2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 訓(xùn)練：*電場(chǎng)能的性質(zhì)* 一、選擇題 1．如圖所示，質(zhì)量可忽略的絕緣細(xì)桿做成正方體框架，邊長(zhǎng)為a，框架的每個(gè)頂點(diǎn)固定著一個(gè)帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小球，將這個(gè)框架靜止放在足夠粗糙的水平面上，水平面上方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)(未畫(huà)出)，場(chǎng)強(qiáng)為E，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．正方體中心位置處電場(chǎng)強(qiáng)度為零 B．上方四個(gè)小球受到的電場(chǎng)力的合力均相同 C．若以右下底邊為軸把這個(gè)正方體向右側(cè)翻轉(zhuǎn)90°，系統(tǒng)電勢(shì)能減少了6qEa D．若以右下底邊為軸把這個(gè)正方體向右側(cè)翻轉(zhuǎn)90°，系統(tǒng)電勢(shì)能減少了8qEa 2.如圖所示，在水平地面上豎直固定一絕緣彈簧，彈簧中心直線(xiàn)的正上方固定一個(gè)帶電小球Q，現(xiàn)將與Q帶同種電荷的小球P從直線(xiàn)上的N點(diǎn)由靜止釋放，在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．小球P的電勢(shì)能先減小后增加 B．小球P與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定增加 C．小球動(dòng)能的減少量等于電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和 D．小球P速度最大時(shí)所受彈簧彈力和電場(chǎng)力的合力為零 3.如圖所示，a、b、c、d為正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，O點(diǎn)為d點(diǎn)在底面上的投影，在a、b兩點(diǎn)分別放置等量的負(fù)點(diǎn)電荷，則(　　) A．c點(diǎn)電勢(shì)大于d點(diǎn)電勢(shì) B．c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 C．從O點(diǎn)沿Od移動(dòng)負(fù)電荷，負(fù)電荷的電勢(shì)能不斷增大 D．從c點(diǎn)沿cd移動(dòng)正電荷，正電荷受到的電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功 4.靜電場(chǎng)在x軸上的場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷(　　) A．在x2和x4處電勢(shì)能相等 B．由x1運(yùn)動(dòng)到x3的過(guò)程中電勢(shì)能增加 C．由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電勢(shì)能先減少后增加 D．由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先減小后增大 5．在維護(hù)和檢修高壓供電線(xiàn)路時(shí)，為了不影響城市用電，電工經(jīng)常要在高壓線(xiàn)上帶電作業(yè)．為了保障電工的安全，電工全身要穿上用金屬絲線(xiàn)編織的衣服(如圖甲)．圖乙中電工站在高壓直流輸電線(xiàn)的A供電線(xiàn)上作業(yè)，其頭頂上方有B供電線(xiàn)，B供電線(xiàn)的電勢(shì)高于A供電線(xiàn)的電勢(shì)．虛線(xiàn)表示電工周?chē)骋唤孛嫔系牡葎?shì)面，c、d、e、f是不同等勢(shì)面上的四個(gè)點(diǎn)，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．在c、d、e、f四點(diǎn)中，c點(diǎn)的電場(chǎng)最強(qiáng) B．在c、d、e、f四點(diǎn)中，f點(diǎn)的電勢(shì)最高 C．若將某電子由c移到f，其電勢(shì)能將增大 D．將電子在d點(diǎn)由靜止釋放，它會(huì)向e點(diǎn)所在等勢(shì)面運(yùn)動(dòng) 6．兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷固定于光滑絕緣水平面上，其連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示，一個(gè)電荷量為2 C、質(zhì)量為1 kg的帶正電的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖乙所示，其中B點(diǎn)處為整條圖線(xiàn)切線(xiàn)斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線(xiàn))．則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．B點(diǎn)為中垂線(xiàn)上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)E＝0.2 N/C B．由C到A的過(guò)程中物塊的電勢(shì)能先減小后增大 C．A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB＝5 V D．UCB<UBA 7．如圖所示，半徑為R的均勻帶正電薄球殼，殼內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，其球心位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，一帶正電的試探電荷靠近球殼表面處由靜止釋放沿坐標(biāo)軸向右運(yùn)動(dòng)．下列關(guān)于坐標(biāo)軸上某點(diǎn)電勢(shì)φ、試探電荷在該點(diǎn)的動(dòng)能Ek與離球心距離x的關(guān)系圖線(xiàn)，可能正確的是(　　) 8．如圖甲所示，a、b是一條豎直電場(chǎng)線(xiàn)上的兩點(diǎn)，一帶正電小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的速度—時(shí)間圖象如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，則下列判斷正確的是(　　) A．該電場(chǎng)的方向豎直向下 B．a(chǎn)b中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0 C．