人教版 (2019)1 电势能和电势课后练习题

这是一份人教版 (2019)1 电势能和电势课后练习题，共18页。试卷主要包含了1电势能和电势同步训练7等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年度人教版（2019）必修第三册10.1电势能和电势同步训练7（含解析）  1．如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹，带电粒子从N点移动到M点的过程中（　　）A．粒子可能是正电荷B．粒子经过M点的电势能大于N点的电势能C．粒子经过M点的速率大于N点的速率D．粒子在M点的加速度大于N点的加速度2．真空中，距点电荷Q距离相同的各点（　　）A．场强相同，电势相同B．场强相同，电势不同C．场强不同，电势相同D．场强不同，电势不同3．以下物理知识的叙述，错误的是（　　）A．力的单位“N”是基本单位，加速度的单位“”是导出单位B．电荷在静电场中某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功C．牛顿第一定律又叫惯性定律，它是牛顿物理学的基石D．均匀带电球体在球外产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同4．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的正功，那么（　　）A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能B．电荷在B处时将具有5×10－6J的动能C．电荷的电势能增加了5×10－6JD．电荷的动能增加了5×10－6J5．空间某一静电场的电势关于x轴对称分布，如图所示，x轴上a、b两点电场强度在x方向上的分量分别是Exa、Exb，下列说法正确的是（　　）A．因为a点电势比b点电势高，所以Exa大于ExbB．Exa的方向与Exb方向相同，均沿x正方向C．同一点电荷在a、b点受到电场力是Fa大于FbD．点电荷沿x轴从a移动到b的过程中，电势能总是先增大后减小6．等量异种点电荷的连线和其中垂线如图所示，现将一个带正电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到C点。则检验电荷在此全过程中（　　）A．所受电场力的方向不变 B．所受电场力逐渐变小C．电势能一直减小 D．电势能先不变后减小7．如图所示，空间有一等边三角形，C为的中点，E为的中点，F为的中点，在顶点O处固定一正的点电荷，下列说法正确的是（　　）A．E、A两点的电场强度大小之比为B．将一正的试探电荷从A点沿直线移到B点，其电势能先增大后减小C．F点的电势比C点电势低D．若A点电势为，E点电势为，则F点的电势为8．如图1为，均匀带电圆环，为其圆心，图2为均匀带电圆环，为其圆心，两圆环半径相同，单位长度带电量相同，电性也相同。已知处的电场强度大小为，电势为。则处的场强大小和电势分别为（　　）A．， B．， C．， D．，9．在x轴上有间隔相同的a、b、c、d四个点，a、d关于原点对称。现在a、d两点处固定两个电荷量相同的点电荷，如图E—x图像描绘了x轴上部分区域的电场强度，以x轴正方向为电场强度的正方向。下列说法正确的是（　　）A．b、c两点的电势相同B．b、c两点的电场强度不相同C．a、d两点固定的是同种电荷D．a、b、c、d四点的电势关系为 10．光滑绝缘的水平桌面上有一个正方形区域abcd，e点是ab边的中点。在顶点b处固定一个电荷量为Q的点电荷，一质量为m、电荷量为q的带电小球（视为点电荷），从c点沿cd边以速度v0开始运动，恰好沿圆周通过a点。下列说法正确的是（　　）A．小球运动过程中，其机械能增大B．若小球从a点沿ad方向以速度v0开始运动，则小球能到达c点C．若小球从c点沿cd边以速度2v0开始运动，则小球在正方形区域内运动过程中电势能减小D．若仅使小球的电性变得和原来相反，且从c点沿cd边以速度v0开始运动，则小球可能从e点离开正方形区域11．三等长绝缘棒AB、BC、CA连成正三角形，每根棒上均匀分布等量同种电荷，测得图中P、Q两点（均为相应正三角形的中心）的电势分别为UP和UQ，若撤去AC棒，则P、Q两点的电势分别为（　　）A．   B．   C．   D．   12．如图所示，两个可以视为点电荷的带正电小球和，球系在一根不可以伸长的绝缘细绳的一端，绕过定滑轮，在细绳的另一端施加拉力，球固定在绝缘底座上，位于定滑轮的正下方。现缓慢拉动细绳，使球缓慢移动到定滑轮处，此过程中，球始终静止，忽略定滑轮大小和摩擦，下列判断正确的是（　　）A．球的电势能先不变后减少B．拉力一直增大C．地面对绝缘座的支持力一直减少D．球受到的库仑力先增大后减小13．