適用于新高考新教材廣西專版2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)課時(shí)規(guī)范練25靜電場(chǎng)中能的性質(zhì)

課時(shí)規(guī)范練25靜電場(chǎng)中能的性質(zhì)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練1.(電勢(shì)能、電勢(shì))(2024北京高三模擬)真空中的A、B兩點(diǎn)固定有帶正電的點(diǎn)電荷,電荷量不相等。一個(gè)帶負(fù)電的摸索電荷置于二者連線上的O點(diǎn)時(shí),僅在靜電力的作用下恰好保持靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。以下說(shuō)法正確的是()A.N點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)B.B點(diǎn)點(diǎn)電荷的電荷量大于A點(diǎn)點(diǎn)電荷的電荷量C.該摸索電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能D.該摸索電荷在M點(diǎn)受到的靜電力小于在N點(diǎn)受到的靜電力2.(電場(chǎng)線、電勢(shì)、電勢(shì)能的理解)(2024遼寧卷)等量異種點(diǎn)電荷固定在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)分布如圖所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示等勢(shì)線。將同一負(fù)電荷先后置于a、b兩點(diǎn),電勢(shì)能分別為Epa和Epb,電荷所受靜電力大小分別為Fa和Fb,則()A.Epa>Epb,Fa>FbB.Epa>Epb,Fa<FbC.Epa<Epb,Fa>FbD.Epa<Epb,Fa<Fb3.(電場(chǎng)線、電勢(shì)、電勢(shì)能的理解)電荷量相等的四個(gè)點(diǎn)電荷分別固定于正方形的四個(gè)頂點(diǎn),O點(diǎn)是正方形的中心,電場(chǎng)線分布如圖所示,取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。下列說(shuō)法正確的是()A.正方形右下角電荷q帶負(fù)電B.M、N、P三點(diǎn)中N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最小C.M、N、P三點(diǎn)中M點(diǎn)電勢(shì)最高D.負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)的電勢(shì)能小4.(帶電粒子與等勢(shì)面問(wèn)題)(2024北京模擬)一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)射入一點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖實(shí)線abc所示,圖中虛線是同心圓弧,表示電場(chǎng)中的等勢(shì)面,下列推斷正確的是()A.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能確定大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能B.粒子在b點(diǎn)的速率確定大于在a點(diǎn)的速率C.粒子在a點(diǎn)和c點(diǎn)的動(dòng)能相等D.粒子在b點(diǎn)所受的靜電力小于在a點(diǎn)所受的靜電力5.(電場(chǎng)線、電勢(shì)、電勢(shì)能的比較)如圖所示,A、B、C、D是正四面體的四個(gè)頂點(diǎn),在B、D兩點(diǎn)分別固定等量異種點(diǎn)電荷。下列說(shuō)法正確的是()A.A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)高B.A、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向C.將一摸索電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn),靜電力不做功D.將一摸索電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn),靜電力先變小后變大6.(φ-x圖像)空間存在著平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng),但電場(chǎng)的詳細(xì)方向未知,現(xiàn)用儀器在紙面內(nèi)沿夾角為60°的Ox、Oy兩個(gè)方向探測(cè)該靜電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì),得到各點(diǎn)電勢(shì)φ與到O點(diǎn)距離的函數(shù)關(guān)系如圖所示,則下列關(guān)于該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的說(shuō)法,正確的是()A.E=2V/m,沿Ox方向B.E=200V/m,沿yO方向C.E=2003V/m,沿∠xOy角平分線向下D.E=40033V/m,沿∠素養(yǎng)綜合練7.(多選)(2024廣東高三模擬)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi),由a、b、c、d、a'、b'、c'、d'作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間,電場(chǎng)方向與面abcd垂直。若在c點(diǎn)固定一正點(diǎn)電荷Q,則()A.b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,電勢(shì)相等B.a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,電勢(shì)相等C.b'、d'兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,電勢(shì)相等D.a'、b'兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,電勢(shì)相等8.