专题03 电势和电势能【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期中真题分类汇编(北京专用)
2024-10-10
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2份
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36页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电磁学 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.74 MB |
| 发布时间 | 2024-10-10 |
| 更新时间 | 2024-10-10 |
| 作者 | 墨克 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期中真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-10-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47827634.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题03 电势和电势能
一、单选题
1.(23-24高二上·北京西城·期中)如图所示,带箭头的线段表示电场线,虚线表示等势面。一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中实线所示。粒子在A点的加速度为aA,动能为 在B点的加速度为 aB,动能为EB,则下列结论正确的是( )
A.粒子带正电,
B.粒子带负电,
C.粒子带正电,
D.粒子带负电,
2.(23-24高二上·北京密云·期中)空间中某一静电场的电势在轴上的分布情况如图所示,其中。下列说法中正确的是( )
A.空间中各点的场强方向均与轴垂直
B.电荷在处和处受到的电场力相同
C.正电荷沿轴从处移到处的过程中,电势能增大
D.负电荷沿轴从处移到处的过程中,电场力先做负功后做正功
3.(23-24高二上·北京顺义·期中)如图甲所示,A、B是某静电场中一条电场线上的两点,一个正电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的v−t图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.该电荷由A运动到B的过程中电势能增加
B.A点处的场强比B点处的场强小
C.A点处的电势比B点处的电势高
D.该电场是匀强电场
4.(23-24高二上·北京顺义·期中)关于电场线,以下说法中正确的是( )
A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同
B.沿电场线的方向,电势逐渐降低,电场强度也越来越小
C.电场线越密的地方,同一检验电荷受到的电场力就越大,电势不一定越高
D.逆电场线方向移动电荷,电场力一定对电荷做负功,电荷的电势能一定增加
5.(23-24高二上·北京丰台·期中)如图所示为静电喷漆示意图,喷枪喷出的油漆微粒带负电,被喷工件带正电。微粒在静电力的作用下向工件运动,最后吸附在工件表面。油漆微粒向工件靠近的过程中只受静电力的作用。下列说法正确的是( )
A.油漆微粒受到工件的静电力越来越小
B.油漆微粒的动能越来越大
C.油漆微粒一定沿着电场线运动
D.油漆微粒的电势能增加
6.(23-24高二上·北京顺义·期中)真空中某区域的电场线分布如图所示,M、N为电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.该电场为匀强电场 B.M点的电势比N点的电势低
C.M点的场强比N点的场强小 D.该电场为点电荷形成的电场
7.(23-24高二上·北京海淀·期中)图中实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。1、2和3点处电场强度大小分别为、和,电势分别为、和。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
(23-24高二上·北京通州·期中)如图所示为某静电场的电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,这三个点的电场强度大小分别为 Ea、Eb、Ec,电势分别为 φa、φb、φc。
8.关于Ea、Eb、Ec的比较,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
9.关于φa、φb、φc的比较,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
10.将一个带正电的试探电荷从a 点沿电场线移至c 点的过程中,静电力对试探电荷( )
A.一直做正功 B.一直做负功
