【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版选修3-11-4电势能和电势限时过关练（解析版）

【物理】2020届信阳一高一轮复习人教新课标版选修3-11-4电势能和电势限时过关练（解析版）

信阳一高2020年高考物理一轮复习限时过关练：选修3-11.4电势能和电势（解析版)‎ ‎1．如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q，a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直，则下列说法中正确的是 A．b、d两点的电场强度相同 B．a点的电势等于f点的电势 C．点电荷+q在球面上任意两点之间移动时，电场力一定做功 D．将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，从球面上a点移动到c点的电势能变化量一定最大 ‎2．一个带电小球在空中从a点运动到b点的过程中，重力做功5 J，电场力做功2 J，克服阻力做功1 J。由此可判断能量变化的有关说法中正确的是( )‎ A．重力势能增加5 J B．电势能增大2 J C．动能增大6 J D．机械能减少3 J ‎3．如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点．下列说法中正确的是（ ）‎ A．三个等势面中，等势面c的电势最高 B．带电质点一定是从P点向Q点运动 C．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 D．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小 ‎4．下列各物理量中，与试探电荷有关的量是 A．电场强度E B．电势φ C．电势差U D．电场做的功W ‎5．如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）‎ A．粒子带正电 B．粒子在A点加速度大 C．粒子在B点动能大 D．粒子由A到B电场力做负功 ‎6．如图所示，在场强为E的匀强电场中有A、B两点，AB连线长L，与电场线夹角为α。则AB两点的电势差为 ‎ A．零 B．EL C．ELcosα D．ELsinα ‎7．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（ ）‎ A．M点的电势大于N点的电势 B．M点的电势小于N点的电势 C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力 ‎8．如图1,光滑绝缘水平面上,在坐标x1=−‎2L、x2=‎2L分别放置正电荷+QA、+QB且QA=9QB.两电荷连线上电势φ与位置x之间的关系图象如图2，x=L点为图线的最低点,若在x=‎1.5L的位置处由静止释放一个质量为m、电荷量为+q的试探电荷,则下列说法正确的是( ) ‎ A．x=L处场强为0 B．试探电荷+q在x=L处速度最大 C．试探电荷+q在x=L点电势能为零 D．试探电荷+q能够运动的最远处 ‎9．如图所示，虚线a、b、c代表点电荷电场中的三个等势面，它们的电势分别为a、b和c，a＞b＞c，一带电粒子射入电场中，其运动轨迹如图中实线KLMN所示。由图可知下列说法中正确的是（ ） ‎ A．粒子在K点的速度比在L点的速度大 B．粒子在K点的速度与在N点的速度相同 C．粒子在L点的电势能比在M点的电势能大 D．粒子在L点的加速度比在M点的加速度大 ‎10．如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是 A．粒子在三点所受电场力不相等 B．粒子可能先经过a，再到b，然后到c C．粒子三点所具有的动能大小关系为Ekb＞Eka＞Ekc D．粒子在三点的电势能大小关系为Epc＜Epa＜Epb ‎11．在电场中把一个电荷量为﹣6×10﹣‎8C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为﹣3×10﹣5J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5×10﹣5J，求：‎ ‎(1)A与C两点间的电势差；‎ ‎(2)取C点为电势零点时，A的电势为多大？‎ ‎(3)若是把一个q2＝4×10﹣‎8C的点电荷在电场中移动则由A移到B电场力做多少功？由B移到C电场力做多少功？‎ ‎12．有一个带电荷量q=－3×10－‎6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4J的功，问：‎ ‎(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？‎ ‎(2)如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？‎ ‎ 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.点电荷+Q在b点产生的电场方向为竖直向上，在d点产生的电场方向为竖直向下，匀强电场方向水平向右，根据平行四边形定则可知，b点的合场强斜向右上方，d点的合场强斜向右下方，两点场强大小相同，方向不同，电场强度不同。故A错误；‎ B.将一个试探正电荷由a点移动到f点，点电荷电场力不做功，匀强电场的电场力做正功，故合力做正功，电势能减小，电势降低，则a点的电势高于f点的电势，故B错误；‎ C.当电荷+q沿着球面上的bedf移动时，匀强电场的电场力不做功，点电荷电场力也不做功，故合电场力不做功，故C错误；‎ D.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，点电荷电场力不做功，从a点移动到c点，匀强电场的电场力做功最大，故合力做功最大，故D正确。‎ ‎2．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 重力做功等于重力势能的减小量，重力做功5J，故重力势能减小5J，故A错误。‎ B. 电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功2J，故电势能减小2J，故B错误。