新教材2022-2023学年鲁科版必修第三册 第2章　电势能与电势差 单元测试

这是一份新教材2022-2023学年鲁科版必修第三册 第2章　电势能与电势差 单元测试，共29页。
第2章　电势能与电势差
综合拔高练
五年高考练
　　　　　　　　　　　　　　　
考点1　电场力做功及电势能的变化
1.(2021全国乙,15)如图(a),在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应,在金属平板上表面产生感应电荷,金属板上方电场的等势面如图(b)中虚线所示,相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处,该试探电荷受到的电场力大小分别为FM和FN,相应的电势能分别为EpM和EpN,则　(　　)

图(a)

图(b)
A.FMEpN B.FM>FN,EpM>EpN
C.FM0)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0.5W
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
6.(多选)(2019课标Ⅲ,21)如图,电荷量分别为q和-q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上,a、b是正方体的另外两个顶点。则(　　)

A.a点和b点的电势相等
B.a点和b点的电场强度大小相等
C.a点和b点的电场强度方向相同
D.将负电荷从a点移到b点,电势能增加
7.(多选)(2020山东,10)真空中有两个固定的带正电的点电荷,电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。以下说法正确的是(　　)

A.a点电势低于O点
B.b点电势低于c点
C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能
8.(2020北京,7)真空中某点电荷的等势面示意如图,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点的场强一定比Q点的场强大
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
9.(2018天津理综,3)如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是(　　)

A.vMEpb>Epa
B.电场强度大小Eb>Ec
C.电场力对电子做的功Wab=Wbc
D.电子可仅受电场力做题述运动
2.(多选)(2020北京一〇一中学检测)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点,其v-t图像如图所示,则下列说法中正确的是(　　)

A.A点的电场强度一定大于B点的电场强度
B.粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能
C.C、D间各点电场强度和电势都为零
D.A、B两点间的电势差大于C、B两点间的电势差
3.(2020河北定州中学月考)如图所示,三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面,其电势分别为10V、20V、30V。实线是一带电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点,已知带电粒子带电荷量为0.01C,在a点处的动能为0.5J,则该带电粒子(　　)

A.可能是带负电
B.在b点处的电势能为0.5J
C.在b点处的动能为零
D.在c点处的动能为0.4J
4.(多选)(2020四川广元调研)M、N是某电场中一条电场线上的两点,从M点由静止释放一电子,电子仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点,其电势能随位移变化的关系如图所示,则下列说法正确的是(　　)

A.M、N两点的场强关系为EMEN
C.M、N两点的电势关系为φMφN
5.(多选)(2021广西桂林十八中月考)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是(　　)

A.坐标原点处的电势为1V
B.电子在a点的电势能比在b点的少7eV
C.电场强度方向沿Oc方向
D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9eV
6.(多选)(2020海南海口第一中学检测)如图,abcd是一圆形区域,处于匀强电场中,并与电场方向平行。大量电子从圆形的中心O,以相同速率v向各个方向发射,电子从圆形边界上的不同点射出,其中到达a点的电子速度恰好为零,不计电子的重力,下列判断正确的是(　　)

A.在圆形边界上c点电势最高
B.到达c点的电子电势能最小,速率是2v
C.到达b、d两点的电子电势能相等,速率均是v
D.到达b、d两点的电子电势能可能不相等
7.(2020河北衡水中学质检)如图,一对电荷量相等的带正电的点电荷关于Ox轴对称放置。一重力不计的带电粒子从坐标原点O由静止释放,粒子沿x轴正向运动。关于带电粒子运动过程中的电势能Ep随坐标x变化的图像可能正确的是(　　)

8.(2020辽宁三校联考)如图所示,矩形区域PQNM内存在平行于纸面的匀强电场,且电场方向与MN平行,一质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=1.0×10-5C的带正电粒子(重力不计)从a点以v1=1×104m/s的初速度垂直于PQ进入电场,最终从MN边界的b点以与水平边界MN成30°角斜向右上方的方向射出,射出电场时的速度v2=2×104m/s,已知MP=20cm、MN=80cm,取a点电势为零,如果以a点为坐标原点O,沿PQ方向建立x轴,则粒子从a点运动到b点的过程中,电场的电场强度E、电势φ、粒子的速度v、电势能Ep随x的变化图像正确的是(　　)

9.(2021广东高二期末)静电火箭是利用电场加速工作介质形成高速射流而产生推力的。工作过程简化图如图所示,离子源发射的带电离子经过加速区加速,进入中和区与该区域里面的电子中和,最后形成中性高速射流从而产生推力。根据题目信息可知(　　)

A.M板电势低于N板电势
B.进入中和区的离子速度与离子带电荷量无关
C.增大加速区M、N极板的距离,可以增大射流速度而获得更大的推力
D.增大M、N极板间的电压,可以增大射流速度而获得更大的推力
10.(多选)(2021云南高二期末)如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。设质量为m、电荷量为q的质子(重力不计)从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管,且质子在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压U视为不变。设质子进入漂移管A时速度为vA,进入漂移管D时速度为vD,电源频率为f,漂移管间缝隙很小,则(　　)

