专题02 静电场中的能量（考题猜想）（原卷版）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（人教版2019）

专题01静电场及其应用TOC\o"1-3"\h\u【题型1电场力做功的特点】 1【题型2电势与电势能的变化】 2【题型3电势和电势差】 4【题型4电势差与电场强度的关系】 5【题型5等势面和电场线】 7【题型6电容和平行板电容器的电容】 9【题型7电容器的充放电实验】 10【题型8电容器的动态分析】 11【题型9带电粒子在电场中的加速】 13【题型10带电粒子在电场中的偏转】 14【题型11示波管的基本原理】 16【题型12带电粒子在电场中的运动】 17【题型1电场力做功的特点】1．如图，匀强电场中有A、B、C三个点，将试探电荷从A点移到B点、再从B点移到C点，电场力做功为W；则将该电荷沿直线由A点移到C点，电场力做功()A．小于W B．等于WC．大于W D．无法与W相比2．(2024年西安期中)如图所示，将正电荷从A移动到C的过程中，下列说法正确的是()A．从A经B到C静电力对电荷做功最多B．从A经M到C静电力对电荷做功最多C．从A经N到C静电力对电荷做功最多D．不管将正电荷沿哪条路径从A移动到C，静电力对其都做正功且相等3．关于静电场，下列说法正确的是（）A．在电场中，电势越高的地方，电荷在该点具有的电势能越大B．由公式可知，在匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比C．由可知，带电荷量为的正电荷，从点移动到点克服电场力做功为，则、两点间的电势差为D．在电场中电场强度大的地方，电势一定高4．如图，a、b是电场线上的两点，将一点电荷q从a移到b，电场力做正功为W，且知a、b间的距离为d，以下说法正确的是（）A．b处的电场强度大小一定为B．a处的电场强度大小一定为C．a、b两点间的电势差一定为D．a点的电势一定为【题型2电势与电势能的变化】5．(2023年广东广雅中学段考)高大的建筑物上安装接闪杆(避雷针)，阴雨天气时云层中的大量电荷可以通过接闪杆直接引入大地，从而达到保护建筑物的目的．如图，虚线是某次接闪杆放电时，带电云层和接闪杆之间三条等势线的示意图．实线是空气分子被电离后某个电荷q的运动轨迹，M点和N点为运动轨迹上的两点，不计该电荷的重力，则()A．若云层带负电，则接闪杆尖端也带负电B．q在N点电势能大于在M点的电势能C．q在N点的速度一定大于在M点的速度D．q越靠近接闪杆尖端，其加速度越小6．如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为两点电荷连线中垂线上距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度E、电势φ的关系，正确的是()A．EA＝EC>EB，φA>φBB．EB>EA>EC，φA>φBC．EA<EB，EA<EC，φA>φBD．因为电势零点未规定，所以无法判断电势高低7．(2024年浙江联考)不带电的橡胶棒和毛皮摩擦，然后再将它们分开，它们在空间上产生的电场如图所示．现有一离子从A点射入，轨迹如图中虚线AB所示，下列说法正确的是()A．该离子带负电B．A点电势低于B点电势C．该离子加速度变小D．该离子的电势能减小8．关于公式φ＝eq\f(Ep,q)，下列说法正确的是()A．电场中某点的电势，与放在该点的电荷具有的电势能成正比B．电场中某点的电势，与放在该点的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有关D．放入电场中某点的电荷不同，其电势能也不同，但电势能与电荷量的比值保持不变9．冷冻电子显微镜是目前生物学研究的先进设备之一．如图为某种电子显微镜内电场线的分布图，一电子仅在电场力作用下沿直线从a点运动到c点，b为线段ac上的一点．下列说法正确的是()A．场强大小关系为：Ea>EbB．电势高低关系为：φa<φbC．电子从a点运动到c点的过程中，其电势能逐渐变大D．电子从a点运动到c点的过程中，其动能先变大后变小10．(2024年杭州期末)北京冬奥会开幕式上，由一朵朵代表各个参赛国家的“小雪花”组成一朵“大雪花”后，奥运圣火在其中央点燃，如图甲，让全世界惊叹．某同学发现每朵“小雪花”的基本形状如图乙所示，并利用绝缘弧形细条摆成模型，若其左右分别均匀分布着等量异种电荷．a、b、c、d四点均位于对称轴上，且它们与中心点的距离均相等．则() 甲 乙A．a点场强大于c点场强B．a、c两点的电势相等C．b、d两点的场强相等D．正的试探电荷从b点到d点电势能增加【题型3电势和电势差】11．（22-23高二上·北京西城·期中）带有等量异号电荷、相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场，电场强度方向向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。如果令A板接地（即电势），关于C、D两点电势、和两点间电势差说法正确的是（）A．，，B．，，C．，，D．，，12．避雷针是用来保护建筑物等避免雷击的装置。图示为避雷针上方有雷雨时避雷针MN附近的电场线分布示意图，电场线关于直线MN对称。虚线ABCD为一重力不计的带电粒子在电场中仅在电场力作用下从A运动到D的轨迹，则（）A．该粒子在A点时的加速度比在B点时的加速度大B．A点的电势比B点的电势高C．该粒子带负电D．13．