（通用版）高考物理一轮复习第七章第2讲电场能的性质课时作业（含解析）.docx

电场能的性质一、选择题(本题共10小题，16题为单选题，710题为多选题)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：B等势面的特点：两个电势不同的等势面不可能相交，故A错误；电场线与等势面处处相互垂直，故B正确；等势面的疏密程度表示电场强度的大小，故C错误；电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，负电荷受力与电场线的方向相反，故负电荷受力由电势低的等势面指向电势高的等势面，那么它从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，D错误2.(2018深圳模拟)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中()A做直线运动，电势能先变小后变大B做直线运动，电势能先变大后变小C做曲线运动，电势能先变小后变大D做曲线运动，电势能先变大后变小解析：C电场中A点的场强方向与等势面垂直且指向负点电荷一侧，故粒子在A点所受电场力与速度垂直，且指向正电荷一侧，所以粒子将做曲线运动粒子从进入电场到离开电场的运动过程中，电场力的方向不断变化，电场力先做正功后做负功，故粒子的电势能先变小后变大，选项C正确3.两个等量点电荷位于x轴上，它们的静电场的电势随位置x变化规律如图所示(只画出了部分区域内的电势)，x轴上有两点M、N，且OMON，由图可知()AN点的电势低于M点的电势BM、N两点的电场方向相同且M点的场强大小大于N点的场强大小C仅在电场力作用下，正电荷可以在x轴上M、N之间的某两点做往复运动D负电荷沿x轴从M点移到N点的过程中电场力先做正功后做负功解析：B由题图知，N点的电势高于M点的电势，故A错误；由E可知，图像斜率的绝对值等于场强大小，可以看出M点的场强大小大于N点的场强大小，斜率都为正值，说明M、N点的电场方向相同，故B正确；沿着电场线方向电势降低，可知电场线的方向从N指向M，正电荷在x轴上M、N之间所受的电场力始终由N指向M，正电荷做单向直线运动，故C错误；负电荷沿x轴从M移到N点的过程中，电场力方向由M指向N，电场力方向与位移方向相同，电场力一直做正功，故D错误4.(2018龙岩模拟)以无穷远处的电势为零，在电荷量为q的点电荷周围某点的电势可用k计算，式中r为该点到点电荷的距离，k为静电力常量两电荷量大小均为Q的异种点电荷固定在相距为L的两点，如图所示现将一质子(电荷量为e)从两点电荷连线上的A点沿以电荷Q为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC移到C点，质子从A移到C的过程中电势能的变化情况为()A增加 B增加C减少 D减少解析：BA点的电势为Akk，C点的电势为Ckk，则A、C间的电势差为UACAC，质子从A移到C，电场力做功为WACeUAC，电场力做负功，所以质子的电势能增加，故B正确，A、C、D错误5.(2018永州模拟)水平线上的O点放置一点电荷，图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线，如图所示以水平线上的某点O为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是()Ab、e两点的电场强度相同Bb、c两点间电势差等于e、d两点间电势差Ca点电势高于c点电势D电子在d点的电势能大于在b点的电势能解析：B由图看出，b、e两点电场强度的大小相等，但方向不同，而电场强度是矢量，所以b、e两点的电场强度不同，故A错误；根据对称性可知，b、c两点间电势差与e、d两点间电势差相等，故B正确；根据顺着电场线电势逐渐降低可知，离点电荷O越远，电势越低，故a点电势低于c点电势，故C错误；d点的电势高于b点的电势，由Epqe，则知电子在d点的电势能小于在b点的电势能，故D错误6.(2018张家口模拟)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0x2段是关于直线xx1对称的曲线，x2x3段是直线，则下列说法正确的是()Ax1处电场强度最小，但不为零B粒子在0x2段做匀变速运动，x2x3段做匀速直线运动C在0、x1、x2、x3处电势0、1、2、3的关系为3201Dx2x3段的电场强度大小方向均不变解析：D根据电势能与电势的关系Epq，场强与电势差的关系E得，E，由数学知识可知Epx图像切线的斜率等于Eq，x1处切线斜率为零，则知x1处电场强度为零，故A错误，由图看出在0x1段图像切线的斜率不断减小，可知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动，x1x2段图像切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动，x2x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故B错误，D正确；根据电势能与电势的关系Epq，粒子带负电，q203，故C错误7.