高考物理課標(biāo)版一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)規(guī)范練23電場(chǎng)能的性質(zhì)

考點(diǎn)規(guī)范練23電場(chǎng)能的性質(zhì)一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為零,點(diǎn)A處的電勢(shì)為6V,點(diǎn)B處的電勢(shì)為3V,則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為()A.200V/m B.200V/mC.100V/m D.100V/m2.(2017·廣西柳州模擬)如圖所示,分別在M、N兩點(diǎn)固定放置兩個(gè)點(diǎn)電荷+Q和q(Q>q),以MN連線的中點(diǎn)O為圓心的圓周上有A、B、C、D四點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.A點(diǎn)和B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.C點(diǎn)和D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.將某正電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn),電勢(shì)能先增大再減小D.將某正電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn),電勢(shì)能先減小再增大3.如圖所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡,帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能逐漸減少,它運(yùn)動(dòng)到b處時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與受力方向可能的是()4.帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下,從電場(chǎng)中a點(diǎn)以初速度v0進(jìn)入電場(chǎng)并沿虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),如圖所示,則從a到b過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.粒子帶負(fù)電荷 B.粒子先加速后減速C.粒子加速度一直增大 D.粒子的機(jī)械能先減小后增大二、多項(xiàng)選擇題5.如圖所示,真空中M、N處放置兩等量異種點(diǎn)電荷,a、b、c表示電場(chǎng)中的3條等勢(shì)線,b是M、N連線的中垂線,交M、N于O點(diǎn),a、c關(guān)于b對(duì)稱。點(diǎn)d、e、f、g是以O(shè)為圓心的圓與a、c的交點(diǎn),已知一帶正電的試探電荷從d點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn)時(shí),試探電荷的電勢(shì)能增加,則以下判斷正確的是()A.M點(diǎn)處放置的是正電荷B.d點(diǎn)的電勢(shì)低于f點(diǎn)的電勢(shì)C.d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與f點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同D.將帶正電的試探電荷沿直線由d點(diǎn)移動(dòng)到f點(diǎn),電勢(shì)能先增加后減少6.如圖所示,在某電場(chǎng)中畫出了三條電場(chǎng)線,C點(diǎn)是A、B連線的中點(diǎn)。已知A點(diǎn)的電勢(shì)為φA=30V,B點(diǎn)的電勢(shì)為φB=20V,則下列說(shuō)法正確的是()A.C點(diǎn)的電勢(shì)φC=5VB.C點(diǎn)的電勢(shì)φC>5VC.C點(diǎn)的電勢(shì)φC<5VD.負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能7.如圖所示,真空中固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q、Q,圖中O是兩電荷連線中點(diǎn),a、b兩點(diǎn)與+Q的距離相等,c、d是兩電荷連線垂直平分線上的兩點(diǎn),bcd構(gòu)成一等腰三角形,a、e兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。則下列說(shuō)法正確的是()A.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相同B.a、e兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.將電子由c沿cd邊移到d的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功D.質(zhì)子在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)的電勢(shì)能大8.如圖甲,直線MN表示某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線,a、b是線上的兩點(diǎn),將一帶負(fù)電荷的粒子從a點(diǎn)處由靜止釋放,粒子從a運(yùn)動(dòng)到b過(guò)程中的vt圖象如圖乙所示,設(shè)a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa、φb,電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb,粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別為Wa、Wb,不計(jì)重力,則有()A.φa>φb B.Ea>Eb C.Ea<Eb D.Wa>Wb9.如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,x軸上關(guān)于y軸對(duì)稱的A、C兩點(diǎn)固定等量異種點(diǎn)電荷+Q、Q,B、D兩點(diǎn)分別位于第二、四象限,ABCD為平行四邊形,邊BC、AD分別與y軸交于E、F,以下說(shuō)法正確的是()A.E、F兩點(diǎn)電勢(shì)相等B.B、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.