在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块的运动过程中，下列表述正确的是（　　）A．两个物块的动能守恒B．两个物块组成的系统机械能守恒C．两个物块的电势能逐渐减少D．全过程物块受到的摩擦力小于或等于其受到的库仑力 14．一正电荷在电场中从静止开始并只在电场力作用下运动，则在它运动的过程中（　　）A．向着场强较小的地方运动B．向着电势较低的地方运动C．向着电势能较小的地方运动D．向着机械能较小的地方运动15．如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为等边三角形的三个顶点，F为MN的中点，M、N、P、F四点处的电势分别用、、、表示，电场强度大小分别用、、、表示，已知，，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内。下列说法正确的是（　　）A．点电荷Q在MP的连线上 B．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做正功C． D．16．一个带负电的微粒只在电场力作用下沿轴正方向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，其中段是曲线，段是平行于轴的直线，段是倾斜直线，则下列说法中正确的是（　　）A．段电势逐渐降低B．段微粒做加速度逐渐减小的加速运动C．段电场强度减小D．处的动能比处的动能小17．关于公式可知（　　）A．电场中某点的电势，与放在该点电荷具有的电势能成正比B．电场中某点的电势，与放在该点电荷的电荷量成反比C．电场中某点的电势，与该点是否有电荷，电荷的正负及电荷量的大小无关，只决定于电场本身和零电势位置的选取D．放入电场中某点的点电荷不同，电势能也不同，但电势能与电荷量的比值保持不变18．如图所示，在电场中，将一个负电荷从C点分别沿直线移到A点和B点，静电力做功相同，该电场可能是（　　）A．沿x轴负向的匀强电场B．沿y轴负向的匀强电场C．第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场D．第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场19．如图，在点电荷Q形成的电场中，a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另外同一等势面上，甲、乙两带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹分别为acb和adb曲线，若两粒子通过a点时具有相同的动能，则（　　）A．甲、乙两粒子带异号电荷B．两粒子经过b点时的动能不同C．甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时的动能相同D．若取无穷远处为零电势，则甲粒子在c点的电势能小于乙粒子在d点时的电势能20．字航员登上一带负电的星球（带电均匀），将一个带电小球（其电荷量远小于星球的电荷量）从该星球表面某一高度处由静止释放，小球恰好处于悬浮状态。已知该星球表面没有大气，以距离该星球表面无穷远处的电势为零，则下列说法正确的是（　　）A．小球带正电 B．小球带负电C．小球的电势能大于零 D．小球的电势能小于零21．如图所示，a、b两点位于以正点电荷Q为中心的正方体顶点，c点在上表面中心，则（　　）A．a、b两点的场强相同B．a、b两点的电势相等C．a点场强的大小比c点大D．a点电势比c点低  22．把电量为-510-9 C的电荷，从电场中的A点移到B点，若A点的电势φA=15V，B点的电势φB=10V，求：（1）此过程中电场力做的功；（2）其电势能的变化量。23．把q1=4×10-9C的试探电荷放在电场中的A点，具有6×10-8J的电势能，求：(1)A点的电势；(2)若把q2=2×10-10C的试探电荷放在电场中的A点，电荷所具有的电势能是多少？
参考答案1．B【详解】A．粒子的运动轨迹向左弯曲，可知粒子在匀强电场中受到的电场力方向向左，与场强方向相反，则粒子带负电，故A错误。BC．粒子从N到M的过程，电场力做负功，动能减小，则粒子在N点的速率比M大，电势能增加，则粒子经过M点的电势能大于N点的电势能，故B正确，C错误。D．由于电场强度不变，粒子受到的电场力不变，加速度不变，则粒子在N点和M点的加速度相等，故D错误。故选B。2．C【详解】真空中，距点电荷Q距离相同的各点处在同一个等势面上，则电势相同，根据 可知，场强大小相等，方向不同，故C正确ABD错误。故选C。3．A【详解】A．力的单位“N“不是基本单位，是导出单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位，故A错误，符合题意；B．