2025版新教材高考物理全程一輪總復習課時分層作業(yè)33靜電場中的能量

課時分層作業(yè)(三十三)靜電場中的能量基礎強化練1.三個固定的帶電荷量均為Q的點電荷形成的電場如圖所示，A、B是電場中的兩個點，下列說法正確的是()A．三個固定的點電荷都帶負電B．A、B兩點的電場強度大小EA>EBC．A、B兩點電勢φA<φBD．把一個負的摸索電荷從A移動到B電勢能減小2．醫(yī)生專心電圖檢查儀為一位身高1.8m的運動員體檢，她把電極吸在身體5個不同的位置，如圖所示．假如人體從頭往腳的方向構成勻強電場，其中有兩個點的電勢差最大，約為500μV，則電場強度約為()A．278μV/mB．500μV/mC．1000μV/mD．1250μV/m3．[2024·湖南卷]如圖，四根完全相同的勻稱帶正電絕緣長棒對稱放置在長方體的四條長邊a、b、c、d上．移去a處的絕緣棒，假定另外三根絕緣棒電荷分布不變．關于長方體幾何中心O點處電場強度方向和電勢的改變，下列說法正確的是()A．電場強度方向垂直指向a，電勢減小B．電場強度方向垂直指向c，電勢減小C．電場強度方向垂直指向a，電勢增大D．電場強度方向垂直指向c，電勢增大4.[2024·上海金山區(qū)模擬]三個電荷量分別是－Q、＋Q、＋Q的點電荷固定在等邊三角形的三個頂點，形成電場的部分等勢面如圖所示，粗實線為某根電場線．下列推理正確的是()A．依據(jù)電場線與等勢面垂直，可知等勢面1和等勢面2的電勢相等B．依據(jù)沿電場線方向電勢降低，可知等勢面1和等勢面2的電勢相等C．依據(jù)沿電場線方向電勢降低，可知不存在與－Q和＋Q的連線重合的電場線D．依據(jù)－Q和＋Q的連線與等勢面不垂直，可知不存在與－Q和＋Q的連線重合的電場線5.[2024·黑龍江大慶一中階段練習]一避雷針某時刻離帶正電云層很近，其四周電場的等差等勢面分布狀況如圖所示，在同一豎直平面內有A、B、C三點，其中A、B兩點關于避雷針對稱，以避雷針表面為零勢能面，則下列說法正確的是()A．A、B兩點的電場強度相同B．正電荷在C點的電勢能大于在A點的C．負電荷只在電場力作用下從B點移動到C點，動能減小D．C點的電場強度大于A點的6.[2024·江蘇蘇州模擬]電子顯微鏡通過“靜電透鏡”實現(xiàn)對電子會聚或發(fā)散使微小物體成像．如圖所示，某“靜電透鏡”區(qū)域的等差等勢面為圖中虛線，其中M、N兩點電勢φM>φN.現(xiàn)有一正電子束沿垂直虛線AB的方向進入“透鏡”電場，僅在電場力的作用下穿過小孔CD.下列說法正確的是()A．M點的電場強度小于N點的電場強度B．正對N點射入“透鏡”電場的正電子會經過N點C.正對小孔CD中心射入“透鏡”電場的正電子不會沿直線穿出小孔D．該“透鏡”電場對垂直虛線AB射入小孔CD的正電子束有發(fā)散作用7.(多選)如圖，在勻強電場中有一虛線圓，ab和cd是圓的兩條直徑，其中ab與電場方向的夾角為60°，ab＝0.2m，cd與電場方向平行，a、b兩點間的電勢差Uab＝20V．則()A．電場強度的大小E＝200V/mB．b點的電勢比d點的低5VC．將電子從c點移到d點，電場力做正功D．電子在a點的電勢能大于在c點的電勢能8.在地圖中，通常采納等高線來表示地勢的凹凸，如圖所示．在物理學中，通常采納等勢線來表示電勢的凹凸，若水平面上的圖為等勢線圖，所標數(shù)字為電勢，單位為V.元電荷為e.則()A．B、D兩點的電場強度大小相等B．將一電子由D點移動到C點，電場力對該電子所做的正功為30eVC．同一正檢驗電荷在A點處的電勢能小于其在D點處的電勢能D．A、D兩點之間的電勢差等于30V9.[2024·重慶市聯(lián)考]如圖所示，等邊△ABC所在平面與勻強電場平行，其中電勢φA＝φ，φB＝2φ，φC＝3φ(φ>0)，保持該電場的場強大小和方向不變，讓等邊三角形以A點為定點在紙面內順時針轉過30°，到△AB′C′位置，則此時的C′點電勢為()A．φB．2φC．eq\r(3)φD．(1＋eq\r(3))φ實力提升練10．