(多選)如圖所示,A、B、C、D為水平圓周上的四個(gè)點(diǎn),C、D、E、F為豎直圓周上的四個(gè)點(diǎn),其中AB與CD交于圓心O且相互垂直,CD與EF交于圓心O且相互垂直,兩個(gè)圓的半徑均為R。在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,在B點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為-Q的點(diǎn)電荷。在兩點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中()A.C點(diǎn)電勢(shì)高于E點(diǎn)電勢(shì)B.一個(gè)正電荷q在E點(diǎn)受到的靜電力方向沿直徑EF指向O點(diǎn)C.將一個(gè)正電荷q從A點(diǎn)旁邊沿半徑移動(dòng)到O點(diǎn)后再沿半徑移動(dòng)到E點(diǎn),該電荷電勢(shì)能先減小后不變D.將一個(gè)正電荷q沿CD連線由C移到D,該電荷受到的靜電力先增大后減小9.(2024北京交大附中聯(lián)考模擬)真空中一半徑為r0的帶電金屬球,通過(guò)其球心的始終線上各點(diǎn)的電勢(shì)φ分布如圖所示,r表示該直線上某點(diǎn)到球心的距離,r1、r2分別是該直線上A、B兩點(diǎn)離球心的距離,依據(jù)電勢(shì)圖像(φ-r圖像),推斷下列說(shuō)法正確的是()A.該金屬球可能帶負(fù)電B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向球心C.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.電荷量大小為q的正電荷沿直線從A移到B的過(guò)程中,靜電力做功W=q(φ1-φ2)10.(多選)某形態(tài)不規(guī)則的導(dǎo)體置于靜電場(chǎng)中,由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體四周出現(xiàn)了如圖所示的電場(chǎng)分布,圖中虛線表示電場(chǎng)線,實(shí)線表示等勢(shì)面,A、B、C為電場(chǎng)中三個(gè)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)C.將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做正功D.將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢(shì)能增加11.(多選)(2024天津耀華中學(xué)模擬)如圖所示,在電荷量分別為+Q和-Q的兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B的連線上有a、c兩點(diǎn),在連線的中垂線上有b、d兩點(diǎn),a、b、c、d都與連線的中點(diǎn)O等距。則()A.a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度與b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.b點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)C.負(fù)電荷在O點(diǎn)電勢(shì)能大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能D.正電荷從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)靜電力做負(fù)功12.(2024黑龍江高三月考)一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于圖中平面直角坐標(biāo)系所在的平面,平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示,三點(diǎn)的電勢(shì)分別為10V、17V、26V。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2.5V/cmB.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為1VC.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低7eVD.電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),靜電力做功為9eV13.(2024廣東汕頭二模)如圖所示,一立方體空間平行x軸方向存在勻強(qiáng)電場(chǎng),處于Oyz平面內(nèi)粒子源P能同時(shí)放射速率相同的同種粒子,其中沿x軸、z軸正方向的粒子分別從該空間的M、N點(diǎn)離開電場(chǎng)。不計(jì)重力和粒子間的相互作用,則()A.P點(diǎn)的電勢(shì)確定高于M點(diǎn)的電勢(shì)B.從M、N點(diǎn)離開電場(chǎng)的粒子速度相同C.從M、N點(diǎn)離開電場(chǎng)的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等D.從M點(diǎn)離開時(shí)靜電力的功率大于從N點(diǎn)離開時(shí)靜電力的功率答案：1.A解析由題意可知,O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,則AO之間的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向O,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)漸漸降低可知,N點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn),選項(xiàng)A正確;由題意可知,O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,即A、B兩處的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場(chǎng)等大反向,因B點(diǎn)距離O點(diǎn)較近,可知B點(diǎn)點(diǎn)電荷的電荷量小于A點(diǎn)點(diǎn)電荷的電荷量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由A的分析可知,M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì),則帶負(fù)電的摸索電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,則從A到O電場(chǎng)強(qiáng)度漸漸減小,則該摸索電荷在M點(diǎn)受到的靜電力大于在N點(diǎn)受到的靜電力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.D解析電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,因此Fa<Fb,原勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向右,正負(fù)電荷的電場(chǎng)線由正電荷指向負(fù)電荷,因此可知圖中的電場(chǎng)線方向?yàn)閺淖笾赶蛴?