2019-2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 6.2電場(chǎng)能的性質(zhì)的描述限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分)1. 關(guān)于電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系，下列說法正確的是()A. M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于單位電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電場(chǎng)力做的功B. 不管是否存在其他力做功，電場(chǎng)力對(duì)電荷做多少正功，電荷的電勢(shì)能就減少多少C. 在兩點(diǎn)移動(dòng)電荷電場(chǎng)力做功為零，則兩點(diǎn)一定在同一等勢(shì)面上，且電荷一定在等勢(shì)面上移動(dòng)D. 在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場(chǎng)力做功的多少與零電勢(shì)的選擇有關(guān)解析：WqUABq(AB)，由此關(guān)系式可以得出，當(dāng)q取單位正電荷時(shí)，WUAB，也就是說“M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于單位正電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電場(chǎng)力做的功”，所以A錯(cuò)；不管是否有其他力做功，電場(chǎng)力做多少正功，電荷的電勢(shì)能就減少多少，B正確；在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功為零，說明了兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，但移動(dòng)的路徑不能確定，故C錯(cuò)誤；兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和零電勢(shì)的選擇沒有關(guān)系，所以在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力做功的多少和零電勢(shì)的選擇沒有關(guān)系，D錯(cuò)誤。答案：B2. xx北師大附中檢測(cè)如圖所示的四個(gè)電場(chǎng)中，均有相互對(duì)稱分布的a、b兩點(diǎn)，其中電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都相同的是()解析：選項(xiàng)A中，a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中a、b兩點(diǎn)電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)均相同，選項(xiàng)B正確；選項(xiàng)C中a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中，a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：B3. (多選)如圖所示，實(shí)線表示一簇關(guān)于x軸對(duì)稱的等勢(shì)面，在軸上有A、B兩點(diǎn)，則()A. A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B. A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向C. A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)D. A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)解析：由電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系可知，電場(chǎng)線一定與等勢(shì)面垂直，且從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面，作出相對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)線分布，如圖所示，則可知A、B兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)與x軸同向，由電場(chǎng)線的疏密可知，A點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)EA小于B點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)EB，故正確選項(xiàng)為A、D。答案：AD4. (多選)如圖所示，一空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)中的A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)恰好構(gòu)成正四面體，已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向平行于正四面體的底面ABC，正四面體棱長(zhǎng)為2cm。已知UAC6 V、UBC6 V，則()A. UDC4 VB. UDC3 VC. E200 V/m D. E V/m解析：由題意可知，AB連線為等勢(shì)線，過C點(diǎn)作底邊AB的垂線，垂足為F，則FC即為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，由幾何知識(shí)知FC3 cm，則勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E V/m200 V/m；過D點(diǎn)作FC的垂線，垂足為G，則CGFC，所以UDCUAC4 V；選項(xiàng)A、C正確。答案：AC5. 如圖所示，在圓心O處固定一正點(diǎn)電荷，現(xiàn)從P點(diǎn)以相同的速率發(fā)射兩個(gè)檢驗(yàn)電荷a、b，只在電場(chǎng)力作用下分別沿PM、PN運(yùn)動(dòng)到M、N兩點(diǎn)，M、N都在以O(shè)為圓心的圓上。若檢驗(yàn)電荷a、b的質(zhì)量、電荷量均相等，則下列判斷正確的是 ()A. a帶正電，b帶負(fù)電B. P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)C. a、b到達(dá)M、N時(shí)兩粒子速率相等D. a電荷電勢(shì)能減少，b電荷電勢(shì)能增加解析：據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡可知，a受到圓心處正點(diǎn)電荷的吸引作用，而b受到排斥作用，所以a帶負(fù)電，b帶正電，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；P點(diǎn)離場(chǎng)源點(diǎn)電荷較N點(diǎn)遠(yuǎn)，所以場(chǎng)強(qiáng)較小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；a到達(dá)M的過程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，但總功為正值，所以a的速率變大，而b到達(dá)N的過程中，電場(chǎng)力做的總功為負(fù)值，所以其速率減小，故a到達(dá)M時(shí)的速率較大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a的速率變大，動(dòng)能變大，電勢(shì)能減少，而b的速率變小，動(dòng)能變小，電勢(shì)能增加，選項(xiàng)D正確。答案：D6. (多選)如圖所示，在等量異種電荷形成的電場(chǎng)中，畫一正方形ABCD，對(duì)角線AC與兩點(diǎn)電荷連線重合，兩對(duì)角線交點(diǎn)O恰為電荷連線的中點(diǎn)。下列說法中正確的是()A. A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B. B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度及電勢(shì)均相同C. 一電子由B點(diǎn)沿BCD路徑移至D點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小D. 