2024版新教材高考物理复习特训卷考点51静电场中的能量

这是一份2024版新教材高考物理复习特训卷考点51静电场中的能量，共8页。试卷主要包含了[2022·全国乙卷]，答案等内容，欢迎下载使用。

A．图中虚线表示电场线
B．a点的电势高于b点的电势
C．电荷在四个电极的表面分布均匀
D．c点的电场强度大小与d点的电场强度大小相等
2．(多选)某中学生助手在研究心脏电性质时，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化，可等效为两等量电荷产生的电场．如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，a、b为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，则( )
A．a、b两点的电场强度相同
B．c、d两点的电场强度不相同
C．a、b两点的电势差Uab＝－3 mV
D．从c到d的直线上电场强度先变大后变小
3．[2023·广东佛山市五校联盟高考模拟]避雷针是利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施．在雷雨天气，带负电的云层运动到高楼上空时，避雷针的尖头通过静电感应会带上大量电荷，由于导体尖端容易聚集电荷，所以楼顶带上的电荷会很少，从而保护建筑．如图所示为广州塔“接闪”的画面，放大图为塔尖端附近电场线分布特点(方向未画出)，下列说法正确的是( )
A．放电前塔尖端带负电
B．放电时空气中的正电荷将向塔尖端运动
C．向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越小
D．向塔尖端运动的电荷电势能减小
4．[2023·广东二模]如图(a)，某棵大树被雷电击中，此时以大树为中心的地面上形成了电场，该电场的等势面分布及电场中M、P两点的位置如图(b)所示，则( )
A．M点电势较低
B．电场线由P点指向M点
C．越靠近大树的地方电场强度越小
D．M、P两点间的电势差约为200 kV
5．[2021·浙江卷1月]如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的一点．下列说法正确的是( )
A．导体内部的场强左端大于右端
B．A、C两点的电势均低于B点的电势
C．B点的电场强度大于A点的电场强度
D．正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小
6．[2021·全国甲卷](多选)某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则( )
A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功
B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4 eV
C．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右
D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大
7．[2022·全国乙卷](多选)
如图，两对等量异号点电荷＋q、－q(q>0)固定于正方形的4个顶点上．L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点．则( )
A.L和N两点处的电场方向相互垂直
B．M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左
C．将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功
D．将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零
8．[2023·山东潍坊二模](多选)如图所示，正三棱柱的A点固定一个电荷量为＋Q的点电荷，C点固定一个电荷量为－Q的点电荷，DD′点分别为AC、A′C′边的中点，选无穷远处电势为0.下列说法中正确的是( )
A．B、B′、D、D′四点的电场强度相同
B．将一正试探电荷从A′点移到C′点，其电势能减少
C．将一负试探电荷沿直线从B点移到D点，电场力始终不做功
D．若在A′点再固定一电荷量为＋Q的点电荷，C′点再固定一个电荷量为－Q的点电荷，则D点的电势升高
9.
[2022·江苏卷]如图所示，正方形ABCD四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等，O是正方形的中心．现将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动，则( )
A．在移动过程中，O点电场强度变小
B．在移动过程中，C点的电荷所受静电力变大
C．在移动过程中，移动的电荷所受静电力做负功
D．当其移动到无穷远处时，O点的电势高于A点
10．[2020·浙江7月选考]空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则( )
A．e点的电势大于0
B．a点和b点的电场强度相同
C．b点的电势低于d点的电势
D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加
11.
[2023·江苏南通一模](多选)如图是一对无限长的带有等量异种电荷的平行导线(电荷均匀分布)周围的等势面局部分布示意图，下列说法中正确的是( )
A．B点的场强大于C点的场强
B．A、B、C处的电场强度均与0 V等势面垂直
C．正试探电荷从B运动到A，电场力做负功
D．负试探电荷从B运动到C，电势能将增加
12.
[2023·江苏苏州二模]如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点．已知A点的电势为φA＝30 V，B点的电势为φB＝－10 V，则C点的电势( )
A．φC＝10 VB．φC>10 V
C．φC0)的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W(W>0)；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W.下列说法正确的是( )
A．该匀强电场的场强方向与ab平行
B．将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5 W
C．a点电势低于c点电势
D．若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动
14.