試探電荷+q從B點(diǎn)移到D點(diǎn),電勢(shì)能增加D.試探電荷+q從B點(diǎn)移到E點(diǎn)和從F點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)+q做功相同10.(2017·課標(biāo)全國(guó)Ⅰ)在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,任一點(diǎn)的電勢(shì)φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)φa已在圖中用坐標(biāo)(ra,φa)標(biāo)出,其余類推?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項(xiàng)正確的是()A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3三、非選擇題11.如圖所示,在O點(diǎn)放置一個(gè)正電荷,在過(guò)O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)處自由釋放一個(gè)帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m,電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示,它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實(shí)線所示)相交于B、C兩點(diǎn),O、C在同一水平線上,∠BOC=30°,A距離OC的豎直高度為h。若小球通過(guò)B點(diǎn)的速度為v,重力加速度為g,試求:(1)小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大小;(2)小球由A到C的過(guò)程中電勢(shì)能的增加量。12.如圖所示,水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接,半圓形軌道的半徑R=0.4m,在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)線與軌道所在的平面平行,電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×104N/C?，F(xiàn)有一電荷量q=+1.0×10-4C,質(zhì)量m=0.1kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn)),在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,帶電體恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)C,然后落至水平軌道上的D點(diǎn)。(1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大小;(2)D點(diǎn)到B點(diǎn)的距離xDB;(3)帶電體在從P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到落至D點(diǎn)的過(guò)程中的最大動(dòng)能。##考點(diǎn)規(guī)范練23電場(chǎng)能的性質(zhì)1.A解析勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線與等勢(shì)面都是平行、等間距排列的,且電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直,沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)均勻降低,取OA中點(diǎn)C,則C點(diǎn)電勢(shì)為3V,連接BC即為電場(chǎng)中的一條等勢(shì)線,作等勢(shì)線的垂線,即電場(chǎng)的電場(chǎng)線,E==200V/m。2.C解析由于Q>q,A點(diǎn)處電場(chǎng)線比B點(diǎn)處電場(chǎng)線密,A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,故A錯(cuò)誤;由于電場(chǎng)線關(guān)于MN對(duì)稱,C、D兩點(diǎn)電場(chǎng)線疏密程度相同,則C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小,但方向與兩個(gè)電荷的連線不平行,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向不同,故兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不相同,B錯(cuò)誤;由圖象知O點(diǎn)電勢(shì)大于C點(diǎn)電勢(shì),故將某正電荷從C點(diǎn)移到O點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,從O點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故C正確、D錯(cuò)誤。3.D解析由于帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用,而且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能逐漸減少,可判斷電場(chǎng)力做正功,即電場(chǎng)力方向與粒子速度方向夾角為銳角,且電場(chǎng)力方向沿著電場(chǎng)線指向軌跡凹側(cè),故D項(xiàng)正確。4.D解析粒子受到的電場(chǎng)力沿電場(chǎng)線方向,故粒子帶正電,故A錯(cuò)誤;由圖象知粒子受電場(chǎng)力向右,所以先向左減速運(yùn)動(dòng)后向右加速運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;從a點(diǎn)到b點(diǎn),電場(chǎng)力先做負(fù)功,再做正功,電勢(shì)能先增大后減小,動(dòng)能先減小后增大,根據(jù)電場(chǎng)線的疏密知道場(chǎng)強(qiáng)先變小后變大,故加速度先減小后增大,C錯(cuò)誤,D正確。