小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能一直減小 D．小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能先增大后減小 9．(多選)某電場(chǎng)在直角坐標(biāo)系中的電場(chǎng)線(xiàn)分布情況如圖所示，O、M、N為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，則由圖可得(　　) A．M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) B．M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì) C．將一負(fù)電荷由O點(diǎn)移到M點(diǎn)電勢(shì)能增加 D．將一正電荷從O點(diǎn)分別移到M點(diǎn)和N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相同 10．(多選)一帶正電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，其v－t圖象如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 B．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 C．C、D間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都為零 D．A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于C、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 11. (多選)如圖所示，水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電粒子從A點(diǎn)以豎直向上的初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)最高點(diǎn)B后回到與A在同一水平線(xiàn)上的C點(diǎn)，粒子從A到B過(guò)程中克服重力做的功為2.0 J，電場(chǎng)力做的功為3.0 J，則(　　) A．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)多12.0 J B．粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)多1.0 J C．粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在C點(diǎn)少12.0 J D．粒子在C點(diǎn)的動(dòng)能為12.0 J 12． (多選)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小球在力F(大小可以變化)的作用下沿圖中虛線(xiàn)由A至B做豎直向上的勻速運(yùn)動(dòng)．已知力F和A、B連線(xiàn)的夾角為θ，A、B間距離為d，重力加速度為g.則(　　) A．力F大小的取值范圍只能在0～ B．電場(chǎng)強(qiáng)度E的最小值為 C．小球從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力可能不做功 D．若電場(chǎng)強(qiáng)度E＝時(shí)，小球從A運(yùn)動(dòng)到B電勢(shì)能變化量大小可能為2mgdsin2θ 13． (多選)如圖a所示，光滑絕緣水平面上有甲、乙兩個(gè)點(diǎn)電荷．t＝0時(shí)，甲靜止，乙以大小為6 m/s的初速度向甲運(yùn)動(dòng)．此后，它們僅在靜電力的作用下沿同一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有接觸)，它們運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖b所示．則由圖線(xiàn)可知(　　) A．兩電荷的電性一定相反 B．t1時(shí)刻兩電荷的電勢(shì)能最大 C．0～t2時(shí)間內(nèi)，兩電荷間的靜電力先增大后減小 D．0～t3時(shí)間內(nèi)，甲的動(dòng)能一直增大，乙的動(dòng)能一直減小 14． (多選)在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，任一點(diǎn)的電勢(shì)φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示．電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed.點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)φa已在圖中用坐標(biāo)(ra，φa)標(biāo)出，其余類(lèi)推．現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項(xiàng)正確的是(　　) A．Ea：Eb＝4：1 B．Ec：Ed＝2：1 C．Wab：Wbc＝3：1 D．Wbc：Wcd＝1：3 15.(多選)如圖所示，一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，環(huán)心為O，在O正上方h高的A點(diǎn)與A′點(diǎn)關(guān)于O對(duì)稱(chēng)．質(zhì)量為m的帶正電的小球從A點(diǎn)靜止釋放，并穿過(guò)帶電圓環(huán)．則小球從A點(diǎn)到A′點(diǎn)過(guò)程中加速度a、重力勢(shì)能EpG、機(jī)械能E、電勢(shì)能Ep電隨位置變化的圖象可能正確的是(取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)且重力勢(shì)能為零，向下為正方向，無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)(　　) 16．(多選)如圖所示，空間分布著勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)中有與電場(chǎng)方向平行的四邊形ABCD，其中M為AD的中點(diǎn)，N為BC的中點(diǎn)．將電荷量為＋q的粒子，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)能減小E1；將該粒子從D點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能減小E2.下列說(shuō)法正確的是(　　) A．D點(diǎn)的電勢(shì)一定比A點(diǎn)的電勢(shì)高 B．