（23-24高二上·四川成都·期中）如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，与电场方向平行，两点的电势差。则（）A．电场强度的大小 B．点的电势比点的低5VC．将电子从点移到点，电场力做正功 D．电子在点的电势能大于在点的电势能14．如图所示，为正方形，电荷量分别为和的两点电荷固定在、两点。先将一电荷量为的点电荷从无穷远处（电势为0）移到点，此过程中电场力做功为。再将从点移到点。下列说法正确的是（）A．在点的电势能为B．移入点之前，点的电势为C．从点移到点的过程中，所受电场力做的功为零D．从点移到点的过程中，所受电场力做的功为【题型4电势差与电场强度的关系】15．匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图所示．已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V．设电场强度大小为E，一电荷量为1×10-6C的正电荷从D点移到C点静电力所做的功为W，则()A．W＝8×10-6J，E>8V/mB．W＝6×10-6J，E>6V/mC．W＝8×10-6J，E≤8V/mD．W＝6×10-6J，E≤6V/m16．（23-24高二上·江西南昌·期中）如图所示，在匀强电场中有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AB、BC和AC边的中点。三角形各顶点的电势分别为、、，下列说法正确的是（

）A．O点电势为0VB．匀强电场的场强大小为80V/m，方向由A指向CC．将电子由E点移到F点，电子的电势能增加了1eVD．在三角形ABC内切圆的圆周上，D点电势最低17．如图所示为一水平向右的匀强电场的电场线，其中A、B、C、D为一条电场线上的四个点，已知AC＝3cm，CD＝5cm，DB＝2cm，匀强电场的电场强度大小为E＝200V/m．则下列说法正确的是()A．CD两点之间的电势差UCD＝－10VB．如果A点的电势为零，则D点的电势为φD＝－16VC．如果B点的电势为零，则D点的电势为φD＝－4VD．一试探电荷由C直接到D与该试探电荷由C经O再到D的过程，电场力做功不同18．匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图所示．已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V．设电场强度大小为E，一电荷量为1×10-6C的正电荷从D点移到C点静电力所做的功为W，则()A．W＝8×10-6J，E>8V/m B．W＝6×10-6J，E>6V/mC．W＝8×10-6J，E≤8V/m D．W＝6×10-6J，E≤6V/m19．（23-24高二上·广东广州·期中）如图所示，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长L=4cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面。已知A、B、C、D的电势分别为、0V、8V、12V。则下列说法正确的是（）A．E点的电势B．A、F间的电势差C．该匀强电场的场强大小E=100V/mD．该匀强电场的电场线垂直于BF连线，且指向A【题型5等势面和电场线】20．如图，A、B、C三点在匀强电场中，AC垂直于BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm，把一个电荷量q＝1×10-5C的正电荷从A移到B，电场力做功为－8×10-5J；从B移到C，电势能减少2×10-5J．若A点的电势为零，以下说法正确的是()A．AB间的电势差为6VB．C点的电势为8VC．该匀强电场的场强大小为20V/mD．该匀强电场的场强方向从B指向C21．(多选)如图所示的同心圆(虚线)是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有()A．电子沿AC运动时受到的电场力越来越小B．电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大C．电势φA>φB>φCD．电势差UAB＝UBC22．（23-24高二上·重庆北碚·期中）如图所示是某同学在研究等量异种电荷电场时所画的等势面，该同学根据实验情况选取了零电势位置后，将其中两个等势面的电势标注在图上。已知相邻等势面间的电势差相等，则（）A．b点电势为零B．电子在a点的电势能为C．电子从a点运动到b点，电势能增加D．电子从a点运动到b点，电势能减少23．（23-24高二上·广东汕头·期中）近年来，纺织服装作为汕头“三新两特一大”产业中的特色产业之一，已经形成了完整的产业链，织布是其中重要的一环。现代纺纱织布采用的是静电技术，即利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场分布简图，下列说法正确的是（）A．虚线可能是等势线B．电场强度C．在C点静止释放一电子，它将在电场力作用下沿着虚线CD运动D．负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能24．如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面．现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点，静电力做功为3×10-6J．将另一电荷量为10-8C的负点电荷从A点移到C点，克服静电力做功3×10-6J，则：(1)UAB、UAC、UBC各为多少？