2020年高考物理練習題電勢和電勢差(含解析)

1、2020 年高考物理練習題 電勢和電勢差（含解析）1.2020 年高考物理練習 電勢和電勢差（含解析）靜電場是_周圍空間存在的一種物質；通常用_來描述電場的能的性質。答案：靜止電荷；電勢解析：靜止電荷是周圍空間存在的一種物質；電勢是用來描述電場的能的性質的物理量。2.關于靜電場，下列說法正確的是（ ）a 電勢等于零的物體一定不帶電b 電場強度為零的點，電勢一定為零c 同一電場線上的各點，電勢一定相等d 負電荷沿電場線方向移動時，電勢能一定增加答：d【解析】考察電場和電勢概念及其電場力做功與電勢能的關系，選 d3.關于靜電場的電場強度和電勢，下列說法正確的是： （ ）a. 電場強度的方向處處與等

2、勢面垂直b. 電場強度為零的地方，電勢也為零c. 隨著電場強度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低d. 任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向【答案】a d解：電場線與等勢面處處垂直，而電場強度的方向為電場線的方向，故電場強度的方向與等勢面 垂直，故 a 正確。電勢零點可以任意選擇，故電場強度為零的地方，電勢不一定為零，故 b 錯 誤。場強的大小與電場線的疏密有關，與電勢的高低沒有關系，例如負點電荷的電場中，逆著電 場線方向電場強度的大小逐漸減小，而電勢卻逐漸增大，故 c 錯。任一點的電場強度方向總是和 該點的電場線方向一致，而電場線的方向是電勢降落最快的方向，可知選項 d 正確。4.如圖所

3、示，實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。下列判斷正確的是 （ ）a1、2 兩點的場強相等b1、3 兩點的場強相等12c1、2 兩點的電勢相等3 ed2、3 兩點的電勢相等【答案】d【解析】根據電場線密處場強大，電場線稀處場強小的特點，1 點的場強大于 2、3 點的場強，故 a、b 錯誤；根據沿著電場線電勢要逐漸降低的原理，1 點的電勢大于 2、3 點的電勢，故 c 錯誤， d 正確。5.如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷， x 軸垂直于環(huán)面且過圓心 o. 下列關于 x 軸上的電場 強度和電勢的說法中正確的是1 / 72020 年高考物理練習題 電勢和電勢差（含解析）ao 點的電場

4、強度為零，電勢最低+qb o 點的電場強度為零，電勢最高xc從 o 點沿 x 軸正方向，電場強度減小，電勢升高od從 o 點沿 x 軸正方向，電場強度增大，電勢降低【答案】b【解析】o 點合場強為零，在 o 點右側每一點合場強方向向右，在 o 點左側每一點合場強方向向 左，沿電場方向電勢降低，所以 o 點電勢最高，選項 b 正確；acd 錯誤。6.如圖 12 所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著一個帶電量為+q 的小球 p，帶電量分別為-q 和 +2q 的小球 m 和 n，由絕緣細桿相連，靜止在桌面上，p 與 m 相距 l，p、m 和 n 視為點電 荷，下列說法正確的是a m 與 n 的距離大于

5、 lb p、m 和 n 在同一直線上c 在 p 產生的電場中，m、n 處的電勢相同d m、n 及細桿組成的系統(tǒng)所受合外力為零【答案】bd【解析】由于mn 處于靜止狀態(tài)，則mn 的合力為零，即 kpq q 2qq=kl2 x 2nm圖 12，解得 x = 2 l, 那么m、n間距約為0.4l，選項a錯；由于mn靜止不動，則p對m 和對n 的力應該在一條直線上，選項b正確；在p產生的電場中，m點的電勢較高，選項c錯；由于mn靜止不動，則m、n及細桿組成的系 統(tǒng)所受合外力為零，則選項d正確。7.關于靜電場的等勢面，下列說法正確的是a 兩個電勢不同的等勢面可能相交b 電場線與等勢面處處相互垂直c 同一

6、等勢面上各點電場強度一定相等d 將一負的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功【答案】b【解析】等勢面相交，則電場線一定相交，故在同一點存在兩個不同的電場強度方向，與事實不 符，故 a 錯誤；電場線與等勢面垂直，b 正確；同一等勢面上的電勢相同，但是電場強度不一定 相同，c 錯誤；將負電荷從高電勢處移動到低電勢處，受到的電場力方向是從低電勢指向高電勢， 所以電場力方向與運動方向相反，電場力做負功，d 錯誤。8.如圖（a），直線 mn 表示某電場中一條電場線，a、b 是線上的兩點。將一帶負電荷的粒子從 a 點處由靜止釋放，粒子從 a 運動到 b 過程中的 v-t 圖線如圖（