A.为使质子在漂移管间被加速,质子在每个管内运动时间应为12f
B.质子进入漂移管D时的速度vD=vA2+8qUm
C.从漂移管A算起,第N个漂移管的长度应为vA2+2qUm(N-1)2f
D.从漂移管A算起,质子通过第N个漂移管的能量应为NqU+12mvA2
11.(2020江西南康中学高二月考)如图所示,一质量为m、电荷量大小为q的带电油滴,从水平向右的匀强电场中的O点以速度v沿与场强方向成37°角射入电场中,油滴运动到最高点时速度大小也是v,已知重力加速度为g,下列说法正确的是(　　)

A.最高点可能在O点的正上方
B.匀强电场的电场强度可能为E=mg4q
C.O点与最高点之间的电势差可能为零
D.匀强电场的电场强度可能为E=3mgq
12.(多选)(2021山东高一期末)一个利用静电除尘的盒状容器,如图所示。它的上、下底面为正对的金属板,板间距为L,当连接到电压为U的电源两极时,两金属板间产生一个匀强电场。现有一定量烟尘颗粒均匀分布在密闭的除尘器内,假设这些颗粒都处于静止状态。闭合开关之后,颗粒向下运动。每个颗粒电性相同,带电荷量均为q,质量均为m,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力。则下列说法中正确的是(　　)

A.颗粒带正电
B.经过时间t=mL2Uq,烟尘颗粒可以被全部吸附
C.除尘过程中电场对区间内全部烟尘颗粒做功共为NUq(N为容器中颗粒总数)
D.除尘过程中电场对区间内全部烟尘颗粒做功共为NUq2(N为容器中颗粒总数)
13.(2021山东高一期末)如图所示是用平行板电容器制成的电子秤及其电路简图。称重时,把物体放到电子秤面板上,压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则(　　)

A.电容器的电容增大,带电荷量增大
B.电容器的电容减小,带电荷量减小
C.稳定后电流表仍有示数,两极板电势差增大
D.稳定后电流表示数为零,两极板电势差增大
14.(多选)(2020河北石家庄第一中学检测)如图所示,D是一只理想二极管,电流只能从a流向b,

而不能从b流向a。平行板电容器的A、B两极板间有一电荷,其在P点处于静止状态。以E表示两极板间的电场强度,U表示两极板间的电压,Ep表示电荷在P点的电势能。若保持极板B不动,将极板A稍向上平移,则下列说法中正确的是(　　)
A.E变小
B.U变大
C.Ep不变
D.电荷仍保持静止
15.(2020湖北黄冈模拟)静电喷漆技术具有效率高、质量好等优点,其装置示意图如图所示,A、B为两块水平放置的平行金属板,间距d=1.0m,两板间有方向竖直向上、大小为E=1.0×103N/C的匀强电场,在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷口可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为v0=1.0m/s、质量均为m=5.0×10-14kg、带电荷量均为q=2.0×10-15C的带负电油漆微粒,不计微粒所受空气阻力及微粒间相互作用,油漆微粒最后都落在金属板B上,取g=10m/s2。下列说法错误的是(　　)

A.沿水平方向喷出的微粒运动到B板所需时间为0.2s
B.沿不同方向喷出的微粒,从喷出至到达B板,电场力做功为2.0×10-12J
C.若其他条件均不变,d增大为原来的2倍,则喷涂面积增大为原来的2倍
D.若其他条件均不变,E增大为原来的2倍,则喷涂面积减小为原来的12
16.(多选)(2020山东潍坊高三二模)如图1所示,长为8d、间距为d的平行金属板水平放置,OO'为两极板中心线,O点有一粒子源,粒子源能持续水平向右发射初速度为v0、电荷量为+q、质量为m的粒子。在两板间存在如图2所示的交变电场,取竖直向下为正方向,不计粒子重力。以下判断正确的是(　　)

A.粒子在电场中运动的最短时间为2dv0
B.射出粒子的最大动能为54mv02
C.t=d2v0时刻进入的粒子,从O'点射出
D.t=3dv0时刻进入的粒子,从O'点射出
17.(2021河北曹妃甸一中月考)如图所示,喷墨打印机中的墨滴在进入偏转电场之前会带上一定量的电荷,在电场的作用下会发生偏转到达纸上。已知两偏转极板长度L=1.5×10-2m,两极板间电场强度E=1.2×106N/C,墨滴的质量m=1.0×10-13kg、电荷量q=1.0×10-16C,墨滴在进入电场前的速度v0=15m/s,方向与两极板平行。不计空气阻力和墨滴重力,假设偏转电场只局限在平行极板之间,忽略边缘电场的影响。
(1)判断墨滴带的是正电荷还是负电荷。
(2)求墨滴在两极板之间运动的时间。
(3)求墨滴离开电场时在竖直方向上的位移大小。