C.先做正功再做负功 D.一直不做功
11.将一个带正电的试探电荷从a 点沿电场线移至c 点的过程中,试探电荷的电势能( )
A.越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.先减小,再增大
12.(23-24高二上·北京朝阳·期中)电量值为q的点电荷,在如图所示的两个固定的等量异种电荷和的连线的垂直平分线上从A移动到B,则下列说法正确的是( )
A.电场力先做正功后做负功 B.电场力先做负功后做正功
C.电场力始终不做功 D.电场力做功的正负,取决于q正负
13.(23-24高二上·北京顺义·期中)一带电粒子在如图所示的电场中,只在电场力作用下沿虚线所示的轨迹从A点运动到B点,则以下判断中不正确的是( )
A.粒子一定带正电
B.粒子的加速度一定减小
C.粒子的电势能一定减小
D.粒子的动能一定减小
(23-24高二上·北京顺义·期中)请阅读下述文字,完成以下各题。
图为电子枪内部加速部分的电场线分布示意图。a、b、c是同一电场线上的三个点,其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为φa、φb、φc,电子在a、b、c三点时受到静电力的大小分别为Fa、Fb、Fc。
14.关于电场强度大小的比较,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
15.关于静电力大小的比较,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
16.关于电势高低的比较,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
17.(23-24高二上·北京西城·期中)如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,A、B为x轴上的两点,xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动,该电子的电势能随其坐标x变化的关系如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.该电场是孤立点电荷形成的电场
B.A点的电场强度小于B点的电场强度
C.电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功
D.电子在A点的动能小于在B点的动能
18.(23-24高二上·北京朝阳·阶段练习)在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点,其中a、b两点的电势相等、电场强度大小和方向也相同的是( )
A.与点电荷等距的a、b两点
B.匀强电场中的a、b两点
C.两等量同种电荷连线上与中心点等距的a、b两点
D.两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
二、多选题
19.(23-24高二上·北京海淀·期中)如图所示,A、B为两个等量正点电荷连线上的两点(其中B为连线中点),C为连线中垂线上的一点。今将一带负电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是( )
A.B点的场强比C点的场强小
B.A点的电势比C点的电势高
C.从A点移到B点的过程中,电场力对该试探电荷做正功
D.从B点移到C点的过程中,该试探电荷的电势能保持不变
20.(23-24高二上·北京海淀·期中)图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用,根据此图可作出正确的判断是( )
A.该带电粒子所带电荷为正电荷 B.该带电粒子在a、b两点的受力方向
C.该带电粒子在a点的速度较大 D.该带电粒子在b点的电势能较大
21.(23-24高二上·北京海淀·期中)如图所示,两个带等量正电的点电荷位于、两点上,、是连线中垂线上的两点,为、的交点,。一带负电的点电荷在点由静止释放后( )
A.做匀加速直线运动
B.在点所受静电力最大
C.由到的时间等于由到的时间
D.由到的过程中电势能先减小后增大
三、解答题
22.(23-24高二上·北京怀柔·期中)在如图所示的水平方向的匀强电场中,一个电荷量q=+210-8C,质量为m=1.010-5kg的带电小球放置在光滑水平面上,所受静电力F=410-4N,在电场力作用下沿电场线方向从静止由A运动到B,A、B两点间的距离x=0.20m,求:
(1)匀强电场场强E的大小;
(2)小球加速度a的大小;
(3)小球从A运动到B静电力做的功W。
1.(23-24高二上·北京西城·期中)如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是( )
A.1、2两点的场强相同 B.2、3两点的场强相同
C.1、2两点的电势相等 D.2、3两点的电势相等
2.(23-24高二上·北京顺义·期中)电子伏特(符号:eV)属于下列哪一个物理量的单位( )
