第02讲 电场能的性质 课后专项突破（原卷版）-2024-2025学年高二物理上学期中期末复习精细讲义

第02讲电场能的性质课后专项突破——划重点之高二期中期末复习精细讲义一、单选题1．如图所示，a、b为某静电场中一条电场线上的两点，一个带正电的试探电荷只在电场力作用下从a点沿直线运动到b点。下列说法中正确的是（）A．b点的电场强度比a点的电场强度大B．b点的电势比a点的电势高C．b点的电势比a点的电势低D．试探电荷在a点的加速度比在b点的加速度大2．如图为某电场在x轴上电势随距离变化的图像，将一电子从x轴上A点移到B点，A、B关于原点O对称，则电子的电势能Ep随x变化的关系图像是（

）A． B． C． D．3．污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正负极，金属圆盘置于底部，金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的是（）A．M点的电势比N点的高 B．M点的电场强度比P点的大C．污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做负功 D．污泥絮体在N点的电势能比其在P点的小4．在A、B两点放置电荷量分别为+q1和−q2的点电荷，其形成的电场线分布如图所示，C为A、B连线的中点，D、F是A．qB．C点的电势高于D点的电势C．D、F两点处的电场强度相同D．若将另一负电荷从F点沿直线移到D点，电场力先做负功，后做正功5．反射式速调管是常用的微波器件之一，其内部真空，有一个静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示，x=0处电势为6V。一个带负电粒子（重力不计）从x=3cm处由静止释放。下列说法中正确的是（）A．该静电场可以由两个负电荷产生B．x=-2cm的电场强度等于x=2cm处的电场强度C．该粒子在x=0处的电势能最大D．该粒子将沿x轴负方向运动，运动到的最远位置为x=-4.5cm6．真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点，在两者连线上各点的电场强度随A．M为正电荷、N为负电荷B．M、NC．沿x轴从O到3a电势逐渐降低D．将一个正点电荷沿x轴从0.5a移动到2.5a，该电荷的电势能先减小再增大7．在匀强电场中有一菱形ABCD，其所在平面与电场线平行。已知∠A=53°，菱形的边长5cm,A、B、D三点的电势分别是φA=0V，φB=10A．电场中O点的电势为−4B．匀强电场的电场强度大小为200C．电子在B点的电势能大于在C点的电势能D．在D点由静止释放一电子，电子将沿直线由D向B运动8．两个带异种电荷的导体周围的电场线分布如图所示，a、b、c和d是电场中的四个点，其中a、d在导体表面上。将带正电的粒子从a移动到b和从a移动到d过程中电场力做功分别为Wab和Wad，同一负点电荷在c和d两点的电势能分别为EpA．两导体表面的电场线可能与表面不垂直B．a、b、c、d四点中c点的电场强度最大，电势也最高C．ED．W9．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0~x2区间是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3区间是直线，在0、x1、x2、xA．x1B．φC．粒子在0~x2段先加速后减速，D．x0和x10．2023年3月，中国科学家通过冷冻电镜技术解析了晶态冰中蛋白质三维结构。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中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是轨迹上的两点。现有一电子以某一初速度从b向a运动的过程中，下列说法正确的是（）A．电子透镜的电场是正点电荷产生的B．电子在a点的电势能大于在b点的电势能C．电子在a点的动能大于在b点的动能D．若该电子以某一初速度从a向b运动，则电子在a点的电势能小于在b点的电势能11．如图所示，曲线PMSN为椭圆，O点为椭圆中心，A、B是椭圆焦点，P、S是椭圆长轴的端点，现有两等量同种正电荷Q分别在A、B两点，已知距离电量为Q的孤立点电荷r处的电势为φ=kQA．O点电场强度为零，电势也为零B．将一电子从M点移到S点电场力做负功C．椭圆上M、N两点电势最低D．椭圆半短轴MO上从M点到O点电场强度的大小一定一直减小12．如图所示，等量异种电荷固定在A、B（A点电荷带正电）两点，O为A、B连线的中点，以O为圆心的圆弧交A、B连线于C、D，P为圆弧上一点，PO与AB垂直，则下列说法正确的是（）A．C、D两点电场强度相同，电势相等B．C点电场强度比P点大，C点电势比P点高C．P点电场强度比D点大，P点电势比D点高D．将一个正电荷从C点沿圆弧移动到D点，电场力先做正功后做负功13．如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷M和N，M、N连线中点为O，在M、N所形成的电场中，现有以O点为几何中心的矩形abcd，矩形egℎf为abcd的中垂面，O是ef边的中点，下列说法正确的是（

）A．在a、b、c、d、e、f六个点中找不到任何两个点的电势均相同B．将一电荷由e点沿egℎf移到f点，电场力先做正功后做负功C．将一电荷由a点移到egℎf平面内各点，电势能变化量都相同D．将一电荷由e点沿线段eOf移到f点，电场力先减小后增加14．如图，两根相同的足够长均匀带电的长直细杆l1、l2平行放置，其中l1杆带正电，l2杆带负电，两杆在单位长度上的电荷量相等。在垂直细杆的方向上有一正方形截面ABCD，M为AB边中点，N为正方形ABCD的中心。已知一根足够长均匀带电细杆产生的电场强度大小E与距离r成反比（即A．M点的电场强度方向沿MN方向B．M点电势比N点电势高C．C点与D点电场强度的方向互相垂直D．将一电子从D点沿直线移动到M点，其电势能一直增大15．如图所示，两对等量异种点电荷+q、−q(q>0)固定在圆周的六等分点上。a、b、c三点分别为所在半径的中点，O为圆心。则（

