2020高考物理一轮总复习 第七章 静电场 基础课2 电场能的性质练习（含解析）新人教版

基础课 2 电场能的性质一、选择题1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，电场力做正功解析：选B在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项A错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C错误；电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，移动负试探电荷时，电场力做负功，选项D错误2(多选)将一电荷量为Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等a、b为电场中的两点，则()Aa点的电场强度比b点的大Ba点的电势比b点的高C检验电荷q在a点的电势能比在b点的大D将检验电荷q从a点移到b点的过程中，电场力做负功解析：选ABD电场线密的地方电场强度大，A项正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，B项正确；由Epq可知，负电荷在高电势处电势能小，C项错误；负电荷从a到b电势能增加，根据电场力做功与电势能变化的关系可知，这个过程中电场力做负功，D项正确3(多选)如图所示，A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为A5 V，B2 V，C3 V，H、F三等分AB，G为AC的中点，在下列各示意图中，能正确表示该电场强度方向的是()解析：选BC根据匀强电场的特点可知，H、F点的电势分别为H4 V，F3 V；G点的电势G4 V，则HG，则电场线垂直GH，选项B正确；又CF3 V，可知电场线与CF垂直，选项C正确4.(多选)如图所示的实线为电场线，电场线分布及a、e两点关于直线OO对称，带电粒子从a点沿虚线adb运动到b点，过直线OO时速度方向恰好与OO垂直，不计粒子重力，则下列说法正确的是()A过b点后带电粒子可能运动到c点B带电粒子的运动轨迹是抛物线的一部分C带电粒子从a运动到b，其电势能增大D直线OO垂直于电场中的等势面解析：选CD根据题述及对称关系分析易知，过b点后粒子沿be运动，选项A错误；在非匀强电场中带电粒子的运动轨迹不可能是抛物线的一部分，选项B错误；带电粒子从a运动到b，电场力做负功，电势能增大，选项C正确；电场线垂直于等势面，OO为对称轴，恰好与临近的场强方向平行，故直线OO垂直于电场中的等势面，选项D正确5.(多选)(2019届山东青岛模拟)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在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A，N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则()AC点的电场强度大小为零BA点的电场强度大小为零CNC间电场强度方向沿x轴负方向D将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功解析：选ACDC点为电势的拐点，其斜率为零，则电场强度为零，选项A正确；由图知A点的电势为零，但其斜率不为零，则A点的电场强度不为零，选项B错误；由图可知，由O到M电势降低，则OM间电场强度方向沿x轴正方向，由M到C电势升高，则MC间电场强度方向沿x轴负方向，则NC间的电场强度方向沿x轴负方向，选项C正确；因为MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向，则将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后负功，选项D正确6.(2018届河南郑州第二次质量预测)如图所示，真空中两等量异种点电荷Q1、Q2固定在x轴上，其中Q1带正电三角形acd为等腰三角形，cd边与x轴垂直且与x轴相交于b点，则下列说法正确的是() Aa点电势高于b点电势Ba点场强小于b点场强C将电子从a点移动到c点，电场力做正功D将电子从d点移动到b点，电势能不变解析：选C根据电场线的性质可画出沿x轴的电场线，从b指向a，又由沿电场线方向电势逐渐降低可知，b点的电势高于a点的电势，选项A错误；a点的电场强度大于b点的电场强度，选项B错误；由于c点的电势高于a点的电势，将电子从a点移动到c点，电场力做正功，选项C正确；由于d点的电势高于b点的电势，将电子从d点移动到b点，电场力做负功，电势能增大，选项D错误7.(多选)(2018届唐山高三统一考试)如图所示，两个不等量异种点电荷，q1小于q2，在两点电荷连线的垂直平分线上存在a、b两点，a、b关于两点电荷连线的中点O对称，两点的电场强度分别为Ea、Eb，电势分别为a、b.则()AEaEbBabC从a点到O点合电场强度一直减小D从O点到b点电势一直降低解析：选BD由于q1EBB电势ACBC将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功再做正功D将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电势能先增大再减小解析：选BD由电场线分布可知EAECEB，A错误；根据等势面与电场线垂直，以及电场的对称性作出等势面，可知A、C在同一等势面上，B点电势高于A、C点电势，B正确；故UAB0，将一带负电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做正功再做负功，C错误；将一带正电粒子由A经B移至C点过程中，电场力先做负功再做正功，电势能先增大再减小，D正确9.(多选)(2018年全国卷)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点一电荷量为q(q0)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两点之间的电势差解析：选BD匀强电场中UEd.根据电场力做功与电势能变化量的关系有W1q(ab)，W2q(cd)，WMNq(MN)，根据匀强电场中“同一条直线上两点间的电势差与两点间的距离成正比”的规律可知，UaMUMc，即aMMc，可得M，同理可得N，联立式可得WMN，故B项正确；若W1W2，则abcd，结合两式可推出aMbN，故D项正确；由题意无法判定电场强度的方向，故A、C项错误10.(多选)(2018届甘肃马营中学期末)如图所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处有一个点电荷，现从b、c之间一点P以相同的速率发射两个带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N点，M、N两点都处于圆周c上，以下判断正确的是()A到达M、N时两粒子速率仍相等B到达M、N时两粒子速率vMvNC到达M、N时两粒子的电势能相等D左侧粒子的电势能先增大后减小解析：选BD由轨迹看出，点电荷左侧的带电粒子受排斥力，右侧的带电粒子受吸引力，由题，M、N两点都处于圆周c上，电势相等，两带电粒子又是从同一点P出发，则电势差UPMUPN，而从P到M的粒子电场力总功为正功，从P到N的粒子电场力总功为负功，根据动能定理得到，到达M、N时两粒子速率vMvN，故A错误，B正确；由轨迹看出，点电荷左侧的带电粒子有排斥力，与中心点电荷电性相同；对右侧的带电粒子有吸引力，与中心点电荷电性相反，则两粒子带异种电荷，由公式Epq知两个粒子到达M、N时电势能不等，故C错误；电场力对左侧的粒子先做负功后做正功，电势能先增大后减小，故D正确二、非选择题11.(2019届河北石家庄质量检测)如图所示，光滑绝缘水平桌面处在电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场中，某时刻将质量为m、带电荷量为q的小金属块(可视为质点)从A点由静止释放，小金属块经时间t到达B点，此时电场突然反向，电场强度增强为某恒定值，且仍为匀强电场，又经过时间t小金属块回到A点小金属块在运动过程中电荷量保持不变求：(1)反向后匀强电场的电场强度大小；(2)整个过程中电场力所做的功解析：(1)设小金属块到达B点和A点时的速度大小分别为v1和v2，电场反向后匀强电场的电场强度大小为E1，小金属块由A点运动到B点的过程有xt2v1t小金属块由B点运动到A点的过程xv1tt2v2v1t联立解得v2E13E.(2)根据动能定理，整个过程中电场力所做的功Wmv220解得W.答案：(1)3E(2)12.(2018届西安模拟)如图所示，在O点放置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q.小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，BOC30，A距离OC的竖直高度为h.若小球通过B点的速度为v，试求：(1)小球通过C点的速度大小；(2)小球由A到C的过程中电势能的增加量解析：(1)因B、C两点电势相等，小球由B到C只有重力做功，由动能定理得mgRsin30mvC2mv2得vC.(2)由A到C应用动能定理得WACmghmvC20得WACmvC2mghmv2mgRmgh由电势能变化与电场力做功的关系得EpWACmghmv2mgR.答案：(1)(2)mghmv2mgR7