A.能量 B.电压 C.电流 D.电荷量
3.(23-24高二上·北京东城·期中)静电场方向平行于 x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的对称两段直线。一个质量为小m、电荷量为q的带负电的粒子,只在电场力作用下沿x轴方向运动。某段时间内,粒子以一定速度经过 O点向右运动到达 x=x0处速度恰好为0。图中φ0、d和x0均为已知量。下列说法正确的是( )
A.在O点,粒子的速度大小
B.在x=x₀处,粒子的加速度大小为
C.由O向x=x₀处运动过程中,粒子运动的时间为
D.由O向x=x₀处运动过程中,粒子的电势能增加
4.(23-24高二上·北京海淀·期中)如图所示,实线为某孤立点电荷产生的电场的几条电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用,下列说法中正确的是( )
A.该电场是由负点电荷所激发的电场
B.电场中a点的电势比b点的电势高
C.带电粒子在a点的加速度比在b点的加速度小
D.带电粒子在a点的动能比在b点的动能大
5.(23-24高三上·北京石景山·期末)如图所示,两个固定的等量正点电荷,其连线中点为O,a、b、c、d四个点位于以O为圆心的同一个圆周上,bd⊥ac。下列说法正确的是( )
A.a、c两点的场强大小和方向均相同
B.若一电子从b点由静止释放,以后将在b、d之间沿直线往复运动
C.从O点开始,沿Ob向上各处场强大小越来越小
D.从O点开始,沿Ob向上各处电势越来越高
6.(23-24高二上·北京东城·期中)如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,A、B为x轴上的两点,xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动,该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A.该电场一定是匀强电场
B.A点的电势小于B点的电势
C.电子由A点运动到B点的过程中做变加速直线运动
D.电子运动过程在A点的速率大于在B点的速率
7.(23-24高二上·北京丰台·期中)如图甲所示,均匀带电球体的半径为R,电荷量为。可以证明,均匀带电球体(或球壳)在球外部产生的电场,与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同;而均匀带电球壳在其内部任意一点产生的电场强度为零。以球心为坐标原点建立x轴,理论分析表明,x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示,静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A.x1、x2两点的电场强度方向相反
B.x2处场强大小为
C.x1、x2两点的电势相同
D.若规定球心处的电势为零,则x=R处的电势为
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专题03 电势和电势能
一、单选题
1.(23-24高二上·北京西城·期中)如图所示,带箭头的线段表示电场线,虚线表示等势面。一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中实线所示。粒子在A点的加速度为aA,动能为 在B点的加速度为 aB,动能为EB,则下列结论正确的是( )
A.粒子带正电,
B.粒子带负电,
C.粒子带正电,
D.粒子带负电,
【答案】D
【详解】由于等势面是同心圆,故图中场源位于等势面圆心位置;电场线指向圆心说明圆心处是负电荷的场源电荷,根据曲线的弯曲可知是粒子受到静电斥力,因此粒子带负电;由于B位置等差等势面较密集,场强大,加速度大,即aA<aB;从A到B,场源电荷带负电,因此B点电势低,则电势能高,所粒子受到电场力作用电势能和动能之和不变,即;ABC错误,D正确。
故选D。
2.(23-24高二上·北京密云·期中)空间中某一静电场的电势在轴上的分布情况如图所示,其中。下列说法中正确的是( )
A.空间中各点的场强方向均与轴垂直
B.电荷在处和处受到的电场力相同
C.正电荷沿轴从处移到处的过程中,电势能增大
D.负电荷沿轴从处移到处的过程中,电场力先做负功后做正功
【答案】B
【详解】A.由图可知,沿x轴方向电场的电势降低,说明沿方向电场强度的分量不为0,所以空间中各点的场强方向均不与轴垂直,故A错误;
B.根据
可知图像的斜率表示场强,由图可知,沿方向电势均匀减小,可知电场为匀强电场,则电荷在处和处受到的电场力相同,故B正确;
C.由图可知,沿x方向电势均匀减小,根据
可知正电荷沿轴从处移到处的过程中,电势能减小,故C错误;
D.由图可知,沿x方向电势均匀减小,根据
可知负电荷沿轴从处移到处的过程中,电势能增大,则电场力做负功,故D错误。
故选B。