）A．将一带正电的点电荷从a点移到O点，电场力做正功B．将一带正电的点电荷从b点移到O点，电场力做正功C．a、b两点处的电场强度相同D．线段Oc上存在电场强度为零的点二、多选题16．一带电体周围的电场线分布如图所示，图中虚线表示等势面，a、b是不同等势面上的两点。将一负点电荷分别放在a、b两点，该点电荷受到的电场力大小分别为Fa、Fb，具有的电势能分别为A．Fa<FC．Fa>F17．两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2（位于坐标原点）的过程中，试探电荷的电势能EpA．M点电势为零 B．M点场强为零C．Q2的电荷量小于Q1的电荷量 D．试探电荷从N点运动到M点的过程中，电场力做正功18．如图所示，图中大小相同的4个14圆环组成一个完整的大圆环，每个14圆环电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘，所带电荷量已在图中标出。将第四象限的1A．O点处的电势变低 B．O点处的电势变高C．O点处的电场强度变小 D．O点处的电场强度变大19．人体的细胞膜模型图如图（a）所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图（b）所示，初速度可视为零的一价正钾离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（

）A．该钾离子的电势能增大B．A点电势大于B点电势C．若膜电位增加，则钾离子进入细胞内的速度更大D．若膜电位不变，膜的厚度越大，则钾离子进入细胞内的速度越大20．实践中常通过描出等势线的方式确定电场的情况。如图所示，在平行纸面的匀强电场中，有OP、OQ两条线段，且OP=3cm，OQ=12cm，OP、OQ夹角为60°，现测得O、P间电势差是-4V，O、A．将1C正电荷从P移到Q的过程中，电场力对该电荷做功为12JB．P、Q间电势差为-12VC．电场强度大小为800D．电场强度方向由Q指向P21．如图所示，圆心为O的圆所在平面与匀强电场平行，圆的半径R=0.5m,A、B、C为圆上三点，∠BOC=37°。A、B、C三点的电势分别为2V、12VA．匀强电场的方向由A指向B B．O点的电势为7VC．电场强度的大小为10V/m 22．如图所示，在匀强电场中，有边长为2m的等边三角形ABC，其中O点为该三角形的中心，一电荷量为q=−1×10−2C的试探电荷由A点移到B点过程中电场力做功0.1J，该试探电荷由B点移到C点过程中电势能增加0.02JA．O点电势为4.5B．该试探电荷在B点处时的电势能为−0.1C．该电场的电场强度大小为2D．该电场的电场强度方向与BC边夹角的正切值大小为323．如图，在水平直线上放置两个点电荷Q1、Q2，O为两电荷连线的中点，实线为其产生的电场的电场线，虚线AB为一质子在只受电场力作用下从A点运动到B点的运动轨迹，下列说法正确的是（A．O点的场强大小小于A点 B．Q1C．质子在运动过程中加速度减小，速度增大 D．质子在A点的电势能小于在B点的电势能24．如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，虚线是以＋Q所在点为圆心、L2为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于xA．b、d两点处的电场强度相同B．将一试探电荷＋q沿圆周由a点移至c点，＋q的电势能减小C．四个点中a点处电势最低D．四个点中c点处电势最低25．如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和O′，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（）A．F′点与C′点的电场强度相同B．A′点与F′点的电势差小于O′点与D′点的电势差C．将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小D．将试探电荷+q由O点沿直线运动到O′点，其电势能先减小后增大26．如图所示，一个正方体ABCD−A′B′C′D′，其上、下、左、右表面的中心分别为E、F、G、H，在E、H两点固定电荷量为＋A．图中A、C′B．一带负电的试探电荷在A′点的电势能大于它在CC．一带正电的试探电荷从D点沿直线移到B′D．移去G、H两点的点电荷，D点和B′27．两个电荷量均为-q的点电荷，分别固定在相距为2r的A、B两点，O点为两点电荷连线的中点，C点和D点分别在两点电荷的连线及其中垂线上，如图所示。已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（

）A．在两点电荷形成的电场中，C点的电势高于D点的电势B．在C点将一电子由静止释放，只在静电力作用下运动，其动能和电势能的总量保持不变C．给处在D点的质子一瞬时冲量后，仅在静电力作用下，在运动过程中其电势能可能保持不变D．在两点电荷连线的中垂线上，电场强度的最大值为4三、解答题28．如图所示，在真空中A、B两个完全相同的带正电小球（可视为质点）分别用长为l的轻细线系住，另一端悬挂在P点，电荷量均为q0。OP为A、B连线中垂线，当A、B静止时，∠PAO=60°。已知静电力常量为k（1）轻细线拉力的大小FT（2）若把电荷量为q=2.0×10−9C（q远小于q0）的正试探电荷从P点移到O点，克服电场力做了1.0×10−7J的功，若O29．如图所示，轻质绝缘细绳上端固定，绳长为L=1m，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球质量m=0.8kg，小球静止在水平向左足够大的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°，匀强电场的场强E=4.0×104N/C，取重力加速度g=10（1）小球的带电性质及所受电场力F的大小；（2）设悬点的正下方电场中的某点电