2022届高考物理一轮复习课时作业二十四电场的能的性质【含答案】

电场的能的性质[双基巩固练]1．一对等量正点电荷的电场的电场线(实线)和等势线(虚线)如图所示，图中A、B两点电场强度分别是EA、EB，电势分别是φA、φB，负电荷q在A、B处时的电势能分别是EpA、EpB，下列判断正确的是()A．EA>EB，φA>φB，EpA<EpBB．EA>EB，φA<φB，EpA<EpBC．EA<EB，φA>φB，EpA>EpBD．EA<EB，φA<φB，EpA>EpB2.如图所示，电场中某一水平方向的电场线上有a、b、c三点，c点为ab的中点．a、b两点的电势分别为φa＝5V、φb＝3V．下列叙述正确的是()A．c点的电势一定为4VB．a点的场强Ea一定大于b点的场强EbC．一正电荷从c点运动到b点，电势能一定减少D．一正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向a3．如图所示，图甲实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的P点由静止释放，不考虑两粒子间的相互作用，仅在电场力作用下，两粒子做直线运动，a、b粒子的速度大小随时间变化的关系如图乙中实线所示，虚线为直线，则()A．a一定带正电，b一定带负电B．a向左运动，b向右运动C．a电势能减小，b电势能增大D．a动能减小，b动能增大4．(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点的场强大小大于C点的场强大小B．A、B、C处的电场强度均与0V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5．如图所示，匀强电场场强为1×103V/m，ab＝dc＝4cm，bc＝ad＝3cm，则下列计算结果正确的是()A．ab之间的电势差为4000VB．ac之间的电势差为50VC．将q＝－5×10－3C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，静电力做功为零D．将q＝－5×10－3C的点电荷沿abc或adc从a移动到c静电力做功都是－0.25J6．如图所示，在光滑绝缘水平面上停放了两个完全一样的金属小球，现在给B球带上一定量的电荷，然后给A球一个向右的水平初速度，将与B球发生对心碰撞．下列说法正确的有()A．两球组成的系统动量守恒B．两球组成的系统机械能可能守恒C．若发生弹性碰撞，碰后瞬间A球速度为零D．若发生弹性碰撞，机械能守恒7.[2021·河南洛阳模拟](多选)如图所示，在绝缘的斜面上方存在着水平向右的匀强电场，斜面上的带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，则以下判断正确的是()A．金属块带正电荷B．金属块克服电场力做功8JC．金属块的电势能减少4JD．金属块的机械能减少12J8.[2021·广州一模]如图所示，实线表示某电场中的四个等势面，它们的电势分别为φ1、φ2、φ3和φ4，相邻等势面间的电势差相等．一带负电的粒子(重力不计)在该电场中运动的轨迹如虚线所示，a、b、c、d是其运动轨迹与等势面的四个交点，则可以判断()A．φ4等势面上各点场强处处相等B．四个等势面的电势关系是φ1<φ2<φ3<φ4C．粒子从a运动到d的过程中静电力一直做负功D．粒子在a、b、c、d四点的速度大小关系是va<vb<vc＝vd9．(多选)如图甲所示，在等量同种点电荷连线的中垂线上固定一根光滑的绝缘轻杆，杆上穿一个质量m＝10×10－2kg，带电量q＝＋5.0×10－4C的小球，小球从C点由静止释放，其v­t图象如图乙所示，10s时到达B点，且此时图象的斜率最大，下列说法正确的是()A．O点右侧B点场强最大，场强大小为E＝12V/mB．从C经过B点后向右运动，小球的电势能先减小后增大C．从C到B电势逐渐降低D．C、B两点的电势差UCB＝0.9V[综合提升练]10．[2021·河南联考](多选)如图甲所示是某电场中的一条电场线，若有一质子以某一初速度仅在电场力的作用下，沿AB由A点运动到B点，所经位置的电势(φ)随距A点的距离(x)变化的规律如图乙所示，则以下关于质子的v­t图象、Ek­x图象、a­t图象、E(电势能与动能之和)­x图象中可能正确的有()11.如图所示，＋Q为固定的正点电荷，虚线圆是其一条等势线．两电荷量相同、但质量不相等的粒子，分别从同一点A以相同的速度v0射入，轨迹如图中曲线，B、C为两曲线与圆的交点．aB、aC表示两粒子经过B、C时的加速度大小，vB、vC表示两粒子经过B、C时的速度大小．不计粒子重力，以下判断正确的是()A．aB＝aCvB＝vCB．aB>aCvB＝vCC．aB>aCvB<vCD．aB<aCvB>vC12．[中考真题试卷·江西上饶“山江湖”协作体联考](多选)如图所示，矩形的四个顶点a、b、c、d为匀强电场中的四个点，ab＝2bc＝2m，电场线与矩形所在的平面平行．已知a点电势为18V，b点电势为10V，c点电势为6V．一带电粒子从a点以速度v0＝1000m/s射入电场，v0与ab边的夹角为45°，一段时间后粒子经过ab边的中点e.不计粒子的重力，下列判断正确的是()A．d点电势为14VB．粒子从a点到e点电势能增大C．电场强度大小为4eq\r(2)V/mD．粒子从a点到e点所用时间为eq\r(2)×10－3s13．如图所示，光滑绝缘的半圆形轨道固定于竖直平面内，半圆形轨道与光滑绝缘的水平地切于半圆的端点A，一质量为1kg的小球在水平地面上匀速运动，速度为v＝6m/s，经A运动到轨道最高点B，最后又落在水平地面上的D点(图中未画出)，已知整个空间存在竖直向下的匀强电场，小球带正电荷，小球所受电场力的大小等于2mg，g为重力加速度．