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向必沿DC方向 C．若A、B之間的距離為d，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為 D．若將該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為 17．(多選)一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy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10 V、17 V、26 V．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2.5 V/cm B．坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為1 V C．電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低7 eV D．電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為9 eV 18． (多選)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一個(gè)圓，BD是其豎直直徑，AC是其另一條直徑，該圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)方向平行于圓周所在平面．帶等量負(fù)電荷的相同小球從圓心O以相同的初動(dòng)能沿不同方向射出，小球會(huì)經(jīng)過(guò)圓周上不同的點(diǎn)，其中通過(guò)圓周上A點(diǎn)的小球動(dòng)能最小，忽略空氣阻力，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．電場(chǎng)方向沿OA方向 B．小球經(jīng)過(guò)圓周上的不同點(diǎn)時(shí)，過(guò)B點(diǎn)的小球的動(dòng)能和電勢(shì)能之和最小 C．小球經(jīng)過(guò)圓周上的不同點(diǎn)時(shí)，過(guò)C點(diǎn)的小球的電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最小 D．小球經(jīng)過(guò)圓周上的不同點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能最小的小球應(yīng)經(jīng)過(guò)劣弧CD上的某一點(diǎn) 二、非選擇題 19．如圖所示，半徑為R＝0.4 m的光滑圓弧軌道AB與粗糙的水平軌道BO相切于B點(diǎn)，一帶電荷量q＝＋0.2 C、質(zhì)量m＝0.4 kg的小物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)BO后以v＝1 m/s的速度從O點(diǎn)水平拋出，擊中右下側(cè)擋板上的P點(diǎn)．以O(shè)為原點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，擋板形狀滿(mǎn)足方程y＝x2－6(x和y的單位均為m)，在y軸的左側(cè)區(qū)域存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E＝20 V/m，小物塊與軌道BO間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1.g取10 m/s2.求： (1)小物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小； (2)水平軌道BO的長(zhǎng)度； (3)P點(diǎn)的坐標(biāo)． 20．如圖所示，半徑為R的水平絕緣圓盤(pán)可繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，水平虛線(xiàn)AB、CD互相垂直，一電荷量為＋q的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊置于距轉(zhuǎn)軸r處，空間有方向從A指向B的勻強(qiáng)電場(chǎng)．當(dāng)圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小物塊相對(duì)圓盤(pán)始終靜止．小物塊轉(zhuǎn)動(dòng)到位置Ⅰ(虛線(xiàn)AB上)時(shí)受到的摩擦力為零，轉(zhuǎn)動(dòng)到位置Ⅱ(虛線(xiàn)CD上)時(shí)受到的摩擦力為f.求： (1)圓盤(pán)邊緣兩點(diǎn)間電勢(shì)差的最大值； (2)小物塊由位置Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)到位置Ⅱ克服摩擦力做的功． 參考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D B D B C D A C BC 10 11 12 13 14 15 16 17 18 AB AC BCD BC AC ABC CD ABD BC 19.(1)小物塊由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程，由動(dòng)能定理得 (mg＋qE)R＝mv 小物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，由向心力公式 FN－(mg＋qE)＝ 解得FN＝24 N，vB＝4 m/s 由牛頓第三定律，小物塊對(duì)軌道壓力大小為24 N (2)小物塊由B運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程，由動(dòng)能定理有 －μ(mg＋qE)l＝mv2－mv 解得l＝3.75 m (3)小物塊從O點(diǎn)水平拋出后滿(mǎn)足 y＝－gt2 x＝vt 解得小物塊的軌跡方程y＝－5x2，和y＝x2－6聯(lián)立，解得x＝1 m，y＝－5 m 所以P點(diǎn)坐標(biāo)為(1 m，－5 m) 20.(1)設(shè)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，小物塊質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得 在位置Ⅰ：qE＝mω2r 在位置Ⅱ：＝mω2r 圓盤(pán)邊緣兩點(diǎn)間電勢(shì)差的最大值U＝2ER 聯(lián)立解得U＝ (2)設(shè)小物塊由Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)到Ⅱ克服摩擦力做的功為Wf 由動(dòng)能定理得qEr－Wf＝0 解得Wf＝ 9 / 9