(2018黑龙江牡丹江一中月考)如图所示，纸面内有一匀强电场，带正电的小球(重力不计)在恒力F的作用下沿图中虚线由A匀速运动至B，已知力F和AB间夹角为，AB间距离为d，小球带电量为q，则下列结论正确的是()A电场强度的大小为EBAB两点的电势差为UABC带电小球由A运动至B过程中电势能增加了Fdcos D带电小球若由B匀速运动至A，则恒力F必须反向解析：BC由题意，小球的重力不计，只受到电场力与恒力F而做匀速直线运动，则有，qEF，则得场强E，故A错误A、B两点的电势差为UEdcos ，故B正确带电小球由A运动至B过程中恒力做功为WFdcos ，根据功能关系可知，电势能增加了Fdcos ，故C正确小球所受的电场力恒定不变，若带电小球由B向A做匀速直线运动时，F大小、方向均不变，故D错误8.(2018河南南阳一中月考)空间某区域竖直平面内存在电场，电场线分布如图所示一个质量为m、电荷量为q，电性未知的小球在该电场中运动，小球经过A点时的速度大小为v1，方向水平向右，运动至B点时的速度大小为v2.若A、B两点之间的高度差为h，则以下判断中正确的是()AA、B两点的电场强度和电势大小关系为EAEB、Av1，则电场力不一定做正功CA、B两点间的电势差为(vv2gh)D小球从A点运动到B点的过程中电场力做的功为mvmv解析：BC由电场线的疏密可判断出EAB，故A错误；在运动的过程中，由动能定理得，mghqUmvmv，若v2v1，qU可正可负，即电场力不一定做正功，A、B两点间的电势差U(vv2gh)，电场力做功WqUmvmvmgh，故B、C正确，D错误9.如图所示，在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45角的匀强电场，将一质量为m、带电荷量为q的小球，以某一初速度从O点竖直向上抛出，它的轨迹恰好满足抛物线方程ykx2，且小球通过点P(，)已知重力加速度为g，则()A电场强度的大小为B小球初速度的大小为C小球通过点P时的动能为D小球从O点运动到P点的过程中，电势能减少解析：BC由轨迹方程ykx2可知小球运动轨迹为初速度向上的抛物线，合力向右，如图所示，由受力分析可知mgEq，E，A错误联立方程gt2，v0t解得v0，B正确据动能定理mgEkmv，得Ek，C正确EpWEqmg，D错误10.在空间直角坐标系Oxyz中，有一四面体CAOB，C、A、O、B为四面体的四个顶点，且O(0,0,0)，A(L,0,0)，B(0，L,0)，C(0，0，L)，D(2L,0,0)，是x轴上一点，在坐标原点O处固定着Q的点电荷，下列说法正确的是()AA、B、C三点的电场强度相同B电势差UOAUADC将一电子由C点分别移动到A、B两点，电场力做功相等D电子在A点的电势能小于在D点的电势能解析：CD根据Ek可知，A、B、C三点的电场强度大小相同，但是方向不相同，选项A错误；因为沿x轴正方向的场强逐渐减弱，由UEd可知UOAUAD，选项B错误；A、B两点的电势相等，故将一电子由C点分别移动到A、B两点，电场力做功相等，选项C正确；由于A点的电势高于D点，故电子在A点的电势能小于在D点的电势能，选项D正确二、计算题(需写出规范的解题步骤)11.(2018吉林模拟)如图，光滑斜面倾角为37，一质量m1102 kg、电荷量q1106 C的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物块恰能静止在斜面上，g取10 m/s2，求：(1)该电场的电场强度大小(2)若电场强度变为原来的，小物块运动的加速度大小(3)在(2)前提下，当小物块沿斜面下滑L m时，机械能的改变量解析：(1)如图所示，小物块受重力、斜面支持力和电场力的三个力作用，受力平衡，则有：在x轴方向：Fcos mgsin 0在y轴方向：FNmgcos Fsin 0解得：E7.5104 N/C(2)场强变化后物块所受合力为：F合mgsin 37qEcos 37根据牛顿第二定律得：F合ma解得：a0.3g3 m/s2(3)机械能的改变量等于电场力做的功，故：EqELcos 37，解得：E0.02 J故机械能减少0.02 J答案：(1)7.5104 N/C(2)3 m/s2(3)机械能减少0.02 J12.如图所示，绝缘轨道CDGH位于竖直平面内，圆弧段DG的圆心角为37，DG与水平段CD、倾斜段GH分别相切于D点和G点，CD段粗糙，DGH段光滑，在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道处于场强为E1104 N/C、水平向右的匀强电场中一质量m4103 kg、带电量q3106 C的小滑块在C处由静止释放，经挡板碰撞后滑回到CD段的中点P处时速度恰好为零已知CD段长度L0.8 m，圆弧DG的半径r0.2 m，不计滑块与挡板碰撞时的动能损失，滑块可视为质点求：(1)滑块与CD段之间的动摩擦因数.(2)滑块在CD段上运动的总路程(3)滑块与绝缘挡板碰撞时的最大动能和最小动能解析：(1)滑块由C处释放，经挡板碰撞后第一次滑回P点的过程中，由动能定理得：qEmg(L)0解得：0.25(2)滑块在CD段上受到的滑动摩擦力mg0.01 N，电场力qE0.03 N，滑动摩擦力小于电场力，故不可能停在CD段，滑块最终会在DGH间来回往复运动，到达D点的速度为0，全过程由动能定理得：qELmgs00解得：s2.4