(多選)空間中有兩個固定點電荷A和B，帶電荷量的肯定值分別為QA和QB，以點電荷A、B連線上某點為原點，以點電荷A和B所在的直線為x軸建立直角坐標系，分別作出部分E-x和φ-x圖像，如圖所示，無窮遠處電勢為零．則下列說法正確的是()A．A為正點電荷，B為負點電荷，且QA<QBB．A為負點電荷，B為正點電荷，且QA>QBC．1是E-x圖像，2是φ-x圖像D．1是φ-x圖像，2是E-x圖像11.[2024·山東濟南一模]如圖所示，在電場強度大小為E的勻強電場中，某電場線上有兩點M和N，距離為2d.在M和N處分別固定電荷量為＋q和－q的兩個點電荷．下列說法正確的是()A．點電荷＋q和－q受到的靜電力大小均為qE，方向相反B．將點電荷＋q沿M、N連線向N點移動距離d，靜電力對點電荷＋q做的功為qEdC．交換兩個點電荷的位置，勻強電場施加的電場力對兩個點電荷做功之和為零D．將兩點電荷沿M、N連線移動距離d，保持兩個點電荷的距離不變，靜電力對兩個點電荷做功之和為零12．[2024·哈爾濱質檢](多選)如圖甲所示，光滑絕緣水平面上有一沿水平方向的電場，MN是電場中的一條直線，線上有A、B、C三點．一帶電荷量為＋2×10－3C、質量為1×10－3kg的小物塊(可視為質點)從A點靜止釋放，只受靜電力作用，沿MN做直線運動，其運動的v-t圖像如圖乙所示，經過B點時，v-t圖線的斜率最大(圖中斜虛線)，C點處的切線平行于t軸，運動過程中小物塊帶電荷量保持不變，則下列說法正確的是()A．A、B兩點電勢差UAB＝4VB．A、C間電場強度方向相同，B點場強最大，為1V/mC．由A到C的過程中小物塊的電勢能先減小后變大D．小物塊從B點到C點，靜電力做的功W＝1×10－2J課時分層作業(yè)（三十三）1．解析：由電場線的指向可知，三個點電荷都是正電荷，故A錯誤；由電場線的疏密可知，EA>EB，故B正確；沿電場線方向電勢降低，所以φA>φB，故C錯誤；負的摸索電荷從A移動到B，電場力做負功，所以電勢能增加，故D錯誤．答案：B2．解析：A、E兩點間的電勢差最大，且A、E間的距離約為1m，則E＝eq\f(500μV,1m)＝500μV/m，故選項B正確．答案：B3．解析：由對稱性與電場疊加原理可知，a、b、c、d處四根完全相同、勻稱帶正電絕緣長棒在O點的合場強為零，類比正點電荷電場可知，一根帶正電絕緣長棒在空間某點的場強方向沿該棒所在直線的垂線指向該點，故撤去a處的絕緣棒后，O點的電場強度方向由O點垂直指向a，B、D項錯誤；設每根帶正電絕緣長棒在O點產生的電勢為φ0，且大于零，則依據(jù)電勢的疊加原理知，四根完全相同、勻稱帶正電絕緣長棒在O點產生的電場的電勢為4φ0，若撤去a處的絕緣棒，其他三棒在O點產生的電場的電勢為3φ0，故撤去a處的絕緣棒后，O點的電勢減小，A項正確、C項錯誤．答案：A4．解析：等勢面1和等勢面2電勢是否相等的推斷依據(jù)應為兩等勢面是否關于兩正電荷連線的中垂線對稱，故A、B錯誤；電場線肯定到處與等勢面垂直，假設－Q與＋Q的連線與某條電場線重合，則該電場線上各處都應當與等勢面垂直，視察題目所給圖像，－Q與＋Q的連線不滿意該要求，所以不存在與這個連線重合的電場線，而從沿電場線方向電勢降低，無法推理出是否存在電場線與－Q和＋Q的連線重合，故C錯誤，D正確．答案：D5．解析：A、B兩點關于避雷針對稱，電場強度大小相等，方向不同，選項A錯誤；由圖可知，A、B兩點在同一個等勢面上，且電勢低于C點的電勢，可知正電荷在C點的電勢能大于在A點的電勢能，選項B正確；B點的電勢小于C點的電勢，負電荷從低電勢到高電勢，電場力做正功，依據(jù)動能定理可知，負電荷的動能增大，選項C錯誤；等差等勢面越密集電場強度越大，結合題圖可知C點的電場強度小于A點的，選項D錯誤．答案：B6．