[2023·北京清华附中三模]电蚊拍利用电子电路让两电极间的直流电压可升高达上千伏特，且两电极间串联着一个电阻值很大的电阻．它酷似网球拍的网状拍外形，一般具有三层金属导线网，其中构成上、下拍面的两层较疏的金属网彼此相通，构成同一电极，处于电路的低电势；夹在中间的一层金属网则是电路中电势较高的另一电极．已知在标准大气压下，当电场超过30 kV/cm时，空气通常会被电离而放电．以下仅考虑两电极的间距为5 mm之金属网，且两电极间的电压不足以使空气电离的电蚊拍．依据上述信息，下列说法正确的是( )
A．电蚊拍中间夹层的金属网电势高达上千伏特，若人体碰触金属网，会因电击而产生严重伤害
B．闪电生成的基本原理与电蚊拍电离空气放电的原理是一样的
C．电蚊拍拍面上的电子由较高的原子能级跃迁回低能级时释放的能量可使空气电离
D．该电蚊拍两电极间的电压可升高至30 kV
考点51 静电场中的能量——练基础
1．答案：B
解析：四个电极表面都是等势面，电场线与等势面垂直，则图中虚线表示等势面，不表示电场线，选项A错误；a点的电势为零，b点电势小于零，则a点电势高于b点的电势，选项B正确；每个电极附近的等势面分布的疏密不同，则电极表面的电场线疏密不同，则电荷在每个电极的表面分布不均匀，选项C错误；因c点等势面较d点密集，则c点电场线分布较d点密集，即c点的电场强度大小比d点的电场强度大小较大，选项D错误．
2．答案：AD
解析：该瞬时电势分布图可等效为等量异种电荷产生的，等量异种电荷的电场线分布如图，a、b为两电荷连线上对称的两点，所以a、b两点的电场强度大小、方向相同，故A正确；c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，c、d两点的电场强度大小与方向也相同，故B错误；a、b两点的电势差Uab＝φa－φb＝3 mV，故C错误；根据等势线的疏密程度可判断出从c到d的直线上电场强度先变大后变小，故D正确．
3．答案：D
解析：云层带负电，根据静电感应规律可知放电前塔尖端带正电，A错误；塔尖带正电，云层带负电，所以放电时空气中的负电荷将向塔尖端运动，正电荷向云层运动，B错误；根据电场线的疏密可知，塔尖的电场强度较大，所以向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越大，C错误；负电荷在电场力的作用下向塔尖端运动，电场力做正功，电势能减小，D正确．
4．答案：D
解析：由图b可知，根据电场线由高电势指向低电势，可知电场线由大树(即表示等势面的同心圆的圆心)指向P点．根据等差等势面的疏密程度可以表示电场的强弱，易知越靠近大树的地方电场强度越大，A、B、C错误；根据电势差的定义式得UMP＝φM－φP＝200 kV，D正确．
5．答案：D
解析：带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，导体表面为等势面，整个导体为一个等势体，A错误；沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、C两点的电势均高于B点的电势，B错误；电场线的疏密表示电场强度的大小，所以B点的电场强度小于A点的电场强度，C错误；根据Ep＝qφ可知，正电荷从高电势A点沿虚线移动到低电势B点，电势能减少，电场力做正功，D正确．
6．答案：BD
解析：b、e两点在同一等势面上，电荷运动过程中电场力不做功，故选项A错误；电场强度的方向总是与等势面垂直，且由高电势等势面指向低电势等势面，故b点的场强方向向左，选项C错误．电子从a点运动到d点电场力做的功Wad＝－eUad＝－e(φa－φd)＝4 eV，故选项B正确；根据图知任意两个相邻的等势面间电势差相等，且等差等势面越密集的地方，电场强度就越大，因此结合图可以判断a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大，故选项D正确．
7．答案：AB
解析：根据电场强度的叠加可知L点的电场方向沿对角线从O点指向L点，N点的电场方向沿对角线从N点指向O点，L和N两点处的电场方向相互垂直，A正确；根据电场强度的叠加可知M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左，B正确；M、O两点在等量异号电荷连线的中垂线上，M、O两点的电势相等，将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做功为零，C错误；L点的电势比N点的电势低，将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电势能增大，电场力做负功，D错误．
8．答案：BC
解析：等量异种电荷的电场线分布如图，
可知 B、B′、D、D′ 四点的电场强度方向相同，大小不同，A错误；根据等量异种电荷的电势分布可知，A′点的电势大于C′点的电势，根据Ep＝qφ可知正电荷在A′点的电势能大于C′的电势能，将一正试探电荷从A′点移到C′点，其电势能减少，B正确；由电场线的分布可知，面BB′D′D为等势面，则将一负试探电荷沿直线从B点移到D点，电场力始终不做功，C正确；若在A′点再固定一电荷量为＋Q的点电荷，C′点再固定一个电荷量为－Q的点电荷，面BB′D′D依然为一个等势面，电势不变依然为零，D错误．
9．答案：D
解析：O是等量同种电荷连线的中点，场强为0，将A处的正点电荷沿OA方向移至无穷远处，O点电场强度变大，A错误；移动过程中，C点场强变小，正电荷所受静电力变小，B错误；A点电场方向沿OA方向，移动过程中，移动电荷所受静电力做正功，C错误；A点电场方向沿OA方向，沿电场线方向电势降低，移动到无穷远处时，O点的电势高于A点电势，D正确．
10．答案：D
解析：由等势线分布图可以确定该图为两等量异种点电荷电场的等势线分布图，两点电荷连线垂直平分线上电势处处为零，A错误；电场线与等势线垂直，故a、b两点的电场强度方向不同，B错误；Q点处为正电荷，故垂直平分线左侧电势均大于零，右侧电势均小于零，所以b点电势高于d点电势，C错误；又负电荷在电势高处电势能小，所以负电荷从a点移到c点时电势能增加，D正确．
11．答案：AC
解析：由题图可知，B点的等势面比C点密，所以B点的场强大小大于C点的场强大小，A正确；A、B、C处的电场强度均不与0 V等势面垂直，B错误；正试探电荷从B运动到A，即由低电势点向高电势点，电场力做负功，同理负试探电荷从B运动到C，电势能将减小，C正确，D错误．
12．答案：C
解析：由于AC之间的电场线比CB之间的电场线密，相等距离之间的电势差较大，即UAC >UCB，所以φA－φC>φC－φB，可得φC< eq \f(φA＋φB,2)，即φCφc>φd>φb，C错误；若粒子只受电场力，当粒子从d点射入圆形电场区域的速度方向与ab平行时，带电粒子做匀变速直线运动，D错误．
14．答案：B
解析：电击对人类的危害是较长时间通过人体一个强电流，虽然电蚊拍中间夹层的金属网电势高达上千伏特，若人体碰触金属网，不会因电击而产生严重伤害．一方面是因为人体电阻大，另一方面是不会产生持续长时间的一个强电流，A错误；闪电生成的基本原理与电蚊拍电离空气放电的原理是一样的，均属于两极间电压积累到一定程度，击穿空气，进行放电，与原子能级跃迁没有关系，B正确、C错误；依题意，设该电蚊拍两电极间的电压可升高至Um，根据E＝ eq \f(U,d)可得Um＝15 kV，D错误．