高考物理一轮复习课时分层作业（二十七）静电场中的能量含答案

这是一份高考物理一轮复习课时分层作业（二十七）静电场中的能量含答案，共9页。试卷主要包含了[2021·浙江6月，6]，解析等内容，欢迎下载使用。
课时分层作业(二十七)　静电场中的能量基础性题组1．在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，静电力做了负功，则(　　)A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向aC．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小2．(多选)如图所示，带电量为＋q和－q的点电荷分别位于绝缘薄圆盘中心轴线上，两电荷到圆心O的距离相等．A点位于圆盘边缘，B点为某半径的中点，关于A、B、O三点电场强度E的大小和电势φ的高低关系判断正确的是(　　)A．EA<EB<EO     B．EA＝EB＝EOC．φA>φB>φO     D．φA＝φB＝φO3．空气中的负离子对人的健康极为有益．人工产生负离子的最常见方法是电晕放电法．如图所示，一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5 000 V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子，使空气清新化，针状负极与环形正极间距为5 mm，且视为匀强电场，电场强度为E，电场对负氧离子的作用力为F，则(　　)A．E＝103 N/C，F＝1.6×10－16 NB．E＝106 N/C，F＝1.6×10－16 NC．E＝106 N/C，F＝1.6×10－13 ND．E＝103 N/C，F＝1.6×10－13 N4.(多选)如图是一空腔导体周围的电场线分布图，电场方向如图中箭头所示，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四点，其中M、N在一条直电场线上，P、Q在一条曲电场线上，下列说法正确的有(　　)A．M点的电场强度比N点的电场强度小B．P点的电势比Q点的电势低C．负电荷在P点的电势能小于其在Q点的电势能D．M、O间的电势差等于O、N间的电势差5．(多选)如图所示，匀强电场中的A、B、C、D点构成一位于纸面内的平行四边形，电场强度的方向与纸面平行．已知A、B两点的电势分别为φA＝12 V、φB＝6 V，则C、D两点的电势可能分别为(　　)A．9 V、15 V     B．9 V、18 VC．0 V、6 V      D．6 V、0 V6．如图所示为某电场中的一条电场线，线上有A、B、C三点，B点是A、C的中点．电子在A点的电势能为4 eV，在C点的电势能为10 eV，下列说法正确的是(　　)A．B点电场强度的方向一定由C指向AB．B点电场强度的方向一定由A指向CC．B点的电势一定小于－7 VD．B点的电势一定大于－7 V7．[2021·浙江1月，5]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8．[2021·浙江6月，6]某书中有如图所示的图，用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面，其中a、b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角右侧表面附近的一点．下列说法正确的是(　　)A．实线表示电场线B．离d点最近的导体表面电荷密度最大C．“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同D．电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零9．[2022·山西1月联考](多选)2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱．电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分．在电子显微镜中，电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚和发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，a、b是电场中的两点．现有一束电子以某一初速度从左侧进入该区域，在向右穿出电子透镜的过程中速度不断增大，根据题目信息和所学知识，下列推断正确的有(　　)A．a点的电场强度大于b点的电场强度B．b点电场强度的方向水平向左C．a点的电势低于b点的电势D．电子在a点的电势能小于在b点的电势能10．(多选)真空中存在两个点电荷q1和q2，电场线的分布如图所示．图中P、Q两点关于点电荷q1水平对称，一个带电粒子沿虚线轨迹从M移动至N，则以下选项正确的有(　　)A．q1<0，q2>0，且|q1|>|q2|B．Q点的电场强度大于P点的电场强度C．Q点的电势高于P点的电势D．此带电粒子带负电，它的电势能先增大后减小 综合性题组11．[2022·山东烟台期中](多选)光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一带正电粒子由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点(图中未画出)，其运动过程的v ­ t图像如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定(　　)A．中垂线上B点电场强度最大B．中垂线上B点电势最高C．电荷在B点时的加速度为 m/s2D．UBC >UAB12．[2022·陕西汉中1月联考]空间存在着平行纸面的匀强电场，现用仪器在纸面内沿互成60°角的OA、OB上两个方向探测该静电场中各点电势(如图甲所示)，得到OB、OA上各点电势φ与到O点距离的函数关系分别如图乙、丙所示，则下列关于该电场的电场强度E的说法中正确的是(　　)A．E＝200 V/m，沿AO方向B．E＝400 V/m，沿BO方向C．E＝200 V/m，垂直OB向下D．E＝200 V/m，垂直OA斜向右下方13．