2024届高考物理一轮复习训练：第四十九讲 电场中的能量问题

第四十九讲：电场中的能量问题 一、单选题 1．如图所示，空间中存在与纸面平行的匀强电场，在纸面内从正方形的顶点A沿任意方向发射速率相同的带正电粒子，不计粒子重力和粒子间的相互作用，已知经过B点的粒子在B点时的动能是初动能的3倍，经过C点的粒子在C点时的动能是初动能的6倍，则经过D点的粒子在D点时的动能是初动能的（　　） A．3倍 B．4倍 C．5倍 D．6倍 2．如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的粒子仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，下列说法正确的是（　　） A．三个等势面中，等势面a的电势最高 B．带电粒子通过P点时的电势能比通过Q点时大 C．带电粒子通过P点时的加速度比通过Q点时大 D．带电粒子通过P点时的动能比通过Q点时小 3．如图所示，一质量为m、电荷量为q（）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，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。A、B两点间的电势差为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电荷的点电荷Q．将一个质量为m，带电量为q的小金属块（金属块可以看成质点）放在水平面上并由静止释放，金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动．则在金属块运动的整个过程中（ ） A．电场力对金属块做的功等于金属块增加的机械能 B．金属块的电势能先减小后增大 C．金属块的加速度一直减小 D．电场对金属块所做的功一定等于摩擦产生的热 5．如图所示，竖直平面内有一固定光滑的绝缘轨道ABCD，斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，在圆心O处固定一个正点电荷。质量为m的带负电小球，从斜面上的A点由静止释放，小球能到达圆弧最高点D，重力加速度为g。则小球（　　） A．到达D点时速度可能为零 B．到达D点时的速度可能等于 C．从C点沿圆轨道到D点过程机械能守恒 D．在A、D两点的机械能相等 6．如图所示，A、B为水平放置的平行金属板，两板相距为，带有等量异种电荷且电荷量始终保持不变，两板中央各有一小孔和。今有一带正电的液滴，自A板上方相距为的点自由下落（、、在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，液滴到达孔时速度恰好为0。下列说法中正确的是（ ） A．A板带正电 B．液滴克服电场力做功等于从点到点过程粒子电势能的减少量 C．若只将B板上移一小段距离，液滴将不能运动到B板 D．若只将A板上移一小段距离，液滴自点自由下落不能运动到B板 7．如图所示，在绝缘水平面上固定一正点电荷Q，绝缘轻弹簧一端固定在水平面上，另一端连接一带电量为－q、质量为m的滑块（可看做点电荷），滑块从A点以初速度沿水平面向Q运动，到达B点时速度为零。已知AO＝BO＝x，滑块在O点时，弹簧处于自然长度，滑块与水平面间的摩擦力大小为f。以下判断正确的是（ ） A．滑块与弹簧系统在从A到B点过程中机械能守恒 B．滑块一定不能从B点回到A点 C．滑块能从B点回到A点，回到A点时动能为 D．产生的电场中A、O两点间的电压 二、多选题 8．图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（　　） A．M带负电荷，N带正电荷 B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C．N在从O点运动至a点的过程中电场力做正功 D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 9．如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，与以正点电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点。质量为m、电荷量为q的有孔小球从杆上A点无初速滑下，已知，小球滑到B点时的速度大小为，则（　　） A．小球带正电 B．小球由B点到C点的过程中重力所做的功等于动能的变化量 C．小球由A点滑到B点的过程中电场力做的功 D．小球到达C点时的速度大小为 10．如图所示，是半径为的圆的一条直径，该圆处于平行该圆周平面的匀强电场中。将质子从a点以的动能在该平面内朝着不同方向射出，质子可经过圆周上所有点。其中，到达c点的动能最大且为。已知，若不计重力和空气阻力，且规定圆心O处电势为0，则下列说法正确的是（　　） A．电场方向为方向 B．电场强度大小为 C．b点电势为 D．质子经过该圆周时，可能具有动能的同时，其电势能为 11．如图所示，水平固定的小圆盘A，带电量为Q，电势为零，从盘心处O由静止释放一质量为m带电