2022届高考物理一轮复习：电场能的性质综合训练

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电场能的性质一．选择题（共12小题）1．A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示。则从A到B过程中，下列说法正确的有（　　）A．电荷所受电场力先减小后增大 B．空间电场是某负点电荷形成的 C．点电荷的速度先增大后减小 D．空间各点的电势先降低后升高2．如图所示，菱形ABCD的对角线相交于O点，两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N点，且OM＝ON，则（　　）A．B、D两处电势不相等 B．把一个带正电的试探电荷从A点沿直线移动到B点的过程中电场力先做正功再做负功              C．A、C两处场强大小相等、方向相同 D．同一个试探电荷放在A、C两处时电势能相等3．如图，虚线是以固定点电荷P为圆心的两个圆。某带电粒子运动轨迹如图，与圆共面，a、b、c、d为轨迹上的四个点。若此粒子仅受此电场力作用，则在这些位置中其在（　　）A．a点加速度最大 B．b点速度为零 C．a、d点速度相同 D．b点电势能最大4．如图所示，三条虚线分别表示电场中的三个等势面，且相邻等势面之间的电势差相等；实线为一电子仅在电场力作用下的运动轨迹，M、N分别是轨迹与1、3等势面的交点，下列说法正确的是（　　）A．1、3等势面之间区域，左端的电场强度大 B．三个等势面中，1的电势最高 C．电子在M点时的电势能比在N点时的大 D．电子通过M点时的动能比通过N点时的大5．如图，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程中（　　）A．水平位移的大小等于竖直位移的大小 B．电场力大小是重力大小的2倍 C．重力势能增加mv2 D．电势能减少mv26．某静电场在x轴正半轴上的电势Φ随x变化的关系如图所示，则（　　）A．x1处跟x2处的电场强度方向相同 B．x1处跟x2处的电场强度大小相等 C．若把带正电的粒子从x1处移到x2处，电场力先做正功再做负功 D．同一个带正电的粒子在R处具有的电势能小于x2在处的电势能7．如图所示，空间有一圆锥OBB'，点A、A'分别是两母线的中点。现在顶点O处固定一正的点电荷，下列说法中正确的是（　　）A．A、A'两点的电场强度相同 B．平行于底面的圆心为O1的截面为等势面 C．将一正的试探电荷从A点沿直径移到A'点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功              D．若B点的电势为φB，A点的电势为φA，则BA连线中点C处的电势φC小于8．如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线，取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（　　）A．B点电势大于A点电势 B．A、B 两点的电场强度相等 C．q2的电荷量小于q1的电荷量 D．q1在A 点的电势能小于q2在B点的电势能9．一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图所示，下列图象中合理的是（　　）A． B． C． D．10．如图所示，虚线表示某点电荷Q所激发电场的等势面，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一个等势面上．甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一点a射入电场，在电场中沿不同的轨迹adb曲线、acb曲线运动．则下列说法中正确的是（　　）A．两粒子电性相同 B．甲粒子经过c点时的速率大于乙粒子经过d点时的速率 C．两个粒子的电势能都是先减小后增大 D．经过b点时，两粒子的动能一定相等11．一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φ0、φ1，φ2，φ3，的关系为φ3＞φ2＝φ0＞φ1 D．x2～x3段的电场强度大小方向均不变，为一定值12．如图所示，三个电荷量大小相等的点电荷A、B、C分别固定在正三角形的三个顶点上，其电性如图所示，P点为A、B连线的中点，若规定无穷远处为电势零点，下列说法正确的是（　　）A．P点的电势为零 B．P点的电场强度方向由P指向A C．若将C点的电荷沿CP连线向P点移动，电场力对其做正功 D．若将C点的电荷沿CP连线向P点移动，其电势能保持不变二．计算题训练1．如图所示，空间有场强E＝1.0×102V/m、竖直向下的电场，长L＝0.8m、不可伸长的轻绳固定于O点。另一端系一质量m＝0.5kg、带电q＝+5×10﹣2C的小球，拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同竖直平面且与水平面成θ＝53°、无限大挡板MN上的C点。试求：（1）小球运动到B点时速度大小及绳子的最大张力；（2）小球运动到C点时速度大小及A、C两点的电势差。2．如图所示，光滑倾斜导轨PA定在地面上的光滑水平导轨AB的夹角θ＝53°，两导轨在A点平滑连接，导轨AB与半径0.5m的光滑半圆轨道BCD在B点相切，O是半圆BCD的圆心，B、O、D在同一竖直上，BD右方中存在着水平向左的匀强电场，场强大小E＝6×106V/m。让质量m＝8g绝缘小球a在倾斜轨道PA上的某位置由静止开始自由下滑，g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：（1）球a恰能从D飞出，a释放时的高度h；（2）质量m＝8g、带电量q＝+1×10﹣8C的b球从斜面上某处静止释放，恰好能通过与圆心等高的C点，求b球释放时的高度hb。3．如图，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC＝∠CAB＝30°，BC＝4cm。已知电场线平行于△ABC所在平面，一个带电荷量为﹣2×10﹣6C的负电荷由A移到C，电势能增加1.2×10﹣5J；另一个带电荷量为﹣1×10﹣6C的负电荷由C移到B，电场力做功6×10﹣6J，求：（1）电势差UAC、UCB的值；（2）如果以A点电势为零，C点电势为多少；（3）电场强度的大小和方向。4．如图所示，竖直面内一粗糙绝缘的斜面与半径R＝2m的光滑绝缘圆弧轨道ACDF恰好相切于A点，O为圆心，FC为竖直直径，AQ垂直FC于Q点，AO与竖直方向夹角α＝60°，AQ与QC间存在一竖直向下的匀强电场E，一质量m＝2kg、电荷量q＝+1C的小滑块（可视为质点）从斜面上P点静止开始下滑，PA间竖直高度h＝3.6m，斜面的动摩擦因数。（1）求小滑块到达A点时速度的大小；（2）若电场强度大小E＝2N/C，求小滑块刚到达C点时对轨道的压力；（3）为了使小滑块不脱离AF间的圆弧轨道，在不改变电场方向的情况下，求电场强度E的取值范围。5．图中A、B、C三点都在匀强电场中。已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm，把一个电荷量q＝2×10﹣8C的正电荷从A移到C电场力做功为﹣4×10﹣7J，从C移到B电场力做功为4×10﹣7J．求：（1）AB间的电势差UAB；（2）该匀强电场的场强大小和方向。6．如图所示，在竖直向下的匀强电场中，一个质量为m＝2kg带负电的小球从光滑斜轨道上的A点由静止滑下。斜轨道与竖直平面内的粗糙圆轨道平滑相连，点C为圆轨道的最低点。整个轨道与小球间相互绝缘且小球的电量保持不变，当小球通过半径为R＝0.5m的圆轨道顶端的B点时，恰好不脱离圆轨道。已知小球的重力是它所受电场力的5倍，g取10m/s2，那么（1）小球在B点的速度大小是多少；（2）若小球从圆轨道的C点运动到B点的过程中，克服摩擦力做功为Wf＝16J，求小球在C点对轨道的压力；（3）求A点距圆轨道最低点C的竖直高度h的值。7．真空中一匀强电场中有O、A、B三点，它们在坐标系中的坐标分别为O（0，0）、A（0，6cm）、B（10cm，0），把一个电荷量q＝﹣2×10﹣9C的负点电荷从A移到O，电场力做功为1.2×10﹣7J．若将其从O移到B，克服电场力做功为1.5×10﹣7J．求：（1）AB间的电势差UAB；（2）该匀强电场的场强大小和方向。