电场线方向如何？(2)若AB边长为2eq\r(3)cm，求电场强度的大小．25．如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各等势面已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0，方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动．问：(1)小球应带何种电荷？电荷量是多少？(2)在入射方向上小球最大位移量是多少？(电场足够大)【题型6电容和平行板电容器的电容】26．下列说法正确的是（）A．由可知，电场中某点的电场强度E与电场力F成正比B．负电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向相同C．当导体处于静电平衡状态时，其内部的场强处处为零D．由公式可知电容器装的电荷越多，电容器的电容就越大27．（23-24高三上·广东广州·期中）离地面高度100m的雷雨云与地面构成了电容器的两个极板，雷雨云底部带负电约300C，地球表面之间形成的电场可视为匀强电场，其电势差约为30000V，已知雷暴天气中，雷雨云每秒钟增加电荷量约为180C，雷雨云下表面积近似为，静电力常量为则（）A．地面和雷雨云间的电场强度竖直向下B．大气层与地面间电场强度约为60V/mC．地面与雷雨云的电势差每秒约增加180VD．地面与雷雨云之间的相对介电常数约为0.1128．（22-23高二上·广东惠州·期中）抗击新冠肺炎传播的过程中医用口罩需求陡增，熔喷布是医用口罩的最核心的材料。工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计。熔喷布匀速从两极板间穿过，当熔喷布的厚度变薄时会导致介电常数变小，则熔喷布（）A．突然变薄，电容器两端电压会变大 B．突然变薄，电容器的电容会变大C．突然变厚，A、B两个极板间的电场会变弱 D．突然变厚，会有自b向a的电流流过电流计29．（22-23高三上·广东湛江·阶段练习）自动体外除颤器是种便携式的医疗设备，它可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。某型号自动体外除颤器的电容器电容是16μF，充电至4kV电压电容器在4ms时间内完成放电，下列说法正确的是（）A．电容器充电后的电荷量为0.64C B．电容器放电的平均电流为16AC．电容器的击穿电压为4kV D．电容器放电完成后电容为零【题型7电容器的充放电实验】30．利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表，S为单刀双掷开关．下列说法正确的是()A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定B．充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零31．如图所示，单刀双掷开关S原来跟“2”相接，从t＝0开始，开关改接“1”，一段时间后，把开关改接“2”，则流过电路中P点的电流I和电容器两极板的电势差UAB随时间变化的图像可能正确的是()ABCD32．平行板电容器充电后断开电源，将其中一块金属板沿远离另一极板的方向平移一小段距离．如图所示表示此过程中电容器两极板间电场强度E随两极板间距离d的变化关系，其中正确的是()ABCD【题型8电容器的动态分析】33．如图所示，一平行板电容器与直流电源连接，一带电油滴位于极板间的P点且恰好处于平衡状态．现将电容器的极板非常缓慢地错开一些，使正对面积减小，其他条件不变．那么在错开的过程中()A．电容器的电容C增大B．电容器的电荷量Q增加C．油滴静止不动，电流计中的电流从N流向MD．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从N流向M34．如图所示，由a、b两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板a与静电计的金属球连接，极板b与静电计的外壳均接地．给电容器充电，静电计指针张开一定角度．实验过程中，电容器所带电荷量不变，则()A．实验中，只将b极板向上平移，指针张角变小B．实验中，只将b极板向右靠近，指针张角变大C．实验中，只要极板间插入有机玻璃，指针张角变小D．实验中，增加极板带电量，指针张角增大，电容增大35．如图所示，一平行板电容器与直流电源连接，一带电油滴位于极板间的P点且恰好处于平衡状态．现将电容器的极板非常缓慢地错开一些，使正对面积减小，其他条件不变．那么在错开的过程中()A．电容器的电容C增大B．电容器的电荷量Q增加C．油滴静止不动，电流计中的电流从N流向MD．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从N流向M36．(多选)(2024年汕头段考)如图，在干燥的冬天，手接触房间的金属门锁时，会有一种被电击的感觉，带负电的手在缓慢靠近门锁还未被电击的过程中，门锁()A．近手端感应出正电荷B．电势比手的电势低C．与手之间的场强逐渐增大D．与手之间的场强保持不变37．(多选)(2024年华师附中期末)如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离．下列说法正确的是()A．油滴带正电 B．静电计指针张角减小C．油滴向上运动 D．