3.(23-24高二上·北京顺义·期中)如图甲所示,A、B是某静电场中一条电场线上的两点,一个正电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的v−t图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.该电荷由A运动到B的过程中电势能增加
B.A点处的场强比B点处的场强小
C.A点处的电势比B点处的电势高
D.该电场是匀强电场
【答案】C
【详解】AC.一个正电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,由图像可知,电场力对正电荷做正功,则电荷电势能减少;根据
可知A点处的电势比B点处的电势高,故A错误,C正确;
BD.根据图像的切线斜率表示加速度,可知电荷的加速度逐渐减小,则电荷受到的电场力逐渐减小,电场强度逐渐减小,故A点处的场强比B点处的场强大,故BD错误。
故选C。
4.(23-24高二上·北京顺义·期中)关于电场线,以下说法中正确的是( )
A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同
B.沿电场线的方向,电势逐渐降低,电场强度也越来越小
C.电场线越密的地方,同一检验电荷受到的电场力就越大,电势不一定越高
D.逆电场线方向移动电荷,电场力一定对电荷做负功,电荷的电势能一定增加
【答案】C
【详解】A.电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方向相同,选项A错误;
B.沿电场线的方向,电势逐渐降低,但是电场强度不一定越来越小,例如负点电荷周围的电场,选项B错误;
C.电场线越密的地方,该处的场强越大,则同一检验电荷受到的电场力就越大,但是电势不一定越高,选项C正确;
D.逆电场线方向移动负电荷,电场力对负电荷做正功,电荷的电势能一定减小,选项D错误。
故选C。
5.(23-24高二上·北京丰台·期中)如图所示为静电喷漆示意图,喷枪喷出的油漆微粒带负电,被喷工件带正电。微粒在静电力的作用下向工件运动,最后吸附在工件表面。油漆微粒向工件靠近的过程中只受静电力的作用。下列说法正确的是( )
A.油漆微粒受到工件的静电力越来越小
B.油漆微粒的动能越来越大
C.油漆微粒一定沿着电场线运动
D.油漆微粒的电势能增加
【答案】B
【详解】A.工件带正电,微粒向左运动过程中,与工件上正电之间的距离逐渐减小,可知油漆微粒受到工件上正电的静电力越来越大,故A错误;
B.根据上述,微粒所受静电力整体向左,静电力对微粒有加速作用,微粒速度增大,动能增大,故B正确;
C.工件周围电场不是匀强电场,喷枪喷出微粒的方向不一定沿电场方向,可知微粒不一定沿电场线运动,故C错误;
D.根据上述,静电力对微粒做正功,微粒的动能增大,则微粒的电势能减小,故D错误。
故选B。
6.(23-24高二上·北京顺义·期中)真空中某区域的电场线分布如图所示,M、N为电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.该电场为匀强电场 B.M点的电势比N点的电势低
C.M点的场强比N点的场强小 D.该电场为点电荷形成的电场
【答案】B
【详解】A.由区域的电场线分布可知,该电场为非匀强电场,故A错误;
B.根据电势与电场线的关系,沿着电场线的方向电势降低,可知M点的电势比N点的电势低,故B正确;
C.根据电场线与场强的关系,电场线越密的地方电场越强,可知M点的场强比N点的场强大,故C错误;
D.点电荷形成的电场的电场线应为辐射状,故D错误。
故选B。
7.(23-24高二上·北京海淀·期中)图中实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。1、2和3点处电场强度大小分别为、和,电势分别为、和。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】AB.电场线越密集,场强越大,则三点处的场强大小关系为
A正确,B错误;
CD.沿电场线方向电势降低,则
CD错误。
故选A。
(23-24高二上·北京通州·期中)如图所示为某静电场的电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,这三个点的电场强度大小分别为 Ea、Eb、Ec,电势分别为 φa、φb、φc。
8.关于Ea、Eb、Ec的比较,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
9.关于φa、φb、φc的比较,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
10.将一个带正电的试探电荷从a 点沿电场线移至c 点的过程中,静电力对试探电荷( )
A.一直做正功 B.一直做负功
C.先做正功再做负功 D.一直不做功
11.将一个带正电的试探电荷从a 点沿电场线移至c 点的过程中,试探电荷的电势能( )
A.越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.先减小,再增大