7、b）所示，設 a、b 兩點的電勢2 / 7a ba ba b a ba b a ba b a ba b a bb aa b2020 年高考物理練習題 電勢和電勢差（含解析）分別為 j 、 j ，場強大小分別為 e 、 e ，粒子a b a b在 a、 b 兩點的電勢能分別為 力，則有 （ ）wa、wb，不計重ma bnvajajbbeaeb圖（a）圖（b）tceaebdwawb【答案】bd【解析】由圖 b 可知，粒子做加速度減小、速度增大的直線運動，故可知從 a 到 b 電場力減小，則電場強度減小，eaeb，選項 b 對 c 錯；粒子的動能增大，則電勢能減小，電場力由 a 指向 b，而電場線由

8、 b 指向 a，b 處為高電勢，故選項 a 錯 d 對。9.圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場，實線為粒子僅在電場力作 用下的運動軌跡，a、b、c三點是實線與虛線的交點。則該粒子 （ ）a bca 帶負電b 在c點受力最大c 在b點的電勢能大于在c點的電勢能d 由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變化答：cd解析：根據粒子運動軌跡可知，粒子帶正電，選項a正確；根據庫侖定律可知，離點電荷最近時庫 侖力最大，選項b錯誤；從b點到c點電場力做正功，電勢能減小，選項c錯誤；同心圓間距相等， 所以a點到b點電勢差大于b點到c點的電勢差，所以

9、由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變 化，選項d正確。10. 電場線分布如圖昕示,電場中a、b兩點的電場強度大小分別為已知e 和e , 電勢分別為 和 ，則ae e ， ce be e ， de e ， ab答案：c解析：本題考查電場、電場線、電勢，主要考查學生通過電場線判斷電勢高低及電場強度的大 小。從電場線的分布看，b處比較密集，故e e ，沿著電場線方向電勢越來越低，故 ，c選 項正確。11. 如圖所示，在兩等量異種點電荷的電場中，mn 為兩電荷連線的中垂線，a、b、c 三點所在直線 平行于兩電荷的連線，且 a 與 c 關于 mn 對稱，b 點位于 mn 上，d點位于兩電荷的連

10、線上。以下判斷正確的是 ab 點場強大于 d 點場強amb cd3 / 7n2020 年高考物理練習題 電勢和電勢差（含解析）b b 點場強小于 d 點場強c a、b 兩點間的電勢差等于 b、c 兩點間的電勢差d 試探電荷+q 在 a 點的電勢能小于在 c 點的電勢能答案：bc解析：根據等量同種電荷的電場線分布可知 b 點場強小于 d 點場強，b 正確，a 錯誤；由對稱性可知 a、b 兩點的電勢差等于 b、c 兩點間的電勢差，c 正確；mn 左側電勢大于零，而右側小于零所以試 探電荷q 在 a 點的電勢能大于在 c 點的電勢能，d 錯誤。12. 空間中 p、q 兩點處各固定一個點電荷，其中 p

11、 點處為正點電荷，p、q 兩點附近電場的等勢 面分布如題 20 圖所示，a、b、c、d 為電場中的四個點。則ap、q 兩點處的電荷等量同種adba 點和 b 點的電場強度相同 cc 點的電勢低于 d 點的電勢bqpcd負電荷從 a 到 c，電勢能減少答：d解析：由等勢面分布知道是兩個等量異種電荷，a錯；對稱的a點和b點的電場強度大小相同但方向不同， b錯；離正電荷近處的電勢高， c 錯；負電荷從 a 到c ，電場力做正功，電勢能減兩個等量異種電荷的電場線和等勢面少，選項d正確。13. 如圖所示，在 x 軸上相距為 l 的兩點固定兩個等量異種電荷+q、-q，虛線是以+q 所在點為圓 心、l/2

12、為半徑的圓，a、b、c、d 是圓上的四個點，其b中 a、c 兩點在 x 軸上，b、d 兩點關于 x 軸對稱，下列ac說法正確的是（ ）+q-qxa、b、d 兩點處的電勢相同db、 四個點中 c 點處的電勢最低c、 b、d 兩點處的電場強度相同d、 將一試探電荷+q 沿圓周由 a 點移至 c 點，+q 的電勢能減小答案：abd。解析：b、d 是+q 電荷的等勢面上的兩點，兩點關于 x 軸對稱，對于-q 兩點的電勢相等，即從 b 把電荷移到 d，兩電荷都不做功，故 a 選項正確；四個點均在+q 電荷的等勢面上，c 離-q 電荷最4 / 72020 年高考物理練習題 電勢和電勢差（含解析）近，故電荷