由功能关系知Ep1－Ep2=W电若Ep2=0，则Ep1=W电即电势能等于把它从这点移动到零势能位置时静电力所做的功，故B正确，不符合题意；C．牛顿第一定律说明一切物体都具有保持速度不变的性质，故又叫惯性定律，它是牛顿物理学的基石，故C正确，不符合题意；D．将均匀带电的球体的电荷量集中到球心，则其产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，故D正确，不符合题意。故选A。4．D【详解】由于只受电场力作用，电势能和动能的和保持不变，因此从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的正功，电势能减少5×10－6J，动能增加5×10－6J，但由于在A点具有的电势能未知，因此在B处的电势能大小未知。在A点具有的动能未知，因此在B处的动能大小也未知。故选D。5．C【详解】A．由图可知，a点电势比b点电势高，由电势差与电场强度的关系可知：图像的斜率表示电场强度，则Exa大于Exb，但不能说因为a点电势比b点电势高，所以Exa大于Exb，应该说a点电势变化率大于b点电势变化率，所以Exa大于Exb，故A错误；B．a、b两点电势变化的斜率方向相反，因此Exa的方向与Exb方向相反。其中Exa的方向沿x负方向，Exb方向沿x正方向，故B错误；C．由A选项分析可知，Exa大于Exb，因此一点电荷在a、b点受到电场力是Fa大于Fb，故C正确；D．点电荷沿x轴从a移动到b的过程中，电势先升高后降低，正点电荷的电势能先增大后减小，负点电荷的电势能先减小后增大，故D错误。故选C。6．A【详解】A．由等量异种电荷得电场线分布可知ab连线上场强得方向竖直向下，bc之间得场强方向也是竖直向下，因此电场力方向不变，故A正确；B．电荷从a点沿直线移到b点，场强大小逐渐增大，所受电场力的大小逐渐变大；电荷从b点沿直线移到c点，场强大小逐渐增大，所受电场力的大小逐渐变大，故B错误；CD．ab位于同一等势面上，因此电势不变，电势能不变，b点到c点电势升高，正电荷电势能增大，故CD错误。故选A。7．B【分析】根据点电荷电场强度公式结合沿着电场线方向电势是降低的，再根据正电荷从高电势到低电势，其电势能减小，最后根据非匀强电场，中点处电势不是初末两点的电势平均值。【详解】A．根据点电荷的场强公式可知，由于所以E、A两点的电场强度大小之比为故A错误；B．从A点沿直线移到B点，电势先升高后降低，所以正电荷的电势能先增大后减小，故B错误；C．由于F点比C点离正电荷更近所以F点电势更高，故C错误；D．由于点电荷的电场为非匀强电场，则所以若A点电势为，E点电势为，则F点的电势不等于，故D错误。故选B。8．C【详解】把题中图1半圆环等分为两端，即每段为圆环，每段在点的电场强度为，且方向分别于夹角为，根据电场强度的叠加原理可知：夹角垂直于虚线因为电势是标量，每段导体在上的电势为同理，题中图2可等分为3个圆环，根据场强叠加可知处的场强大小为，电势为3个圆环在点的电势之和，为。故选C。9．D【详解】根据给出的 图像可知，在a处为负电荷，在d处为正电荷，根据点电荷产生的场强及电场的叠加可知，bc两处场强相同，电场方向由c指向b，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，由d到a逐渐降低。故选D。10．B【详解】A．根据题意可知支持力和电场力做功都为零，所以小球运动过程中，其机械能守恒，故A错误；B．从c到a做圆周运动，库仑力提供向心力，若从a点仍以v0入射，向心力与库仑力不变，所以仍可以做圆周运动到c点，故B正确；C．若小球从c点沿cd边以速度2v0开始运动，所需的向心力增大，小球将做离心运动，电场力做负功，电势能将增加，故C错误；D．若仅使小球的电性变得和原来相反，小球受到排斥力，将会向cd上方偏转，故D错误。故选B。11．B【详解】根据对称性，AB、BC、AC三棒在P点产生的电势及AC棒在Q点产生的电势相同，设为U1；AB、BC棒在Q点产生的电势相同，设为U2。则根据电势叠加原理，有联立，可得撤去AC棒后，P、Q两点的电势分别变为故选B。12．A【详解】A．设球所受库仑力大小为FC，AB两球间距离为r，B球距定滑轮为h，A球与定滑轮间距离为l，对开始位置处的A球受力分析，将F和FC合成如图，由相似三角形可得所以A球缓慢移动过程中，r先不变，等A球运动到滑轮正下方后，r再变大，则整个过程中球的电势能先不变后减少，选项A正确； B．A球未到滑轮正下方时，由相似三角形可得所以F先减小，当A球到达滑轮正下方后，由平衡条件可得所以F再增大，故B项错误；CD．A球未到滑轮正下方时，库仑力大小不变，方向趋近竖直，则B球受到库仑力的竖直分量变大，地面对绝缘座的支持力先变大；A球到达滑轮正下方后，B球受到库仑力大小减小、方向竖直向下，地面对绝缘座的支持力减小；故CD错误。故选A。13．C【详解】AB．由于两物块带同种电荷，它们之间存在库仑斥力，库仑力对两物块做正功，刚开始时，库仑力大于物块受的摩擦力，物块做加速运动，动能增大；当库仑力小于摩擦力后，物块做减速运动，动能减小，重力势能不变，则机械能先增大，后减小，因此两个物块的动能及两个物块组成的系统机械能都不守恒，AB错误；C．由静止释放后，两个物块向相反方向运动，两个物块之间的库仑力做正功，两个物块的电势能逐渐减小，C正确；D．由库仑定律得知：库仑力与两个物块之间的距离平方成反比，所以库仑力先大于物块所受的摩擦力，后小于摩擦力，D错误。故选C。14．BC【详解】A．静止开始的电荷会沿着电场力的方向运动，但此方向的场强不一定减小，故A错误；