5.BC解析:因正電荷由d到e電勢(shì)能增加,說(shuō)明電場(chǎng)力做負(fù)功,則電勢(shì)升高,故e點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì),則N點(diǎn)為正電荷,故A錯(cuò)誤。由以上分析知,N點(diǎn)為正電荷,其電場(chǎng)線由正電荷到負(fù)電荷且與等勢(shì)面垂直,所以由電場(chǎng)線判斷d點(diǎn)的電勢(shì)低于f點(diǎn)的電勢(shì),故B正確。由于電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,據(jù)等量異種電荷電場(chǎng)的對(duì)稱性知,d點(diǎn)和f點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向都相同,即電場(chǎng)強(qiáng)度相同,故C正確。將帶正電的試探電荷沿直線由d點(diǎn)移動(dòng)到f點(diǎn),電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)方向夾角大于90°,電場(chǎng)力做負(fù)功,其電勢(shì)能一直增加,故D錯(cuò)誤。6.CD解析從電場(chǎng)線的分布情況可以看出φAφC>φCφB,所以有φC<5V,C正確,A、B錯(cuò)誤;因?yàn)樨?fù)電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能較小,所以D正確。7.BD解析a、b兩點(diǎn)雖然關(guān)于+Q對(duì)稱,但是由于Q的影響,兩點(diǎn)的電勢(shì)并不相等,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;a、e兩點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,且方向相同,故B項(xiàng)正確;c、O、d在一條等勢(shì)線上,故電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn)電場(chǎng)力不做功,C項(xiàng)錯(cuò)誤;b點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)的電勢(shì),則質(zhì)子在b點(diǎn)的電勢(shì)能大,故D項(xiàng)正確。8.BD解析電場(chǎng)線為直線,帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力的作用下由靜止釋放,那么一定沿著電場(chǎng)力的方向運(yùn)動(dòng),故電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向左,b點(diǎn)的電勢(shì)高,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由vt圖象的斜率表示粒子運(yùn)動(dòng)的加速度,可知粒子運(yùn)動(dòng)的加速度越來(lái)越小,故b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小,Ea>Eb,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,選項(xiàng)D正確。9.ABD解析等量異種點(diǎn)電荷+Q、Q連線的垂直平分線是一條等勢(shì)線,所以y軸是一條等勢(shì)線,E、F的電勢(shì)相等,故A正確;根據(jù)電場(chǎng)線的分布情況和對(duì)稱性可知,B、D兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同,故B正確;根據(jù)順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低可知,B點(diǎn)的電勢(shì)高于D點(diǎn)的電勢(shì),而正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大,所以試探電荷+q從B點(diǎn)移到D點(diǎn),電勢(shì)能減小,故C錯(cuò)誤;由以上分析可知,B、E間的電勢(shì)差等于F、D間的電勢(shì)差,根據(jù)電場(chǎng)力做功公式W=qU得知+q從B點(diǎn)移到E點(diǎn)和從F點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力對(duì)+q做功相同,故D正確。10.AC解析由題圖知,ra∶rb∶rc∶rd=1∶2∶3∶6,電場(chǎng)強(qiáng)度E=k,故Ea∶Eb=4∶1,A項(xiàng)正確。Ec∶Ed=4∶1,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)Uab=φaφb,由題圖知,Uab∶Ubc∶Ucd=3∶1∶1,由做功Wab=qUab,故Wab∶Wbc=3∶1,C正確。Wbc∶Wcd=1∶1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.解析(1)因B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等,小球由B到C只有重力做功,由動(dòng)能定理得mgR·sin30°=mv2解得vC=。(2)由A到C應(yīng)用動(dòng)能定理得WAC+mgh=0解得WAC=mgh=mv2+mgRmgh由電勢(shì)能變化與電場(chǎng)力做功的關(guān)系得ΔEp=WAC=mghmv2mgR。答案(1)(2)mghmv2mgR12.解析(1)設(shè)帶電體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC,依據(jù)牛頓第二定律有mg=m,解得vC=2.0設(shè)帶電體通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,設(shè)軌道對(duì)帶電體的支持力大小為FB,帶電體在B點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有FBmg=m。帶電體從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中,依據(jù)動(dòng)能定理有mg×2R=聯(lián)立解得FB=6.0N,根據(jù)牛頓第三定律,帶電體對(duì)軌道的壓力FB'=6.0N。(2)設(shè)帶電體從最高點(diǎn)C落至水平軌道上的D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解有2R=gt2,x