13、 c 的電勢最低，b 選項正確；b、d 兩點的電場強度是兩電荷的電場的疊加，但方向不同，故 c 選項錯誤；試探電荷+q 沿圓周由 a 移至 c 點，電荷+q 不做功，但電荷-q 作正功，故電勢 能減小，選項 d 正確。14. 兩個相同的負電荷和一個正電荷附近的電場線分布如圖所示。 c 是兩負電荷連線的中點，d 點 在正電荷的正上方，c、d 到正電荷的距離相等，則 （ acd ）(a)a 點的電場強度比 b 點的大 (b)a 點的電勢比 b 點的高 (c)c 點的電場強度比 d 點的大 (d)c 點的電勢比 d 點的低b da c解析：由圖知，a 點處的電場線比 b 點處的電場線密集，c 點處的

14、電場線比 d 點處的電場線密集，所以選項 a、c 正確；過 a 點畫等勢線，與 b 點所在電場線的交點 在 b 點沿電場線的方向上，所以 b 點的電勢高于 a 點的電勢，故 b 錯誤；同理可得 d 點的電勢高于 c 點的電勢，故 d 正確。15. 如圖，在正電荷 q 的電場中有 m、n、p 和 f 四點，m、n、p 為直角三角形的三個頂點，f 為mn 的中點， m =30o，m、n、p、f 四點處的電勢分別用j 、j 、j 、 j 表示，已知m n p fj =j ， j =j，點電荷 q 在 m、n、p 三點所在平面內，則（ ）m n p fa、 點電荷 q 一定在 mp 連線上b、 連線

15、pf 一定在同一個等勢面上c、 將正試探電荷從 p 點搬運到 n 點，電場力做負功fnd、jp大于jmm p【答案】ad【解析】任意兩個等勢點連線的垂直平分線都指向點電荷，根據題 意，點電荷 q 必在 mn 的中垂線和 pf 的中垂線的交點處，過 f 作 mn 的垂直平分線交 mp 于 o 點，由幾何關系可知 on 恰好垂直平分 pf，故點電荷 q 一定位于 o 點，選項 a 項正確；正點電荷的等勢面 是以點電荷為圓心的同心圓，即等勢面不是直線而是球面，可知 bmfonp項錯誤；因為是正電荷形成的電場，將正電荷從 p 點搬運到 n 點，遠離場源正電荷，電場力做正 功，c 項錯誤；根據幾何關系可

16、得 opom，距離場源正電荷越遠電勢越低，所以 p 點電勢大于 m 點電勢，選項 d 對。16. 如圖所示，在平面直角 中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點 0 v，點 a 處的電勢為 6 v, 點 b 處的電勢為 3 v, 則y(cm)電場強度的大小為b（0, 3）o處的電勢為5 / 7oa（6,0）x(cm)11 21 21 212020 年高考物理練習題 電勢和電勢差（含解析）a. 200v/m b.c. 100 v/m d.答: a200 3 v/m100 3 v/m解析：延長 ab 到 c，使 bc =ab，過 c 作 cd 垂直 ao 交延長線于 d ，如圖示。由圖可知

17、 cd 的長度c0ve3vb是 2 3 cm，de 長為 3cm,即 d 到 co 的 0v 等勢d306v線的電場線方向距離，-6v18題解析圖o 0vae =u 6v= =200v/md 3cm。17. 兩個等量異種點電荷位于x軸上，相對原點對稱分布，正確描述電勢隨位置x變化規(guī)律的是圖+ + +o x o x o x o xabcd答案：a解析：本題考查等量異種點電荷的等勢面分布。根據靜電場知識：電場線從正電荷出發(fā)終止于無 窮遠處，且沿著電場線方向電勢越來越低，故越靠近正點電荷的位置電勢越高，越靠近負電電荷 的位置電勢越低，電勢是標量，正值一定大于負值，故若取兩電荷連線的中垂面為零勢能面，

18、則 靠近負電電荷的電勢均為負值，靠近正電荷的電勢均為正值，故a正確。當然也可以將等勢面與地 理的“等高線”進行類比，正點電荷處于正立的山口處，負電荷處于倒立的山口處，顯然a正確。18.（1）靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。a請根據電場強度的定義和庫侖定律推導出點電荷 q 的場強ss表達式；eb點電荷的電場線和等勢面分布如圖所示，等勢面 s 、s 到點電荷的距離分別為 r 、r 。我們知道，電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強度的大小。請計算 s 、s 上單位面積通過的電場線條數之比 n n 。1 2（2）觀測宇宙中輻射電磁波的天體，距離越遠單位面積接收的電磁波功率越小，觀測越困難。為 了收集足夠強的來自天體的電磁波，增大望遠鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要途徑。2016 年 9 月 25 日，世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡 fast 在我國貴州落成啟用，被譽為“中國天 眼”。fast 直徑為 500 m，有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍。a