人教版新高考物理一轮总复习训练题静电场中的能量

这是一份人教版新高考物理一轮总复习训练题静电场中的能量，共4页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

1.(2020·北京卷)真空中某点电荷的等势面示意图如图所示,图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是( )
A.该点电荷一定为正电荷
B.P点的电场强度一定比Q点的电场强度大
C.P点电势一定比Q点电势低
D.正检验电荷在P点比在Q点的电势能大
2.如图所示,实线表示具有一定初速度的某带电粒子在该静电场中运动的轨迹,a、b、c为实线与虚线的交点,粒子只受静电力作用,下列说法正确的是( )
A.若虚线为电场线,a点的电势高于b点的电势
B.无论虚线为等势线还是电场线,粒子在a点的加速度大小都比在b点的加速度大小小
C.无论虚线是电场线还是等势线,粒子在a点的动能都比在b点的动能小
D.粒子在b点的电势能有可能比在c点的电势能小
3.(2020·安徽滁州一模)有一电子的电势能Ep在x轴正半轴的大小变化如图所示。已知坐标原点固定着一电荷。以下说法正确的是( )
A.B点电势能为0
B.正检验电荷从C点由静止释放,其会向D点运动
C.坐标原点固定的电荷是正电荷
D.E点和F点的电场强度相同
4.(2020·山东滨州三模)如图所示,一绝缘轻质弹簧两端连接两个带有等量正电荷的小球A、B,小球B固定在斜面上,小球A放置在光滑斜面上,初始时小球A处于静止状态,若给小球A一沿弹簧轴线方向的瞬时冲量,小球A在运动过程中,弹簧始终在弹性限度范围内。则( )
A.初始小球A处于静止状态时,弹簧一定处于拉伸状态
B.给小球A瞬时冲量后,小球A将在斜面上做简谐运动
C.给小球A瞬时冲量后,小球A沿斜面向上运动到最高点时,加速度方向一定沿斜面向下
D.给小球A瞬时冲量后,小球A沿斜面向上运动过程中,减少的电势能一定等于小球增加的机械能
5.(2021·江苏苏州月考)A、B为两等量异种点电荷,图中水平线为A、B连线的中垂线。现将另两个等量异种检验电荷a、b用绝缘细杆连接后,从离A、B无穷远处沿中垂线平移到A、B的连线上,平移过程中两检验电荷始终关于中垂线对称。若规定离A、B无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( )
A.在A、B连线上a所处的位置的电势φa<0
B.a、b整体在A、B连线处具有的电势能Ep=0
C.整个移动过程中,静电力对a做正功
D.整个移动过程中,静电力对a、b整体做负功
二、多项选择题
6.(2020·吉林长春实验中学模拟)如图所示,虚线a、b、c为电场中的三条等势线,相邻两等势线之间的电势差相等,从等势线a上一点A处,分别射出甲、乙两个粒子,两粒子在电场中的运动轨迹分别交等势线c于B、C两点,甲粒子从A点到B点动能变化量的绝对值为E,乙粒子从A点到C点动能变化量的绝对值为12E。不计粒子重力及两粒子间的相互作用,由此可判断( )
A.甲粒子一定带正电,乙粒子一定带负电
B.甲、乙两粒子的电荷量一定满足|q甲|=2|q乙|
C.甲粒子动能增加,乙粒子动能减少
D.甲粒子在B点的电势能绝对值一定是乙粒子在C点的2倍
7.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点由静止释放,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。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N到Q的过程中,电势能一直增大
D.从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量
考点规范练24 静电场中的能量
1.B 解析:由于题中P、Q两点的电势的大小关系不确定,所以无法确定电场线的方向,则没有办法确定点电荷的电性,正检验电荷在P、Q两点的电势能的大小也无法确定,故A、C、D错误。根据等势面的疏密程度可知,P点的电场强度大于Q点的电场强度,故B正确。