[2021·湖南卷，9](多选)如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为该圆直径．将电荷量为q(q>0)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0.5WC．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       课时分层作业(二十七)　静电场中的能量1．解析：电场力做负功，该电荷电势能增加．正电荷在电势高处电势能较大，选项C正确；电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负．由动能定理可知，动能不一定减小，选项D错误；电势高低与场强大小无必然联系，选项A错误；b点电势高于a点，但a、b可能不在同一条电场线上，选项B错误．答案：C2．解析：根据等量异种点电荷中垂面上电场线分布的特点可知，圆心O处的场强最大，离圆心越远，电场线越稀疏，场强越小，即EA<EB<EO，故A正确，B错误；圆盘处在等量异种点电荷的中垂面上，所以此圆盘是一个等势体，薄圆盘表面是一个等势面，即φA＝φB＝φO，故C错误，D正确．答案：AD3．解析：根据匀强场强的公式E＝＝ N/C＝106 N/C，电场对负氧离子的作用力F＝Eq＝106×1.6×10－19 N＝1.6×10－13 N，故选项C正确．答案：C4．解析：电场线的疏密程度表示电场的强弱，故N点的场强比M点的场强大，故A正确；沿着电场线的方向电势越来越低，所以Q点的电势比P点的电势低，故B错误；P点电势高于Q点，根据Ep＝φq可知，负电荷在P点时的电势能小于在Q点时的电势能，故C正确；根据电场分布可知，MO间的平均电场强度比ON之间的平均电场强度小，故由公式U＝Ed可知，MO间的电势差小于ON间的电势差，故D错误．答案：AC5．解析：已知ABCD为平行四边形，则AB与CD平行且等长，因为匀强电场的电场强度的方向与纸面平行，所以UAB＝UDC＝6 V，分析各选项中数据可知，A、C正确，B、D错误．答案：AC6．解析：根据题意可知，电子在A点的电势能更低，则说明A点的电势更高，所以电场线由A指向C，则B点电场强度的方向一定由A指向C，选项A错误、B正确；根据电势的定义可知，φA＝－4 V、φC＝－10 V，如果电场为匀强电场，则有φB－φA＝φC－φB，得φB＝－7 V，本题无法确定该电场是什么电场，故无法确定B点的电势，选项C、D错误．答案：B7．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．答案：D8．解析：金属板电场线应从金属板出发或是指向金属板，故实线应为等势面而非电场线，A错误；等势面越密的地方电场强度越大，导体周围的电场强度与导体表面电荷密度成正比，d点附近等势面最稀疏，电场强度最小，则导体表面电荷密度最小，B错误；电场线与等势面垂直，故“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均不同，C错误；a、b是同一等势面上两点，故电荷从a点到c点再到b点的过程中电场力做功一定为零，D正确．答案：D9．解析：根据等势面与电场线方向处处垂直，大致作出电场线，又因为电子从左侧进入向右穿出过程中，速度不断增大，知电场线方向向左，如图所示，电场线疏密程度与等势面疏密程度一致，则a点的电场强度小于b点的电场强度，故A错误；结合电场线分布图和电场线垂直于等势面，可知b点电场强度的方向水平向左，故B正确；顺着电场线方向电势逐渐降低，电场线由高等势面指向低等势面，a点电势低于b点，故C正确；φa<φb，电子在电势低的地方电势能大，在电势高的地方电势能小，则电子在a点的电势能大于在b点电势能，故D错误．答案：BC10．解析：由图中电场线的分布，可知q1为负电荷，q2为正电荷，由电场线的疏密可知，q1的电荷量绝对值大于q2的电荷量绝对值，A正确．图中P点处电场线比Q点处电场线密，所以P点处电场强度大于Q点处电场强度，选项B错误．只有点电荷q1时，P、Q两点的电势相等，只有点电荷q2时，P点的电势高于Q点的电势，根据电势叠加原理可知，当q1、q2同时存在时，Q点的电势低于P点的电势，C错误．根据曲线运动受力特征再结合电场力与电场线方向关系可知，粒子带负电．运动轨迹切线方向为粒子速度方向，粒子所受的电场力与速度的夹角先成钝角后成锐角，故电场力对粒子先做负功后做正功(如图所示)，所以电势能先增大后减小，D正确．答案：AD11．解析：v ­ t图像的斜率等于加速度，B点处为整条图线切线斜率最大的位置，说明粒子在B处加速度最大，B点电场强度最大，选项A正确；从A到B电场力做正功，电势能减小，可知A点的电势最高，选项B错误；由图得：B点的加速度为a＝＝ m/s2＝2 m/s2，选项C错误；粒子从A到B的过程，根据动能定理得：qUAB＝，则得UAB＝ m)＝m×16，同理可知UBC＝)＝m×33，所以UBC>UAB，故D正确．答案：AD12．解析：由题图乙、丙可知O点电势为零，如图所示，设OC＝20 cm，OD＝25 cm，OF＝10 cm，则结合图乙、图丙可知，φC＝80 V，φD＝50 V，可求出φF＝(φC－φO)＝40 V，设OA上G点的电势与F点电势相等，连接G、F两点，则GF为等势线，有φG＝φF＝40 V，又φG＝(φD－φO)，可得OG＝20 cm，由几何关系可知GF⊥OB，又电场线与等势线垂直且沿电场线方向电势降低，故电场线方向沿BO方向，电场强度E＝＝400 V/m，B正确，A、C、D错误．答案：B13．解析：如图所示，分别过c点和d点作ab的垂线，由几何关系可知，圆心O、垂足e和f将ab四等分，又因为粒子从a点移动到b点做的功为从c点移动到d点做功的两倍，所以粒子从a点到b点沿电场方向移动的距离为从c点到d点沿电场方向移动距离的两倍，则匀强电场的场强方向与ab平行，A正确；根据匀强电场的特点可知，将粒子从d点移动到b点电场力做的功是将该粒子从a点移动到b点电场力做的功的，即将粒子从d点移动到b点电场力做的功为0.5W，B正确；根据正粒子在电场中移动过程做功的情况可知，电势φa>φc>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．答案：AB