因此由對(duì)稱性可知b點(diǎn)電勢(shì)小于a點(diǎn)電勢(shì),Ep=qφ,可知Epb>Epa,故選D。3.C解析依據(jù)電場(chǎng)線的特點(diǎn),正方形左上角電荷帶正電,順時(shí)針起先,其次個(gè)電荷帶負(fù)電,右下角電荷帶正電,第四個(gè)電荷帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;依據(jù)電場(chǎng)線的疏密,M、N、P三點(diǎn)中M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最小,故B錯(cuò)誤;依據(jù)對(duì)稱性可知,O點(diǎn)電勢(shì)為零,M點(diǎn)電勢(shì)為正,N、P兩點(diǎn)更接近負(fù)電荷,電勢(shì)為負(fù),所以三點(diǎn)中M點(diǎn)電勢(shì)最高,將負(fù)電荷從P點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn),電勢(shì)上升,靜電力做正功,電勢(shì)能削減,所以負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)的高,故C正確,D錯(cuò)誤。4.C解析粒子運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線,受力的方向指向凹側(cè),因此該粒子受到向外的斥力,從a到b的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,動(dòng)能減小,A、B錯(cuò)誤;由于a、c處于同一等勢(shì)面上,從a到c過(guò)程中,靜電力做功為零,因此粒子在a點(diǎn)和c點(diǎn)的動(dòng)能相等,C正確;從等勢(shì)面形態(tài)可知,該電場(chǎng)為點(diǎn)電荷的電場(chǎng),b點(diǎn)距離點(diǎn)電荷更近,因此粒子在b點(diǎn)所受的靜電力大于在a點(diǎn)所受的靜電力,D錯(cuò)誤。5.C解析B、D兩點(diǎn)固定的是等量異種點(diǎn)電荷,所以通過(guò)BD的中垂面是等勢(shì)面,A、C在同一等勢(shì)面上,電勢(shì)相同,A、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都與等勢(shì)面垂直,同向,依據(jù)對(duì)稱性可知,電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,故A、B錯(cuò)誤;因?yàn)锳、C兩點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上,所以將一摸索電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn),靜電力不做功,故C正確;A、C兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大,所以將一摸索電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn),靜電力先變大后變小,故D錯(cuò)誤。6.D解析由φ-x和φ-y圖像可知,Ox、Oy兩個(gè)方向上距離O點(diǎn)相同距離處電勢(shì)相等,比如,取距離均為20cm處,電勢(shì)均為40V,則這兩點(diǎn)位于同一等勢(shì)面上,用直線將兩點(diǎn)連接,然后作這條等勢(shì)線的過(guò)O點(diǎn)的垂線,由電場(chǎng)線和等勢(shì)面的關(guān)系可知,這就是電場(chǎng)線,且方向向下,且電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=Ud7.AC解析由正點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=kQr2可知,b、d兩點(diǎn)離c點(diǎn)的距離相等,Q在b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,且方向均與勻強(qiáng)電場(chǎng)垂直,故b、d兩點(diǎn)合電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,b、d兩點(diǎn)在勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)面上,也在點(diǎn)電荷Q的等勢(shì)面上,故兩點(diǎn)電勢(shì)相等,A正確;同理可知,a、b兩點(diǎn)離c點(diǎn)的距離不相等,由正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)大小不相等,與勻強(qiáng)電場(chǎng)疊加之后的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小也就不相等,兩點(diǎn)不在點(diǎn)電荷Q的等勢(shì)面上,故兩點(diǎn)電勢(shì)不相等,B錯(cuò)誤;b'、d'兩點(diǎn)離c點(diǎn)的距離(都為面對(duì)角線)相等,由正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,與勻強(qiáng)電場(chǎng)夾角相等,疊加之后合電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,電勢(shì)也相等,C正確;a