2.D 解析:带电粒子电性未知,无法确定电场线的方向,故也无法判断a点和b点电势的高低,故A错误。电场线或等势线密的地方电场强度大,a点处虚线比b点处密,所以a点处的电场强度大于b点处的电场强度,故粒子在a点的加速度比在b点的加速度大,故B错误。若虚线为电场线,粒子从a点运动到b点,静电力做负功,动能减小;若虚线为等势线,粒子从a点运动到b点,静电力做正功,动能增大,故C错误。若虚线为等势线,粒子从b点运动到c点静电力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,粒子在b点的电势能有可能比在c点的电势能小,故D正确。
3.D 解析:根据图线可知,电子在B点的电势能不为零,故A错误。根据图线可知,电子在B点的电势能大于在D点的电势能,因为电子带负电,所以可以判断B点的电势低于C点的电势,D点的电势高于C点的电势。在C点由静止释放正电荷,正电荷将在静电力作用下,从高电势向低电势运动,所以正电荷会向B点运动,故B错误。根据图线可以判断在坐标原点附近,电子的电势能沿x轴正方向逐渐减小,所以电势逐渐升高,则坐标原点固定的应该是负电荷,故C错误。电势能随x变化图线的斜率表示电场强度的大小,在E点和F点图线的斜率为零,表示电场强度为零,所以这两点的电场强度相同,故D正确。
4.C 解析:初始时,A处于静止状态,小球受重力、斜面的支持力和沿斜面向上的库仑力,若重力沿斜面的分力恰好等于库仑力,则弹簧处于原长,故A错误。小球在斜面上运动时,受到库仑力的作用,库仑力F=kq1·q2r2,则小球的合力不可能与位移成正比,小球不可能做简谐运动,故B错误。小球运动到最高点,速度为零,在上升到接近最高点过程中,小球一定是减速的,加速度方向一定沿斜面向下,故C正确。由能量守恒定律可知,小球减少的电势能等于小球和弹簧构成系统增加的机械能,故D错误。
5.D 解析:等量异种电荷形成的电场特点是中垂线为等势线,设A、B连线的中点为O,由于A、B连线的垂直平分线是一条等势线,且一直延伸到无穷远处,所以O点的电势为零。A到O点间的电场线方向由A→O,而顺着电场线方向电势逐渐降低,可知检验电荷a所处位置的电势φa>0,故A错误。a所处的位置电势φa>0,b所处的位置电势φb<0,由Ep=qφ知,检验电荷a、b在A、B连线上的电势能均大于零,则整体的电势能Ep>0,故B错误。在平移过程中,检验电荷a所受的静电力与其位移方向的夹角为钝角,则静电力对检验电荷a做负功,故C错误。将检验电荷a、b看成一个整体,原来总电势能为零,在A、B连线处系统总电势能为正,所以整个移动过程中,总电势能增大,静电力对a、b整体做负功,故D正确。
6.BC 解析:因不知道三条等势线的电势高低,故无法判断电场强度的方向,所以无法判断甲、乙的电性,A错误。对甲粒子,根据动能定理有|q甲Uac|=|ΔEk甲|=E,对乙粒子有|q乙Uac|=|ΔEk乙|=12E,联立解得|q甲|=2|q乙|,B正确。由题图可知,甲受到静电力的方向与速度方向的夹角小于90°,静电力对甲做正功,动能增加;乙受到静电力的方向与速度方向的夹角大于90°,静电力对乙做负功,动能减小,C正确。当等势面a的电势为零时,由Ep=qφ可知|Ep甲|=2|Ep乙|;当等势面c的电势为零时,|Ep甲|=|Ep乙|=0,由于无法确定等势面c的电势是否为零,故无法确定甲粒子在B点的电势能的绝对值|Ep甲|和乙粒子在C点的电势能的绝对值|Ep乙|的关系,所以选项D错误。
7.BC 解析:如图所示,根据三角形定则不难看出,在小球A从N到Q的过程中,重力G大小和方向都不变,库仑斥力F变大且与重力之间的夹角θ由90°逐渐减小,合力F合将逐渐增大,A错误。从N到P的运动过程中,支持力不做功,而重力与库仑力的合力F合与速度之间的夹角α由锐角逐渐增大到90°,再增大为钝角,即合力F合对小球A先做正功后做负功,小球A的速率先增大后减小,B正确。小球A从N到Q靠近小球B的运动过程中,库仑力一直做负功,电势能一直增大,C正确。从P到Q的运动过程中,小球A减少的动能等于增加的重力势能与增加的电势能之和,D错误。