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    2022年高考物理一轮考点跟踪练习24《电场能的性质》(含详解)

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    2022年高考物理一轮考点跟踪练习24《电场能的性质》(含详解)

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    这是一份2022年高考物理一轮考点跟踪练习24《电场能的性质》(含详解),共7页。试卷主要包含了x1等内容,欢迎下载使用。
    2022年高考物理一轮考点跟踪练习24《电场能的性质》         、单选题1.如图所示,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φMφNφPφQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等。则(  )A.直线a位于某一等势面内,φM>φQB.直线c位于某一等势面内,φM>φNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功 2.如图所示, A、B、C为直角三角形的三个顶点,A=30°,D为AB的中点,负点电荷Q位于D点。A、B、C三点的电势分别用φAφBφC表示,下列说法正确的是(  )A.φC大于φAB.A、B两点电场强度相同C.负检验电荷在BC连线上各点具有的电势能都相等D.将正检验电荷沿AC从A点移到C点,电场力先做正功后做负功 3.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为(  )A.200 V/m      B.200 V/m      C.100 V/m       D.100 V/m 4.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线,x2~x3段是直线,则下列说法正确的是(  )A.x1处电场强度最小,但不为零B.粒子在0~x2段做匀变速运动,x2~x3段做匀速直线运动C.在0、x1、x2、x3处电势φ0φ1φ2φ3的关系为φ3φ2=φ0φ1D.x2~x3段的电场强度大小和方向均不变 5.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知(  )A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小 6.在直角坐标系O­xyz中有一四面体O­ABC,其顶点坐标如图所示。在原点O固定一个电荷量为-Q的点电荷,下列说法正确的是(  )A.A、B、C三点的电场强度相同B.平面ABC构成一个等势面C.若在A、B、C三点放置三个点电荷,-Q所受电场力的合力一定不可能为零D.若将试探电荷+q自A点沿-x轴方向移动到O点的过程中,其电势能增大           、多选题7. (多选)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P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量D.从N到Q的过程中,电势能一直增加 8. (多选)如图所示实线为等量异号点电荷周围的电场线,虚线为以一点电荷为中心的圆,M点是两点电荷连线的中点。若将一正试探点电荷从虚线上N点移动到M点,则(  )A.电荷所受电场力大小不变B.电荷所受电场力逐渐增大C.电荷电势能逐渐减小D.电荷电势能保持不变 9. (多选)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(  )A.A、B两点的电场强度和电势大小关系为EA>EBφAφBB.若v2>v1,则电场力不一定做正功C.A、B两点间的电势差为(v22-v12-2gh)D.小球从A点运动到B点的过程中电场力做的功为mv22mv12 10. (多选)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θ,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E=B.AB两点的电势差为UAB=C.带电小球由A运动至B过程中电势能增加了Fdcos θD.带电小球若由B匀速运动至A,则恒力F必须反向           、计算题11.如图,一质量为m、电荷量为q(q>0)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。     12.如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4 m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104 N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4 C,质量m=0.1 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点(图中未画出)。取g=10 m/s2。试求:(1)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小;(2)D点到B点的距离xDB(3)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能(结果保留3位有效数字)。    