解析：因M點處的等差等勢面比N點處的等差等勢面密集，則M點處的電場線比N點處的電場線密集，故M點的電場強度大于N點的電場強度，選項A錯誤；因電場線與等勢面垂直，故正對N點射入“透鏡”電場的正電子受到的電場力的方向不總是指向N點，故正電子不會經過N點，選項B錯誤；電場線與等勢面垂直，由圖中對稱性及力的合成法則可知，正對小孔CD中心射入“透鏡”電場的正電子受到的電場力的方向與速度方向相同，會沿直線穿出小孔，選項C錯誤；依據(jù)垂直虛線AB射入小孔CD的正電子束受到的電場力方向可知，該“透鏡”電場對垂直虛線AB射入小孔CD的正電子束有發(fā)散作用，選項D正確．答案：D7．解析：由勻強電場中場強與電勢差的關系可知，E＝eq\f(Uab,abcos60°)＝200V/m，A項正確；沿電場線方向電勢降低，故b點電勢高于d點電勢，B項錯誤；同理，a點電勢低于c點電勢，由Ep＝－eφ可知，電子在a點的電勢能大于在c點的電勢能，D項正確；電子受力與場強方向相反，故電子從c點到d點，電場力做負功，C項錯誤．答案：AD8．解析：由圖可知，B、D兩點的電勢相等，B點處的等差等勢線比D點處的等差等勢線稀疏，由E＝eq\f(U,d)可知，B點處的電場強度大小小于D點處的電場強度大小，即B、D兩點的電場強度大小不相等，選項A錯誤；由于D點的電勢為100V，C點的電勢為130V，將一電子由D點移動到C點，電場力對該電子做正功，為WDC＝e（φD－φC）＝30eV，選項B正確；由于A點的電勢（120V）高于D點的電勢（100V），依據(jù)電勢能的定義，Ep＝qφ，可知同一正檢驗電荷在A點處的電勢能大于其在D點處的電勢能，選項C錯誤；A、D兩點之間的電勢差UAD＝φA－φD＝120V－100V＝20V，選項D錯誤．答案：B9．解析：利用等分法確定勻強電場方向為從C指向A，設AC長度為L，則E＝eq\f(2φ,L)，由幾何學問得，C′A沿電場線方向的距離為dC′A＝Lcos30°＝eq\f(\r(3),2)L，由電勢差與電場強度的關系可知，UC′A＝φC′－φA＝EdC′A＝eq\f(2φ,L)·eq\f(\r(3)L,2)，解得φC′＝（1＋eq\r(3)）φ，故D正確，A、B、C錯誤．答案：D10．解析：由于正點電荷四周電勢趨于正無窮大，所以由圖可知B為正點電荷，因為點電荷B右側有場強為0的點，說明A為負點電荷，因電場強度疊加為0的位置，離B近，離A遠，故由E＝keq\f(Q,r2)可知QA>QB，B正確，A錯誤．當φ-x圖像斜率為0時，場強為0，結合圖中的協(xié)助線，可知1是φ-x圖像，2是E-x圖像，D正確，C錯誤．答案：BD11．解析：點電荷＋q受到的靜電力為勻強電場對其施加的向右的電場力qE以及點電荷－q對其施加的向右的庫侖力keq\f(q2,4d2)的矢量和，則合力為F1＝qE＋keq\f(q2,4d2)，方向水平向右；點電荷－q受到的靜電力為勻強電場對其施加的向左的電場力qE以及點電荷＋q對其施加的向左的庫侖力keq\f(q2,4d2)的矢量和，則合力為F2＝qE＋keq\f(q2,4d2)，方向水平向左，選項A錯誤．將點電荷＋q沿M、N連線向N點移動距離d，靜電力做功包含兩部分，即勻強電場施加的電場力對點電荷＋q做的功qEd和點電荷－q對點電荷＋q施加的庫侖力做的正功之和，選項B錯誤．若交換兩個點電荷的位置，靜電力對點電荷＋q做正功，對點電荷－q也做正功，二者的代數(shù)和大于零，選項C錯誤．將兩點電荷沿M、N連線移動距離d，保持兩個點電荷的距離不變，此時兩點電荷之間的庫侖力所做總功為零，勻強電場施加的電場力對兩個點電荷所做功的數(shù)值恰好互為相反數(shù)，故靜電力對兩個點電荷做功之和為零，選項D正確．答案：D12．解析：小物塊由A到B的過程中，依據(jù)動能定理得WAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))，代入數(shù)據(jù)解得WAB＝8×10－3J，又UAB＝eq\f(WAB,q)，代入數(shù)據(jù)解得UAB＝4V，選項A正確；依據(jù)v-t圖線的斜率表示加速度，可得由A到B，小物塊加速度不斷增大，在B點的加速度最大，為a＝eq\f(4,5－3)m/s2＝2m/s2，在B點所受的靜電力最大，為F＝ma＝1×10－3×2N＝2×10－3N，則A、C間電