18.(2022山东邹城第二中学高一月考)如图所示,用长为L的绝缘细线拴住一个质量为m、电荷量为q的小球,细线的另一端拴在O点,空间有水平向右的匀强电场,开始时把小球拉到和O在同一水平面上的A点(细线拉直),让小球由静止释放,当细线摆到与水平线成60°角,即小球到达B点时,球的速度正好为零,求:
(1)A、B两点的电势差;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)小球运动到B点时细线上的拉力大小;
(4)小球运动过程中的最大速度。









迁移创新
19.(2020河北衡水高三检测,改编)高新科技——利用“静电透镜”原理考查电场性质。
静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图所示为该透镜工作原理示意图,虚线表示这个静电场在xOy平面内的一簇等势线,等势线形状相对于Ox轴、Oy轴对称,且相邻两等势线的电势差相等。图中实线为某个电子通过电场区域的轨迹示意图,试分析此电子从a点运动到b点过程中,电势、加速度、动能、电势能的变化情况。






答案&分层梯度式解析
第2章　电势能与电势差
综合拔高练
五年高考练
1.A
2.BC
3.ABD
4.ABC
5.AB
6.BC
7.BD
8.B
9.D
10.D
11.AB
12.BD
13.AD
14.C
15.AD
16.B
17.C
18.A
19.D
20.B
21.BCD
23.B



1.A　由图中等势面的疏密程度可知EM∠N,则PN>PM,以P点为圆心、PM为半径作一圆周交MN于Q点,如图所示。在P点固定正点电荷,则该圆周为正点电荷产生电场中的一条等势线,即电势φM=φQ>φN;场强大小EM=EQ>EN。沿MN边,从M点到N点,根据场强分布特点可知,电场强度的大小先增大后减小(最大值在MQ中点),A错误。沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小(最大值在MQ中点),B正确。正电荷所在位置的电势越大,其电势能越大,反之就越小,因φM>φN,故C正确。因电势能EpM>EpN,而电场力所做功W=-(EpN-EpM)=EpM-EpN>0,故D错误。

3.ABD　将Q1从无穷远处移到C点,W=q(φC-0),则φC=Wq,A正确。在A点的电荷量为+q的点电荷产生的电场中,B点与C点是等势点,Q1从C移到B的过程中,电场力做功为零,故B正确。在A点的点电荷形成的电场中,Q1从无穷远处移到C的过程中电场力做功为-W,那么在A点的点电荷形成的电场中,将Q2从无穷远处移到C点,电场力做功为2W,同理在B点的点电荷形成的电场中,将Q2从无穷远处移到C点,电场力做功也为2W,所以将Q2从无穷远处移到C点,电场力做的功为2W+2W=4W,电势能减小4W,无穷远处电势为零,则Q2移到C点后的电势能为-4W,所以C错误,D正确。
4.ABC　圆环上电荷量分布关于cd左右对称,且对称部分电性相同;圆环上、下部分电荷量分布关于ab对称,但上、下部分所带电荷的电性相反。故直线ab上场强处处垂直于ab竖直向下,沿电场线方向电势逐渐降低,由此可知,Ea=Eb,φa=φb,Ec=Ed,φc>φd,故A、B、C正确,D错误。
5.AB　由qUab=2W
又由于aO=Ob,即UaO=UOb
因此qUaO=W
同理:qUcO=12W,设e为Oa中点
则φe=φc,ce为一条等势线,再由∠aOc=60°可知
ab⊥ce,故电场线方向沿ab且由a指向b,选项A正确。

取Ob中点为f,有φd=φf,故Wdb=Wfb=12W,选项B正确。
由图可判断φa>φe=φc,C错误;若粒子从d点沿平行于ab方向射入电场,带电粒子将做匀变速直线运动,D错误。故选A、B。
6.BC　由点电荷产生的电势分布可知正点电荷在a点产生的电势低于在b点产生的电势,负点电荷在a点产生的电势也低于在b点产生的电势,故φaEpb,故A、D均错误。由点电荷的场强分布可知正点电荷在a点产生的场强与负点电荷在b点产生的场强完全相同,正点电荷在b点产生的场强与负点电荷在a点产生的场强也完全相同,故a点与b点的总场强也完全相同,B、C均正确。
7.BD　两点电荷带正电,可知连线上O点左侧各点场强方向向右、右侧各点场强方向向左,而沿场强方向电势降低,故φa>φO、φc>φO,A项错误;从O点沿垂线到b点,两场源电荷产生的电场沿垂线方向的分量由O指向b,故φO>φb,而φc>φO,故φbEN,故A错误,B正确;电子在低电势处电势能大,故M点的电势低于N点的电势,即φM