2024高考物理一轮复习规范演练30电场能的性质含解析新人教版

PAGE6-规范演练30电场能的性质[抓基础]1.（2024·河北定州模拟）A、B两个点电荷在真空中所产生的电场的电场线（方向未标出）如图所示，图中C点为两个点电荷连线的中点，MN为两个点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称.则下列说法正确的是（）A.这两个点电荷肯定是等量异种电荷B.这两个点电荷肯定是等量同种电荷C.C点的电场强度比D点的电场强度小D.C点的电势比D点的电势高解析：依据电场线的特点，从正电荷动身到负电荷终止可以推断，这两点电荷是两个等量异种电荷，故A正确，B错误；在两等量异种电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密推断，所以C点的电场强度比D点的电场强度大，故C错误；中垂线和电场线垂直，所以中垂线为等势线，所以C点的电势等于D点的电势，故D错误.答案：A2.（2024·海南卷）如图所示，静电场中的一条电场线上有M、N两点，箭头代表电场的方向，则（）A.M点的电势比N点的低B.M点的场强大小肯定比N点的大C.电子在M点的电势能比在N点的低D.电子在M点受到的电场力大小肯定比在N点的大答案：C3.（2024·广东中山模拟）如图所示是两个等量异种电荷形成的电场，AB为中垂线上两点，CD为两电荷连线上两点，且A、B、C、D与O点间距离相等，则（）A.A、B、C、D四个点场强相同B.C点电势比D点电势低C.正电荷从A运动到B，电场力不做功D.正电荷从C运动到D，电势能增加解析：两个等量异种点电荷形成的电场，两个电荷的连线上下的电场是对称的，AO＝BO，那么A、B两点的场强就是相等的，小于O处的场强.由于C、D两处电场线比O处密，则C、D两处的场强比O处大，故A错误；电场线从正电荷动身到负电荷终止，而顺着电场线方向电势降低，则知C点电势比D点电势高，故B错误；AB为中垂线，是一条等势线，其上各点的电势都相等，AB之间的电势差为0，则正电荷从A运动到B，电场力不做功，故C正确；正电荷从C运动到D，电场力从C指向D，电场力做正功，电势能减小，故D错误.故选C.答案：C4.（2024·海南模拟）如图所示，图甲是电场中一条电场线，直线上有A、B、C三点，且A、B间距离等于B、C间距离.一个带负电的带电粒子，由A点仅在电场力作用下，沿电场线经B点运动到C点，其运动的v-t图象如图乙所示，有关粒子的运动与电场的说法，下述正确的是（）甲乙A.加速度aB<aC B.电场强度EA>EBC.电势φA<φB D.电势差UAB＝UBC答案：B5.（多选）（2024·江苏扬州模拟）如图所示，在竖直平面内固定一个半径为R的绝缘圆环，有两个可视为点电荷的相同的带负电的小球A和B套在圆环上，其中小球A可沿圆环无摩擦的滑动，小球B固定在圆环上和圆心O的连线与水平方向的夹角为45°.现将小球A由静止释放，则下列说法中正确的有（）A.小球A恰好可以运动到P点B.小球A运动到圆环最低点Q的过程中，速率不断变大C.小球A运动到圆环最低点Q的过程中电势能先减小后增大D.小球到达圆环最低点Q时的速度大小为eq\r(2gR)解析：当B球不存在时，由于机械能守恒可得，A球能够运动到P点，但是当有B球后，AB两球靠近时电场力做负功，故A球不行能运动到P点，故A错误；小球A从释放到运动到圆环最低点Q的过程中电势能先减小后增大，而重力势能始终减小，结合运动的电场线可知，小球A从释放到运动到圆环最低点Q的过程中动能先增大后减小，则速领先变大后减小，故B错误；起先时小球A与B之间的距离小于环的直径，而小球A与B之间的最大距离等于环的直径；由于两个小球都带负电，所以二者之间的距离增大时，库仑力做正功，二者的电势能减小；当二者之间的距离减小时，电场力做负功，二者的电势能增大，即小球A从释放到运动到圆环最低点Q的过程中电势能先减小后增大，故C正确；由题图可知A与Q相对于过OB的直径是对称的，所以小球在A点的电势能与在Q点的电势能是相等的，小球从A到Q的过程中增加的动能等于减小的重力势能，即eq\f(1,2)mv2＝mgR，解得v＝eq\r(2gR)，故D正确.答案：CD6.（多选）（2024·汕头模拟）如图所示，绝缘的斜面处在一个水平向右的匀强电场中，一带电金属块由静止起先沿斜面滑究竟端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.3J，克服电场力做功为0.5J，重力势能削减了1.5J，则以下说法正确的是（）A.金属块带正电荷B.电势能削减0.5JC.金属块克服摩擦力做功0.7JD.金属块的机械能削减1.2J解析：在下滑过程中金属块需克服电场力做功为0.5J，电势能增加0.5J，故金属块带负电，故A、B错误；在金属块滑下的过程中动能增加了0.3J，重力势能削减了1.5J，故重力做功1.5J，电场力做功为－0.5J，依据动能定理得：W总＝WG＋W电＋Wf＝ΔEk，解得Wf＝－0.7J，故C正确；外力做功为W外＝W电＋Wf＝－1.2J，故机械能削减1.2J，故D正确.答案：CD7.