一電子由C點(diǎn)沿COA路徑移至A點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)其先做負(fù)功后做正功解析：根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加得A點(diǎn)和B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不相等，則A選項(xiàng)錯(cuò)誤；等量異種電荷形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)線分別關(guān)于連線和中垂線對(duì)稱，則B選項(xiàng)正確；沿BCD路徑，電勢(shì)先減小后增大，電子由B點(diǎn)沿BCD路徑移至D點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小，則C選項(xiàng)正確；沿COA路徑電勢(shì)逐漸增大，電子由C點(diǎn)沿COA路徑移至A點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)其一直做正功，則D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：BC7. (多選)空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)在x軸上分布如圖所示，x軸上兩點(diǎn)B、C的電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上的分量分別是EBx、ECx，下列說法中正確的有()A. EBx的大小大于ECx的大小B. EBx的方向沿x軸正方向C. 電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x方向上的分量最大D. 負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功解析：在B點(diǎn)和C點(diǎn)附近的圖線上分別取很小的一段距離d，由圖象可知，B點(diǎn)附近線段對(duì)應(yīng)的電勢(shì)差大于C點(diǎn)附近線段對(duì)應(yīng)的電勢(shì)差，由于d很小，可看作勻強(qiáng)電場(chǎng)有E，可見EBx>ECx，A項(xiàng)正確；同理可知O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力最小且為0，C項(xiàng)錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，B點(diǎn)在O點(diǎn)左側(cè)，EBx的方向沿x軸負(fù)方向，C點(diǎn)在O點(diǎn)右側(cè)，ECx的方向沿x軸正方向，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。答案：AD8. xx寶雞質(zhì)檢 如圖所示，虛線A、B、C為某電場(chǎng)中的三條等勢(shì)線，其電勢(shì)分別為3 V、5 V、7 V，實(shí)線為帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌跡，P、Q為軌跡與等勢(shì)線A、C的交點(diǎn)，帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是()A. 粒子可能帶負(fù)電B. 粒子在P點(diǎn)的動(dòng)能大于在Q點(diǎn)動(dòng)能 C. 粒子在P點(diǎn)電勢(shì)能大于粒子在Q點(diǎn)電勢(shì)能D. 粒子在P點(diǎn)受到電場(chǎng)力大于在Q點(diǎn)受到的電場(chǎng)力解析：根據(jù)等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直可畫出電場(chǎng)線，由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡及電場(chǎng)線分布可確定帶電粒子所受電場(chǎng)力的方向偏向左側(cè)，粒子帶正電，粒子在P點(diǎn)的動(dòng)能大于在Q點(diǎn)動(dòng)能，A錯(cuò)誤，B正確；由于帶電粒子只受電場(chǎng)力，帶電粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變，根據(jù)A、B、C三條等勢(shì)線的電勢(shì)分別為3 V、5 V、7 V，粒子帶正電，粒子在P點(diǎn)電勢(shì)能小于粒子在Q點(diǎn)電勢(shì)能，C錯(cuò)誤；由于P點(diǎn)所在處等差等勢(shì)面疏，電場(chǎng)強(qiáng)度小，所以粒子在P點(diǎn)受到電場(chǎng)力小于在Q點(diǎn)受到的電場(chǎng)力，D錯(cuò)誤。答案：B9. xx荊門市元月調(diào)考如圖所示，在某電場(chǎng)中畫出了三條電場(chǎng)線，C點(diǎn)是A、B連線的中點(diǎn)。已知A點(diǎn)的電勢(shì)為A30 V，B點(diǎn)的電勢(shì)為B10 V，則C點(diǎn)的電勢(shì)()A. C10 V B. C>10 VC. C<10 V D. 上述選項(xiàng)都不正確解析：由于AC之間的電場(chǎng)線比CB之間的電場(chǎng)線密，相等距離之間的電勢(shì)差較大，即AC>CB，所以C<10 V，選項(xiàng)C正確。答案：C10. 如圖所示，空間有與水平方向成角的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，用長(zhǎng)L的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)。當(dāng)小球靜止時(shí)，細(xì)線恰好處于水平位置。現(xiàn)用一個(gè)外力將小球沿圓弧緩慢地拉到最低點(diǎn)，此過程小球的電荷量不變。則該外力做的功為 ()A. mgL B. mgLtanC. mgL/tan D. mgL/cos解析：小球靜止時(shí)受力如圖所示，則靜電力F。細(xì)線在電場(chǎng)方向的距離如圖所示。由動(dòng)能定理W外F(LcosLsin)mgL0，將F代入可解得W外mgL/tan，故選項(xiàng)C正確。答案：C二、非選擇題(本題共2小題，共40分)11. (16分)xx濱海檢測(cè)在一個(gè)水平面上建立x軸，在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E6.0105 N/C，方向與x軸正方向相同。在O處放一個(gè)電荷量q5.0108 C、質(zhì)量m1.0102 kg的絕緣物塊，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.20，沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v02.0 m/s，如圖所示。求物塊最終停止時(shí)的位置。(g取10 m/s2)解析：物塊先在電場(chǎng)中向右減速，設(shè)運(yùn)動(dòng)的位移為x1，由動(dòng)能定理得：(|q|Emg)x10mv所以x1，代入數(shù)據(jù)得x10.4 m可知，當(dāng)物塊向右運(yùn)動(dòng)0.4 m時(shí)速度減為零，因物塊所受的靜電力F|q|E0.03 N>Ffmg0.02 N，所以物塊將沿x軸負(fù)方向加速，跨過O點(diǎn)之后在摩擦力作用下減速，最終停止在O點(diǎn)左側(cè)某處，設(shè)該點(diǎn)距O點(diǎn)距離為x2，則對(duì)全過程由動(dòng)能定理得mg(2x1x2)0mv。解得x20.2 m。答案：在O點(diǎn)左側(cè)距O點(diǎn)0.2 m處12. (24分) 如圖所示，在足夠長(zhǎng)的光滑絕緣水平直線軌道上方的P點(diǎn)，固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從軌道上的A點(diǎn)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)速度為v。已知點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在A點(diǎn)的電勢(shì)為(取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)，P到物塊的重心豎直距離為h，P、A連線與水平軌道的夾角為60，試求：(1)物塊在A點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大??；(2)點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在B點(diǎn)的電勢(shì)。解析： (1)物塊在A點(diǎn)受重力、電場(chǎng)力、支持力。分解電場(chǎng)力，由豎直方向受力平衡得FNmgksin60又因?yàn)閔rsin60由以上兩式解得支持力為FNmg。(2)物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得qUmv2mv又因?yàn)閁BAB，由以上兩式解得B(vv2)。答案：(1)mg(2)(vv2)