P点的电势不变【题型9带电粒子在电场中的加速】38．如图所示，一个平行板电容器充电后与电源断开，从负极板处释放一个电子(不计重力)，设其到达正极板时的速度为v1，加速度为a1.若将两极板间的距离增大为原来的2倍，再从负极板处释放一个电子，设其到达正极板时的速度为v2，加速度为a2，则()A．a1∶a2＝1∶1，v1∶v2＝1∶2B．a1∶a2＝2∶1，v1∶v2＝1∶2C．a1∶a2＝2∶1，v1∶v2＝eq\r(2)∶1D．a1∶a2＝1∶1，v1∶v2＝1∶eq\r(2)39．两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回．如图所示，eq\x\to(OA)＝h，此电子具有的初动能是()A．eq\f(eUh,d) B．eq\f(eUd,h)C．eq\f(eUh,d－h) D．eU40．(多选)如图所示，M、N是真空中的两块相距为d的平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板．如果要使这个带电粒子到达距N板eq\f(d,3)后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)()A．使初速度减为原来的eq\f(1,3)B．使M、N间电压提高到原来的1.5倍C．使M、N间电压提高到原来的3倍D．使初速度和M、N间电压减为原来的eq\f(2,3)41．如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔．右极板电势随时间变化的规律如图乙所示．电子原来静止在左极板小孔处．(不计重力作用)下列说法正确的是()A．从t＝0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B．从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间往复运动C．从t＝eq\f(T,4)时刻释放电子，电子一定打到右极板上D．从t＝eq\f(3T,8)时刻释放电子，电子必将打到左极板上【题型10带电粒子在电场中的偏转】42．如图所示，a、b两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则()A．a的电荷量一定大于b的电荷量B．b的质量一定大于a的质量C．a的比荷一定大于b的比荷D．b的比荷一定大于a的比荷43．(多选)一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是()A．加速电压偏大 B．加速电压偏小C．偏转电压偏大 D．偏转电压偏小【解析】画面高度缩小，说明电子从偏转电场射出时偏转角θ减小，由qU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，tanθ＝eq\f(qU1L,mdveq\o\al(2,0))，得tanθ＝eq\f(U1L,2dU0)，则引起θ变小的原因可能是加速电压U0偏大或偏转电压U1偏小，A、D正确．44．如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的()A．2倍 B．4倍C．eq\f(1,2) D．eq\f(1,4)45．（2024·浙江·高考真题）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（）A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零46．（23-24高二上·四川成都·期中）如下图所示，平行板a、b组成的电容器与电源连接，闭合开关，电路稳定后，一带电粒子（不考虑重力）从平行板电容器左侧某点以平行极板射入电容器，打在板上的点。则（）

A．该粒子带负电B．将极板向上移动一小段距离，带电粒子打在点的左侧C．将滑片向右移动，带电粒子打在点的右侧D．断开，将极板向下移动一小段距离，带电粒子仍然打在点【题型11示波管的基本原理】47．（23-24高二上·浙江·期中）如图所示是示波管的原理图，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。如果在偏转电极之间和偏转电极之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。若要使电子打在第II象限，则下列说法正确的是（

）A．极板X带正电，极板Y带正电 B．极板X带正电，极板Y带负电C．极板带正电，极板带正电 D．极板带正电，极板带负电48．（23-24高二上·浙江温州·期中）极射线管及方向坐标如图所示。电子束从阴极射出，经过狭缝掠射到荧光屏上，显示出一条射线径迹，以下情况判断正确的是（

）A．在阴极射线管中加一个方向向上的电场，射线将向上偏转B．在阴极射线管中加一个方向向前的电场，射线将向上偏转C．在阴极射线管正下方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，射线将向上偏转D．在阴极射线管正后方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，射线将向上偏转49．（19-20高二上·四川成都·期中）图为一个示波器工作原理的示意图，电子经电压为U1的加速电场后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板间的距离为d，电势差U2，板长L，为了提高示波管的