（多选）（2024·广西模拟）如图所示，四分之一圆弧AB是点电荷电场中的一条等势线，圆弧的圆心在O点，C是A、B连线的中点，D是O、A连线的中点.在D点由静止释放一个带负电的摸索电荷，仅在电场力作用下摸索电荷沿DA加速运动，则下列说法正确的是（）A.A、B、C、D四点中，D点场强最大B.A、B、C、D四点中，D点电势最高C.一个带正电的点电荷从A点沿ACB移动到B的过程中，电势能先增大后减小D.一个带负电的点电荷从B点沿BCD移动到D的过程中，电场力始终做负功答案：AD8.（多选）（2024·内蒙古模拟）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平.a、b是两个完全相同的带正电小球视为点电荷，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过最低点P到达某点Q（图中未画出）时速度为零.则小球a（）A.从N到P的过程中，重力与库仑力的合力始终增大B.从N到P的过程中，动能先增大后减小C.从N到Q的过程中，电势能先增加后减小D.从P到Q的过程中，动能削减量等于电势能增加量和重力势能增加量之和解析：a由N到P的过程中，重力竖直向下，而库仑力始终沿二者的连线方向，则可知，重力与库仑力的夹角始终减小，且库仑力增大，依据力的合成法则，故合力始终在增大，故A正确；在整个过程中合力先与运动方向的夹角均为锐角，合力做正功；而后一过程中合力与运动方向夹角为钝角，合力做负功；故从N到P的过程中，动能先增大后减小，故B正确；从N到Q小球电场力与速度的夹角始终是钝角，则电场力始终做负功，电势能增大，故C错误；从P到Q的过程中，由动能定理可知，－mgh－WE＝0－eq\f(1,2)mv2；故动能的减小量等于重力势能增加量和电势能的增加量，故D正确.答案：ABD[提素养]9.（2024·唐山一模）边长为1cm的正三角形ABC处于匀强电场中，电场方向平行于三角形所在平面.将电子由A点移动到B点，电场力做功4eV；将电子由A点移动到C点，电场力做功2eV，电场强度大小为（）A.200V/m B.300V/mC.200eq\r(3)V/m D.400V/m解析：电子由A点移到B点，电场力做功4eV，则UAB＝eq\f(WAB,－e)＝eq\f(4eV,－e)＝－4V；电子由A点移动到C点，电场力做功2eV，UAC＝eq\f(WAC,－e)＝eq\f(2eV,－e)＝－2V；设AB的中点为D，C、D两点电势相等，CD为等势线，电场方向沿BA方向，则E＝eq\f(UBA,BA)＝eq\f(4,0.01)V/m＝400V/m，故选项D正确.答案：D10.（多选）（2024·河南高考模拟）如图所示，在匀强电场中有始终角三角形ABC，∠C＝90°，∠A＝30°，BC边长2cm.电场强度的方向与三角形ABC平面平行.一电子从A点移到C点电场力做功为15eV，从B点移到C点电场力做功为5eV.则（）A.A、B两点间的电势差UAB为10VB.电场强度的方向由A点指向C点C.电场强度的大小为500V/mD.一电子从B点移到AC的中点，电势能增加2.5eV答案：CD11.（多选）（2024·江苏扬州模拟）如图所示，a、b是静电场中某电场线上的两点，将一个电子由a点移到b点的过程中电场力做功为＋6eV，则以下推断正确的是（）A.电子受到电场力从a指向bB.电子的电势能增加6eVC.a、b两点间电势差Uab＝－6VD.电场强度的方向肯定由a沿直线指向b解析：电子由a点移到b点，电场力做功6eV，电子受到的电场力的方向就是a到b，电场强度的方向与电子受电场力的方向相反，即由b指向a.故A正确，D错误；由于电场力对电子做功6eV，电子的电势能就削减了6eV.故B错误；a、b两点电势差Uab＝eq\f(Wab,q)＝eq\f(6eV,－e)＝－6V，故C正确.答案：AC12.（多选）（2024·江苏模拟）A、B为电场中始终线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做直线运动到B点，其电势能Ep随位移x的改变关系如图所示.则从A到B过程中，下列说法正确的是（）A.点电荷的速度先增大后减小B.空间电场是某负点电荷形成的C.电荷所受电场力先减小后增大D.空间各点的电势先上升后降低答案：CD13.（2024·四川模拟）如图所示，在竖直面内有一边长为eq\r(3)L的正六边形区域，O为中心点，CD水平.将一质量为m的小球以肯定的初动能从B点水平向右抛出，小球运动轨迹过D点.现在该竖直面内加一匀强电场，并让该小球带电，电荷量为＋q，并以前述初动能沿各个方向从B点抛入六边形区域，小球将沿不同轨迹运动.已知某一方向抛入的小球过O点时动能为初动能的eq\f(1,3)，另一方向抛入的小球过C点时动能与初动能相等.重力加速度为g，电场区域足够大，求：（1）小球的初动能；（2）取电场中B点的电势为零，求O、C两点的电势.解析：（1）设小球从B点抛出时速度为v0，从B到D所用时间为t，小球做平抛运动在水平方向上xBD＝v0t，在竖直方向上yBD＝eq\f(1,2)gt2，由几何关系可知：xBD＝eq\r(3)Lcos60°＋eq\r(3)L，yBD＝eq\r(3)Lsin60°，解得小球的初动能为：EkB＝eq\f(1,2