑力一直做负功，电势能一直增加，选项C正确；小球a从P到Q的过程中，减少的动能转化为重力势能和电势能之和，故动能的减少量大于电势能的增加量，则选项D错误答案：BC能力题组一、选择题9.如图甲所示，直线AB是某电场中的一条电场线，一电子仅在电场力作用下由电场线上A点沿直线运动到B点，其速度平方v2与位移x的关系如图乙所示EA、EB表示A、B两点的电场强度，A、B表示A、B两点的电势以下判断正确的是()AEAEBBEAEBCAB DAB解析：由速度平方v2与位移x的关系与v2v2ax对比可得，电子做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，合力(电场力)恒定，此电场为匀强电场，选项A、B错误；电子从A到B，电场力做正功，电势能减小，电势增大，选项D正确，C错误答案：D10.如图所示为沿水平方向的匀强电场的三条电场线，竖直平面内有一个圆周，A点为圆周上和圆心同一高度的一点，B点为圆周上的最高点在A点的粒子源以相同大小的初速度v0在竖直面内沿各个方向发射带正电的同种粒子(不计粒子重力)，竖直向上发射的粒子恰好经过B点，则从圆周上离开的粒子的最大速度大小为()A3v0 B2v0C.v0 Dv0解析：设粒子所带电荷量为q，质量为m，电场强度为E，圆周的半径为R，因竖直向上发射的粒子做类平抛运动经过B点，故电场方向水平向右，且有a，Rv0t，Rat2，解得qE.粒子从圆周上右侧与圆心等高处离开时的速度最大，则有qE2Rmv2mv，可得v3v0，选项A正确答案：A11.在中间位置有固定转动轴的长为2l的轻质杆两端固定两完全相同的质量为m、电荷量为q的小球1和2，装置放在如图所示的关于竖直线对称的电场中，开始时杆在水平位置静止现给小球1一个竖直向上的速度，让小球1、2绕转动轴各自转动到B、A位置，A、B间电势差是U，小球1、2构成的系统动能减少量是()A一定大于UqB一定等于2(Uqmgl)C一定小于UqD一定大于Uqmgl解析：杆水平时，1、2两球所在处电势相等，令电势为零，00，设A、B两处的电势分别为A和B，显然A0，B0，且ACCB(C为过1、2的等势线与竖直杆的交点)，系统电势能的增加量为Ep增qAqBq(AB)据题意知，ABA|B|U故ABU，再据能量守恒定律知Ek减Ep增故有Ek减qU，可见C选项正确答案：C12.(多选)如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动ON与水平面的夹角为30，重力加速度为g，且mgqE，则()A电场方向竖直向上B小球运动的加速度大小为gC小球上升的最大高度为D若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为解析：如图所示，由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动，其合力沿ON方向，而mgqE，由三角形定则，可知电场方向与ON方向成120角，A项错误；由图中几何关系可知，小球所受合力为mg，由牛顿第二定律可知ag，方向与初速度方向相反，B项正确；设带电小球上升的最大高度为h，由动能定理可得mg2h0mv，解得h，C项错误；小球上升过程中，当带电小球速度为零时，其电势能最大，则EpWONqE2hcos 120，D项正确答案：BD二、非选择题13.如图所示，在距足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点，固定电荷量为Q的点电荷，一质量为m、带电荷量为q的物块(可视为质点)，从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为(取无穷远处的电势为零)，PA连线与水平轨道的夹角为60，试求：(1)物块在A点时受到轨道的支持力大小；(2)点电荷Q产生的电场在B点的电势解析：(1)物块在A点受到点电荷的库仑力F由几何关系可知P、A间距离r设物块在A点时受到轨道的支持力大小为N，在竖直方向由平衡条件有NmgFsin 600解得Nmg.(2)设点电荷产生的电场在B点的电势为B，由动能定理有q(B)mv2mv解得B.答案：(1)mg(2)14(2015高考全国卷)如图，一质量为m、电荷量为q(q0)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上的速度分量不变，即vBsin 30v0sin 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答案：