'、b'兩點(diǎn)離8.CD解析由題可知,CDEF所在的圓面是線段AB的中垂面,A、B兩點(diǎn)形成的電場(chǎng)為等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng),依據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知,該CDEF所在的圓面與電場(chǎng)線垂直,所以CDEF所在的圓面上各點(diǎn)的電勢(shì)是相等的,C點(diǎn)的電勢(shì)等于E點(diǎn)的電勢(shì),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;CDEF所在的圓面與電場(chǎng)線垂直,所以一個(gè)正電荷q在E點(diǎn)受到的靜電力方向與EF垂直,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;依據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知,從A到O電場(chǎng)強(qiáng)度方向從A指向O,所以從A到O電勢(shì)降低,正電荷q的電勢(shì)能減小;CDEF所在的圓面上各點(diǎn)的電勢(shì)相等,所以將正電荷從O沿半徑移動(dòng)到E點(diǎn),該電荷電勢(shì)能不變,選項(xiàng)C正確;依據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的特點(diǎn)可知,CD連線上O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,從C經(jīng)O到D的過(guò)程中電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,所以正電荷q從C經(jīng)O到D的過(guò)程中受到的靜電力先增大后減小,選項(xiàng)D正確。9.D解析由題圖可知0到r0的電勢(shì)不變,之后電勢(shì)變小,帶電金屬球?yàn)橐坏葎?shì)體,再依據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)漸漸降低,知金屬球帶正電,故A錯(cuò)誤;沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向B,故B錯(cuò)誤;φ-r圖線斜率的物理意義為電場(chǎng)強(qiáng)度,所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故C錯(cuò)誤;正電荷沿直線從A移到B的過(guò)程中,靜電力做功為W=qUAB=q(φ1-φ2),故D正確。10.BD解析依據(jù)電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小,知A點(diǎn)處電場(chǎng)線比B點(diǎn)處稀,則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故A錯(cuò)誤;沿著電場(chǎng)線電勢(shì)漸漸降低,A點(diǎn)所在等勢(shì)線的電勢(shì)比B點(diǎn)所在等勢(shì)線的電勢(shì)高,則A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì),故B正確;將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢(shì)能增加,則靜電力做負(fù)功,故C錯(cuò)誤;電子帶負(fù)電,依據(jù)負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小,在電勢(shì)低處電勢(shì)能大,則知電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢(shì)降低,電子的電勢(shì)能增加,故D正確。11.CD解析等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示,由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布可看出,a點(diǎn)電場(chǎng)線比b點(diǎn)密集,則說(shuō)明a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,A錯(cuò)誤;沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)漸漸降低,則b點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì),B錯(cuò)誤;將負(fù)電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn)靜電力做正功,電勢(shì)能減小,則負(fù)電荷在O點(diǎn)電勢(shì)能大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能,C正確;將正電荷從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)靜電力做負(fù)功,D正確。12.C解析如圖所示,在ac連線上,確定一b'點(diǎn),電勢(shì)為17V,將bb'連線,即為等勢(shì)線,那么垂直bb'連線,則為電場(chǎng)線,再依據(jù)沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)降低,則電場(chǎng)線方向如圖所示,因?yàn)榇穗妶?chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),則有E=Ucbd,依據(jù)幾何關(guān)系,則有d=b'c·bcbb'=4.5×64.52+62cm=3.6cm,因此電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=26-173.6V/cm=2.5V/cm,故A正確;依據(jù)φc-φa=φb-φ0,因a、b、c三點(diǎn)電勢(shì)分別為φa=10V,φb=17V,φc=26V,解得坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為φ0=1V,故B正確;因Uab=φa-φb=10V-17V=-7V,電子從a點(diǎn)到b點(diǎn)靜電力做功為13.D解析