    0.2022年高考物理一轮考点跟踪练习24《电场能的性质》(含详解)答案解析           、单选题1.答案为:B;解析:由电子从M点分别运动到N点和P点的过程中电场力所做的负功相等可知,N、P两点在同一等势面上,且电场线方向为MN,故选项B正确,选项A错误。M点与Q点在同一等势面上,电子由M点运动到Q点,电场力不做功,故选项C错误。电子由P点运动到Q点,电场力做正功,故选项D错误。 2.答案为:D;解析:点电荷的等势面是一系列的同心圆,A、C两点在同一个等势面上,故φC等于φA,故A错误;A、B两点距场源点电荷距离相等,根据点电荷场强公式E=k,故A、B两点的电场强度大小相等,但方向不同,故A、B两点的电场强度不相同,故B错误;BC连线上各点距场源点电荷距离不等,电势不等,根据Ep=qφ,负检验电荷在BC连线上各点具有的电势能不相等,故C错误;AC连线上,越靠近负电荷电势越低,从A到C电势先降低后升高,正检验电荷具有的电势能先减小后增大,故电场力先做正功后做负功,故D正确。 3.答案为:A;解析:设OA中点为C,由=可得C点的电势φC=3 V,φC=φB即B、C在同一等势面上,如图所示,由电场线与等势面的关系和几何关系知:d=1.5 cm。则E== V/m=200 V/m,A正确。 4.答案为:D;解析:根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,场强与电势的关系:E=,得:E=·,由数学知识可知Ep­x图像切线的斜率等于,x1处切线斜率为零,则x1处电场强度为零,故A错误;由题图看出在0~x1段图像切线的斜率不断减小,由上式知场强减小,粒子所受的电场力减小,加速度减小,做非匀变速运动,x1~x2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,x2~x3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:Ep=qφ,粒子带负电,q<0,则知:电势能越大,粒子所在处的电势越低,所以有:φ1φ2=φ0φ3,故C错误。 5.答案为:A;解析:粒子做曲线运动,电场力指向曲线的内侧,所以电场力的方向沿电场线向右,若粒子从P运动到Q,电场力做负功,电势能增大,动能减小,R点速度大于Q点速度,若粒子从Q运动到P,则电场力做正功,电势能减小,动能增大,Q点速度小于R点速度,在P点时的电势能比在Q点时的电势能小,故A正确,B错误;只有电场力做功,电势能和动能之和守恒,动能与电势能之和保持不变,故C错误;由电场线疏密可知R点场强比Q点大,电场力大,加速度大,故D错误。 6.答案为:C;解析:根据点电荷电场线的分布情况可知:A、B、C三点的电场强度大小相同,方向不同,而场强是矢量, 则A、B、C三点的电场强度不同,故A错误;A、B、C三点处于同一等势面上,电势相同,由于A、B、C三点所在的等势面为球面,所以平面ABC不是等势面,故B错误;若在A、B、C三点放置三个点电荷,任意两个点电荷对-Q的电场力的合力与第三个电荷对-Q的电场力不在同一直线上,所以三个点电荷对-Q的合力不可能为零,故C正确;若将试探电荷+q自A点沿-x轴方向移动,该试探电荷受到吸引力,吸引力方向一定沿着x轴的负方向,则电场力对该试探电荷做正功,其电势能将减少,故D错误。           、多选题7.答案为:BD;解析:a由N到Q的过程中,重力竖直向下,而库仑力一直沿二者的连线方向,则可知,重力与库仑力的夹角一直减小,同时库仑力在增大,故合力一直在增大,故A错误;在从N到P的过程中合力先与运动方向的夹角为锐角,合力做正功;而后合力与运动方向夹角为钝角,合力做负功,故从N到P的过程中,速率先增大后减小,故B正确;从P到Q的过程中,由动能定理可知,-mgh-WE=0-mv2,故动能的减小量等于重力势能增加量和电势能的增加量,故C错误;由于在下降过程中,库仑力一直与运动方向夹角大于90度,故库仑力一直做负功,电势能一直增加,故D正确。 8.答案为:BC;解析:由电场线的分布情况可知,N处电场线比M处电场线疏,则N处电场强度比M处电场强度小,由电场力公式F=qE可知正点电荷从虚线上N点移动到M点,电场力逐渐增大,故A错误,B正确。根据顺着电场线方向电势降低,可知从N到M,电势逐渐降低,正电荷的电势能逐渐减小,故C正确,D错误。 9.答案为:BC;解析:由电场线的疏密可判断出EA<EB,由电场线的方向可判断出φAφB,故A错误;在运动的过程中,由动能定理得,mgh+qU=mv22mv12,若v2>v1,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=(v22-v12-2gh),电场力做功W=qU=mv22mv12-mgh,故B、C正确,D错误。 10.答案为:BC;解析: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,qE=F,则得场强E=,故A错误。A、B两点的电势差为U=-Edcos θ=-故B正确。带电小球由A运动至B过程中恒力做功为W=Fdcos θ,根据功能关系可知,电势能增加了Fdcos θ,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。           、计算题11.解: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的速度分量不变,即vB sin 30°=v0sin 60°①由此得vB=v0设A、B两点间的电势差为UAB,由动能定理有qUAB=m(vB2-v02)联立②③式得UAB= 12.解:(1)设带电体通过C点时的速度为vC依据牛顿第二定律有mg=m解得vC=2.0 m/s。设带电体通过B点时的速度为vB,设轨道对带电体的支持力大小为FB,带电体在B点时,根据牛顿第二定律有FB-mg=m带电体从B运动到C的过程中,根据动能定理有-mg×2R=mvC2mvB2联立解得FB=6.0 N,根据牛顿第三定律,带电体对轨道的压力FB=6.0 N。(2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t,根据运动的分解有2R=gt2,xDB=vCt-t2联立解得xDB=0。(3)由P到B带电体做加速运动,故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中,在此过程中只有重力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45°处。设带电体的最大动能为Ekm,根据动能定理有qERsin 45°-mgR(1-cos 45°)=EkmmvB2代入数据解得Ekm1.17 J。  

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