(1)当轨道半径R＝0.1m时，求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力大小；(2)为使小球能运动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值．课时作业(二十四)1．解析：A处电场线比B处密集，故EA>EB；离正电荷越近电势越高，故φA>φB；负电荷在A、B处的电势能EpA<EpB，故A正确．答案：A2．解析：只有一条电场线，此处电场并不一定是匀强电场，故A、B错误；由电势高低情况可知，电场强度方向为由a指向b，故正电荷所受的电场力方向由c指向b，D错误；正电荷由c点运动到b点，电场力做正功，电势能减少，故C正确．答案：C3．解析：从v­t图象中可以看出，a粒子加速度逐渐增大，b粒子加速度逐渐减小，因为粒子仅受电场力，可知a粒子所受电场力逐渐增大，b粒子所受电场力逐渐减小，所以a向左运动，b向右运动，B正确．由于不知电场的方向，所以无法判断a、b的电性，故A错误．带电粒子在沿电场力的方向运动时，电场力做正功，所以a、b的电势能均减小，动能均增加，故C、D错误．答案：B4．解析：B点的场强大小大于C点的场强大小，选项A正确；A、B、C处的电场强度均不与0V等势面垂直，选项B错误；正试探电荷从B运动到A，电场力做负功，负试探电荷从B运动到C，电势能将减小，选项C正确，选项D错误．答案：AC5．解析：Uac＝Uab＝E·dab＝40V，故A、B错误；W＝qU＝0，故C正确；W＝q·Uac＝－0.2J，故D错误．答案：C6．解析：两球组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故A正确；A球靠近B球，碰撞后两球将带电，电势能与机械能存在相互转化，机械能不守恒，所以B、D错误；碰撞前，由于感应起电，两球相互吸引，球B获得一定速度，发生弹性碰撞后，两球速度发生交换，A球在碰后瞬间速度并不为零，故C错误．答案：A7．解析：金属块下滑，设动能增加量为ΔEk，重力势能减少量为ΔEp，电场力做功W电，克服摩擦力做功为Wf，则有ΔEk＝ΔEp＋W电－Wf，解得W电＝－4J．金属块向左下滑动，电场力做负功，所以金属块带正电荷，故A正确；由上面分析可知克服电场力做功4J，故B错误；电场力做负功，电势能增加，故C错误；克服摩擦力做功8J，克服电场力做功4J，所以机械能减少12J，故D正确．答案：AD8．解析：A项，电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知φ4等势面上各点场强不是处处相等，故A项错误；B项，电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，由图可知，因此φ1<φ2<φ3<φ4，故B项正确；C项，粒子从a运动到d的过程中静电力与速度的夹角先大于90°，后等于90°，最后小于90°，因此先做负功，后不做功，最后做正功，故C项错误；D项，由C项分析，电场力先做负功，再做正功，则有速度先减小后增大，由于c、d在同一等势线上，因此有va>vb>vc＝vd，故D项错误．答案：B9．解析：小球在运动过程中，合外力F＝qE，加速度a＝eq\f(qE,m)，在O点右侧杆上，电场方向向右，加速度向右，小球做加速运动，图象斜率越大加速度越大，故B点的加速度最大，最大加速度a＝eq\f(0.3－0,10－5)m/s2＝0.06m/s2，此时场强最大E＝eq\f(ma,q)＝12V/m，故A正确；从C经过B点后向右运动的过程，电场方向向右，沿着电场线方向电势降低，电场力做正功，小球的电势能减小，故B错误，C正确；小球从C到B的过程只有电场力做功，由动能定理得qUCB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－0，解得UCB＝eq\f(mv\o\al(2,B),2q)＝eq\f(10×10－2×0.32,2×5×10－4)V＝9V，故D错误．答案：AC10．解析：本题考查对电势φ随坐标x的变化曲线的理解、电场强度与电势差关系、动能定理及其相关知识点．由题图乙和E＝eq\f(U,d)＝eq\f(φ0－φ,x)可知，图乙对应函数关系为φ＝φ0－Ex，该电场为匀强电场，其方向为沿x轴正方向，质子所受的电场力为恒力，质子做匀变速直线运动，A正确，C错误；质子的电势能与动能之和保持不变，D正确；由动能定理，有eEx＝Ek－Ek0，即Ek＝Ek0＋eEx，B错误．答案：AD11．解析：库仑力F＝eq\f(k,r2)，两粒子在B、C两点受的库仑力大小相同，根据粒子的运动轨迹可知aB>aC，a＝eq\f(F,m)，解得mB<mC，因为B、C两点位于同一等势线上，电势相等，所以两粒子从A运动到B和从A运动到C，电场力做功相同且做负功．有－W＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，所以eq\f(1,2)mB(veq\o\al(2,0)－veq\o\al(2,B))＝eq\f(1,2)mC(veq\o\al(2,0)－veq\o\al(2,C))，因为mB<mC，所以vB<vC，C正确．答案：C12．解析：由于匀强电场中等长度的平行线间的电势差相等，则Udc＝Uab＝8V，由φc＝6V，可得φd＝14V，故A正确；φc＝eq\f(φa＋φb,2)＝14V，d点和e点的电势相等，两点连线为等势线，电场线垂直于等势线，a点到连线的距离为d＝eq\f(\r(2),2)m，由U＝Ed可得E＝4eq\r(2)V/m，故C正确；电场力方向与粒子初速度方向垂直，粒子射入电场后做类平抛运动，电场力对粒子做正功，粒子从a点到e点电势能减少，运动到e点时，垂直于电场线方向的位移为eq\f(\r(2),2)m＝v0t，解得粒子从a点到e点所需时间为t＝eq\f(\r(2),2)×10－3s，故B、D错误．/