2016高考物理复习专题演练专题十七电场的能的性质

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考点17电场的能的性质两年高考真题演练1.(2015·新课标全国卷Ⅰ,15)如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等。则()A.直线a位于某一等势面内,φM>φQB.直线c位于某一等势面内,φM>φNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功2.(2015·海南单科,7)(多选)如图,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是()A.b点电势为零,电场强度也为零B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功D.将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大3.(2015·四川理综,6)(多选)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P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a()A.从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小B.从N到P的过程中,速率先增大后减小C.从N到Q的过程中,电势能一直增加D.从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量4.(2015·江苏单科,8)(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则()A.a点的电场强度比b点的大B.a点的电势比b点的高C.c点的电场强度比d点的大D.c点的电势比d点的低5.(2014·新课标全国卷Ⅱ,19)(多选)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()A.电场强度的方向处处与等电势面垂直B.电场强度为零的地方,电势也为零C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向6.(2014·新课标全国卷Ⅰ,21)(多选)如图,在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点,∠M=30°。M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示。已知φM=φN,φP=φF,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则()A.点电荷Q一定在MP的连线上B.连接PF的线段一定在同一等势面上C.将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功D.φP大于φM7.(2015·新课标全国Ⅱ,24)如图,一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60°;它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。考点17电场的能的性质一年模拟试题精练1.(2015·安徽师大摸底)如图所示,A、B是真空中的两个等量异种点电荷,M、N、O是AB连线的垂线上的点,且AOOB。一带负电的试探电荷仅受电场力作用,运动轨迹如图中实线所示,M、N为轨迹和垂线的交点,设M、N两点的场强大小分别EM、EN,电势分别为φM、φN。下列说法中正确的是()A.点电荷A一定带正电B.EM小于ENC.φM大于φND.此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能2.(2015·济南一模)静电喷涂时,喷枪带负电,被喷工件带正电,喷枪喷出的涂料微粒带负电。假设微粒被喷出后只受静电力作用,最后吸附在工件表面。微粒在向工件靠近的过程中()A.一定沿着电场线运动B.所受电场力先减小后增大C.克服电场力做功D.电势能逐渐增大3.(2015·唐山模拟)如图所示,匀强电场中的A、B、C三点构成一边长为a的等边三角形。电场强度的方向与纸面平行。电子以某一初速度仅在静电力作用下从B移动到A的过程中动能减少E0,质子仅在静电力作用下从C移动到A的过程中动能增加E0,已知电子和质子电荷量的绝对值均为e,则匀强电场的电场强度为()A.2E0eaB.E0eaC.23E03eaD.3E03ea4.(2015·黑龙江齐齐哈尔二模)如图所示,在竖直平面内,AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半径为r的圆上,在C点有一固定点电荷,电荷量为-Q。现从A点将一质量为m、电荷量为-q的点电荷由静止释放,该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D点时的速度大小为4gr,规定电场中B点的电势为零,重力加速度为g。则在-Q形成的电场中()A.D点的电势为7mgrqB.A点的电势高于D点的电势C.O点的电场强度大小是A点的2倍D.点电荷-q在D点具有的电势能为7mgr5.(2015·山西四校联考)(多选)如图所示,质量为m,带电荷量为q的带电微粒,以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,微粒通过电场中B点时速率vB=2v0,方向与电场的方向一致,则下列选项正确的是()A.微粒所受的电场力大小是其所受重力的2倍B.带电微粒的机械能增加了2mv20C.A、B两点间的电势差为2mv20/qD.A、B两点间的电势差为3mv20/q6.(2015·河北衡水中学调研)如图所示,在A点固定一正电荷,电荷量为Q,在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠,开始运动的瞬间加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电力常量为k,两电荷均可看成点电荷,不计空气阻力。(1)求液珠的比荷;(2)求液珠速度最大时离A点的距离h;(3)若已知在点电荷Q的电场中,某点的电势可表示成φ=kQr,其中r为该点到Q的距离(选无限远的电势为零)。