‎ C. 合力做功等于动能的增加量，合力做功等于各个分力做的功，总功为 W总=WG+W电+W阻=5J+2J-1J=6J 故动能增大6J，故C正确。‎ D. 除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量，除重力外，电场力做功2J，与克服空气阻力做功l J，故机械能增加1J，故D错误。‎ ‎3．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 根据轨迹弯曲的方向可知质点受到的电场力的方向向下，电场线方向垂直等势面向下，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，等势面c的电势最低，故A错误。‎ B. 根据已知条件无法判断粒子的运动方向。故B错误。‎ C. 等差等势面P处密，P处电场强度大，电场力大，加速度大。故C错误。‎ D. 根据电势能可知，等势面c的电势最低，正电荷在Q处点势能最小，根据能量守恒可知，在Q处动能最大，故D正确。‎ ‎4．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ABC.电场强度、电势、电势差描述的都是电场本身的性质，与是否有试探电荷无关，故ABC错误。‎ D.电场力对试探电荷做功，与试探电荷的电量及电性有关，故D正确。‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.根据曲线运动条件可知，粒子所受的合力应该指向曲线弯曲的内侧，所以粒子所受的电场力逆着电场线方向，与电场方向相反，所以粒子带负电，故A错误；‎ B.由于B点的电场线密，场强大，所以粒子在B点受到的电场力大，则在B点的加速度较大，故B错误；‎ CD.粒子从A到B，电场力对粒子做负功，电势能增加，动能减小，则粒子在B点动能小，故C错误；D正确。‎ ‎6．C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据电场强度的大小以及A、B两点沿电场线方向上的距离，结合U=Ed求出电势差 ‎【详解】‎ 两点的电势差UAB=Ed=ELcosα，故C正确，A、B、D错误。‎ ‎7．AD ‎【解析】‎ 试题分析：根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势，故A正确，B错误；根据电场线的疏密来判定电场强度的强弱，M点的电场力小于N点，故D正确，C错误。‎ 考点：电势；电场强度 ‎【名师点睛】本题是电场中轨迹问题，关键要根据轨迹的弯曲方向判断出粒子所受的电场力方向，再抓住电场线的物理意义判断场强、电势等的大小。‎ ‎8．ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB.据φ-x图象切线的斜率等于场强E，则知x=L处场强为零，所以在x=‎1.5L处场强向左，小球向左加速运动，到x=L处加速度为0，从x=L向左运动时，电场力向右，做减速运动，所以小球在x=L处的速度最大，故AB正确。‎ C. 由图可知，x=L点电势不为0，由EP=qφ可知，电荷+q在x=L点电势能不为零，故C错误。‎ D. 根据动能定理得：qU=0，得 U=0‎ 所以小球能运动到电势与出发点相同的位置，由图知向左最远能到达的最远处坐标仍大于0，所以试探电荷+q能够运动的最远处，故D正确。‎ ‎9．ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.由题知，点电荷电场中的三个等势面，a＞b＞c，则可知点电荷带正电；一带电粒子射入电场中，其运动轨迹如图中实线KLMN所示，可知带电粒子带正电；粒子从K点运动到L点，电场力做负功，带电粒子的电势能增加，动能减少，粒子在K点的速度比在L点的速度大，故A正确；‎ B. K点与N点在同一个等势面上，粒子在K点的速度与在N点的速度大小相同，但是方向并不相同，故B错误；‎ C. 粒子从L点到M点电场力做正功，粒子的电势能减少，即粒子在L点的电势能比在M点的电势能大，故C正确；‎ D.由点电荷电场的分布知，越靠近点电荷的地方场强越大，粒子所受的电场力越大，加速度就越大，即粒子在L点的加速度比在M点的加速度大，故D正确。‎ ‎10．BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等，选项A错误；‎ B.由题图可知，电场的方向是向上的，带电粒子受到的电场力指向曲线凹侧，是向下的，粒子带负电，带电粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会得到如图的轨迹，选项B正确；‎ CD.带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小，选项C错误，D正确。‎ ‎11．(1)﹣250V(2)﹣250V(3)2×10﹣5J，﹣3×10﹣5J ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)A与B两点间电势差：‎ B与C两点间电势差：‎ A与C两点间的电势差：‎ ‎(2)由 ‎、 ‎ 可得：‎ ‎(3)若移动q2＝4×10﹣‎8C，电场力做功：‎ ‎12．(1) UAB=200 V；UBC=－300 V；UCA=100 V；‎ ‎(2) φA=200 V；φC=300 V；EpA=－6×10－4 J；EpC=－9×10－4 J ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 电荷由A移向B克服静电力做功即静电力做负功，WAB=－6×10－4 J UAB= V=200 V UBC= V=－300 V UCA=UCB＋UBA=－UBC＋(－UAB)=300 V－200 V=100 V.‎ ‎(2)若φB=0，由 UAB=φA－φB 得φA=UAB=200 V 由 UBC=φB－φC 得 φC=φB－UBC=0－(－300) V=300 V 电荷在A点的电势能 EpA=qφA=－3×10－6×200 J=－6×10－4 J 电荷在C点的电势能 EpC=qφC=－3×10－6×300 J=－9×10－4 J.‎