B．是正电荷，运动方向与场强相同，故电势降低，故B正确；
C．由于电荷只受电场力，因此电场力做正功，电势能减小，故C正确。
D．由于电荷只受电场力，因此电场力做正功，电势能减小，机械能增大，故D错误；
故选BC。15．BCD【详解】A．点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆、圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心，故场源电荷Q在MN的中垂线和FP的中垂线的交点O上，不在MP的连线上，如图所示，交点O恰好为PF中点，故A错误；B．在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，将正试探电荷从P点搬运到N点，电势能降低，故电场力做正功，故B正确；C．由图可知点电荷到M点与到N点的距离相等，由点电荷场强公式可知故C正确；D．由几何关系可知点电荷场强公式可知故D正确。故选BCD。16．AD【详解】A．由图象可知，段电势能增加，根据粒子带负电，知故A正确；B．根据电场力做功与电势能变化的关系得则可知EP-x图象切线斜率表示电场力的大小，0～x1段切线斜率减小，则电场力减小，根据牛顿第二定律知加速度逐渐减小；由于电势能增大，所以电场力做负功，微粒的动能减小，因此微粒做减速运动，故B错误；C．x2～x3段是倾斜直线，斜率不变，电场力不变，故电场强度不变，故C错误；D．x2～x3电势能减小，电场力做正功，动能增大，因此处的动能比处的动能小，故D正确。故选AD。17．CD【详解】A BC．电势反映电场能的性质，电场中某点的电势，与该点是否有电荷，电荷的正负及电荷量的大小无关，只决定于电场本身和零电势位置的选取，故AB错误，C正确；D．公式是比值定义，电势大小仅仅与电势能与带电量比值有关，放入电场中某点的点电荷不同，电势能也不同，但电势能与电荷量的比值保持不变，电势大小反映电场本身的性质，D正确。故选CD。18．BCD【详解】AB．由于负电荷从C点分别到A点B点，电场力分别做功相同，表明A、B两点必在电场中的同一等势面上，如果电场是沿负y方向的匀强电场，则A、B为同一等势面上的点，故A项错误，B正确；C．如果在AB的中垂线上的上方某处第Ⅰ象限内放一正点电荷，则点A、B也是同一等势面上的点，选项C正确；D．如果在AB的中垂线上的下方某处第Ⅳ象限内放一正点电荷，则点A、B也是同一等势面上的点，选项D正确；故选BCD。19．AD【详解】A．根据轨迹的弯曲特点，甲带电粒子受到点电荷Q的吸引力，乙带电粒子受到点电荷Q的排斥力，所以甲、乙两粒子带异号电荷。A正确；B．从a到b，电势不变，电场力做功为零，动能不变。B错误；C．从a到c，电场力对甲做正功，从a到d，电场力对乙做负功，根据动能定理得甲和乙的末动能不等。C错误；D．若取无穷远处为零电势，甲带电粒子与点电荷Q是异种电荷，乙带电粒子与点电荷Q是同种电荷，根据 得甲粒子在c点的电势能是负的，乙粒子在d点时的电势能是正的。D正确。故选AD。20．BC【详解】AB．小球处于悬浮状态，一定是库仑力和万有引力二力平衡，则知库仑力是斥力，故小球一定带负电，故A错误，B正确；CD．选距星球表面无穷远处的电势为零，根据顺着电场线方向电势降低，可知小球所在处的电势小于零，根据电势能公式Ep=qφ知小球的电势能一定大于零，故C正确，D错误。故选BC。21．BD【详解】A．ab两点的场强大小相等，方向不同，所以两点场强不同，故A错误；B．根据点电荷的等势面是以点电荷为球心的球面，由于a、b两点到点电荷的距离相等，所以两点电势相等，故B正确；C．根据点电荷场强公式可知，a点场强小于c点场强，故C错误；D．根据点电荷Q为中心的圆为等势面，等势面上各点的电势相等，a点离点电荷的距离大于c离点电荷的距离，故a点电势比c点低，故D正确。故选BD。22．（1）；（2）【详解】（1）AB间的电势差为则此过程中电场力做的功为（2）该过程中电场力做负功，则电势能增加，根据功能关系有23．(1)15V；(2)3×10-9J【详解】(1)A点的电势(2)若把q2=2×10-10C的试探电荷放在电场中的A点，电荷所具有的电势能是