求液珠能到达的最高点B离A点的高度rB。7.(2015·南昌调研)如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,坐标系内有A、B两点,其中A点坐标为(6cm,0),B点坐标为(0,3cm),坐标原点O处的电势为0,A点的电势为8V,B点的电势为4V。现有一带电粒子从坐标原点O处沿电势为0的等势线方向以速度v=4×105m/s射入电场,粒子运动时恰好通过B点,不计粒子所受重力,求:(1)图中C处(3cm,0)的电势;(2)匀强电场的场强大小;(3)带电粒子的比荷qm。参考答案考点17电场的能的性质两年高考真题演练1.B[电子带负电荷,电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,有WMN=WMP<0,而WMN=qUMN,WMP=qUMP,q<0,所以有UMN=UMP>0,即φM>φN=φP,匀强电场中等势线为平行的直线,所以NP和MQ分别是两条等势线,有φM=φQ,故A错误,B正确;电子由M点到Q点过程中,WMQ=q(φM-φQ)=0,电子由P点到Q点过程中,WPQ=q(φP-φQ)>0,故C、D错误。]2.BC[因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为平行于x轴指向负电荷,所以电场方向与中垂线方向垂直,故中垂线为等势线,因为中垂线延伸到无穷远处,所以中垂线的电势为零,故b点的电势为零,但是电场强度不为零,A错误;等量异种电荷连线上,电场方向由正电荷指向负电荷,方向平行于x轴向右,在中点O处电势为零,O点左侧电势为正,右侧电势为负,又知道正电荷在正电势处电势能为正,故B正确;O点的电势低于a点的电势,电场力做负功,所以必须克服电场力做功,C正确;O点和b点的电势相等,所以先后从O、b点移到a点,电场力做功相等,电势能变化相同,D错误。]3.BC[a从N点静止释放,过P点后到Q点速度为零,整个运动过程只有重力和库仑力做功,库仑力方向与a速度方向夹角一直大于90°,所以库仑力整个过程做负功。小球a从N到Q的过程中,库仑力增大,库仑力与重力的夹角减小,所以它们的合力一直增大,故A错误;带电小球a受力如图所示,在靠近N点的位置,合力与速度夹角小于90°,在D点合力与速度夹角大于90°,所以小球a从N到P的过程中,速率应先增大后减小,故B正确;从N到Q的过程中,库仑力一直做负功,所以电势能一直增加,故C正确;根据能量守恒可知,P到Q的过程中,动能的减少量等于重力势能和电势能的增加量之和,故D错误。]4.ACD[由题图知,a点处的电场线比b点处的电场线密集,c点处电场线比d点处电场线密集,所以A、C正确;过a点画等势线,与b点所在电场线的交点与b点位置比较知b点的电势高于a点的电势,故B错误;同理分析可得d点电势高于c点电势,故D正确。]5.AD[电场中场强为零的位置是绝对的,而电势为零的位置是人为选取的;再者场强的大小表征着电势随空间的变化率,而与电势的大小无关,故B错误;由沿电场线方向电势降低,可知电势的升降取决于场强的方向而与场强的大小无关,故C错误。]6.AD[由φM=φN,可知点电荷Q一定在MN连线的中垂线上,过F作MN的垂线交MP与O点,设MF=FN=l,则由几何关系MO=lcos30°=233l,FO=ltan30°=33l,OP=MP-MO=MNcos30°-233l=33l,即FO=OP=33l,ON=OM=233l,故点电荷一定在MP的连线上的O点,选项A正确(另解:根据题意φM=φN,φP=φF,可知点电荷Q一定在MN的中垂线与PF连线的中垂线的交点处,作PF连线的中垂线交MP于点O,连结O、F两点,由几何知识知OF为MN的中垂线,故点电荷Q一定在MP的连线上的O点,A正确);点电荷形成的电场的等势面是以点电荷为球心的同心球面,直线不可能在球面上,故B选项错误;由图可知OFOM,故φF=φP>φM=φN,将正试探电荷从高电势搬运到低电势,电场力做正功,选项C错误,D正确。]7.解析设带电粒子在B点的速度大小为vB。粒子在垂直于电场方向的速度分量不变,即vBsin30°=v0sin60°①由此得vB=3v0②设A、B两点间的电势差为UAB,由动能定理有qUAB=12m(v2B-v20)③联立②③式得UAB=mv20q④答案mv20q一年模拟试题精练1.B2.B3.C[对电子从B到A的过程,由动能定理可知,-eUBA=-E0;对质子从C到A的过程,有eUCA=E0,可见UBA=UCA,故B、C两点电势相等,在同一等势面上,AB沿电场线方向上的距离d=asin60°=32a,由场强与电势差的关系E=Ud解得E=23E03ea,选项C正确。]4.A[在C点固定一电荷量为-Q的点电荷,A、B相对CD线左右对称,则φA=φB=0V,点电荷-q从A点由静止释放以后沿光滑轨道ADB运动到D点过程中,由动能定理可得:mgr+W电=12mv2-0,得W电=7mgr,由W电=EpA-EpD,得EpD=-7mgr,由φD=EpD-q,得φD=7mgrq,则φD>φA,A正确,B、D错误;由场强公式E=kQr2可知:EA=kQ(2r)2,EO=kQr2,EO=2EA,则C错误。]5.ABC[由题意知:从A到B的运动可以看成水平方向上初速度为零的匀加速直线运动,其加速度为qEm,竖直方向上以初速度为v0的竖直上抛运动,且两个方向的运动具有等时性。由运动学公式可得:2v0=qEmt,v0=gt,则qE=2mg,选项A正确;根据功能关系,机械能的增加量等于除重力外其他力做的功,即ΔE=12m(2v0)2=2mv20,选项B正确;根据电场力做功的特点,qU=2mv20,U=2mv20q,选项C正确,选项D错误。]6.解析(1)设液珠的电荷量为q,质量为m,有kQqH2-mg=mg解得液珠的比荷为qm=2gH2kQ(2)当液珠速度最大时有kQqh2=mg解得h=2H(3)设CB间的电势差为UCB,有UCB=φC-φB=kQH-kQrB根据动能定理有qUCB-mg(rB-H)=0解得rB=2H答案(1)2gH2kQ(2)2H(3)2H7.解析(1)设C处的电势为φC,因为OC=CA所以φO-φC=φC-φA解得φC=φO+φA2=0+82V=4V。(2)B、C两点的连线为等势线,电场强度方向与等势线BC垂直,设∠OBC=

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