【答案】8.C 9.B 10.A 11.B
【解析】8.由图示可知,a处的电场线最密,b处的电场线其次,c点电场线最疏,因此a点的电场强度大,c点的场强小,即
Ea>Eb>Ec
故选C。
9.根据电场线的特点:沿着电场线的方向,电势逐渐降低,则a点的电势高于b点的电势,b点电势高于c点电势,即
φa>φb>φc
故选B。
10.一个带正电的试探电荷从a 点沿电场线移至c 点的过程中,静电力对试探电荷做正功,因为受力方向与位移方向相同。
故选A。
11.一个带正电的试探电荷从a 点沿电场线移至c 点的过程中,试探电荷的电势能一直减小,因为静电力对试探电荷做正功。
故选B。
12.(23-24高二上·北京朝阳·期中)电量值为q的点电荷,在如图所示的两个固定的等量异种电荷和的连线的垂直平分线上从A移动到B,则下列说法正确的是( )
A.电场力先做正功后做负功 B.电场力先做负功后做正功
C.电场力始终不做功 D.电场力做功的正负,取决于q正负
【答案】C
【详解】根据等量异种电荷电势分布可知,等量异种电荷连线垂直平分线是一条等势线,各点电势相等,任意两点电势差为零,根据电场力做功公式
可知电场力始终不做功。
故选C。
13.(23-24高二上·北京顺义·期中)一带电粒子在如图所示的电场中,只在电场力作用下沿虚线所示的轨迹从A点运动到B点,则以下判断中不正确的是( )
A.粒子一定带正电
B.粒子的加速度一定减小
C.粒子的电势能一定减小
D.粒子的动能一定减小
【答案】D
【详解】A.由粒子运动的轨迹可知,带电粒子受电场力方向大致向右,可知粒子带正电,选项A正确,不符合题意;
B.因A点电场线较B点密集,可知A点场强较大,则粒子从A到B加速度一定减小,选项B正确,不符合题意;
CD.粒子从A到B电场力做正功,则电势能一定减小,动能增加,选项C正确,不符合题意;选项D错误,符合题意。
故选D。
(23-24高二上·北京顺义·期中)请阅读下述文字,完成以下各题。
图为电子枪内部加速部分的电场线分布示意图。a、b、c是同一电场线上的三个点,其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为φa、φb、φc,电子在a、b、c三点时受到静电力的大小分别为Fa、Fb、Fc。
14.关于电场强度大小的比较,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
15.关于静电力大小的比较,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
16.关于电势高低的比较,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】14.A 15.A 16.B
【解析】14.电场强度大小的比较与电场线的疏密有关,电场线越密集,电场强度越大,电场线越稀疏,电场强度越小,故
A正确。
故选A。
15.电子在a、b、c三点时受到静电力的大小分别为Fa、Fb、Fc,因
故
A正确。
故选A。
16.沿着电场线,电势逐渐降低,所以
B正确。
故选B。
17.(23-24高二上·北京西城·期中)如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,A、B为x轴上的两点,xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动,该电子的电势能随其坐标x变化的关系如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.该电场是孤立点电荷形成的电场
B.A点的电场强度小于B点的电场强度
C.电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功
D.电子在A点的动能小于在B点的动能
【答案】C
【详解】AB.根据
电势能随距离均匀变化,则电场强度不变,该电场不是孤立点电荷形成的电场,AB错误;
C.电场力做功等于电势能的减少量,则电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功为
C正确;
D.根据能量守恒,电势能增大,动能减小,D错误。
故选C。
18.(23-24高二上·北京朝阳·阶段练习)在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点,其中a、b两点的电势相等、电场强度大小和方向也相同的是( )
A.与点电荷等距的a、b两点
B.匀强电场中的a、b两点
C.两等量同种电荷连线上与中心点等距的a、b两点
D.两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
【答案】D
【详解】A.图中a、b两点电场线方向不同,故电场强度的方向不同,a、b位于同一等势面上,电势相等,故A错误;
B.a、b两点不在同一等势面上,故电势不相等,匀强电场中电场强度处处相同,故B错误;
C.a、b两点电势相等,电场强度大小相等,方向相反,故C错误;
D.a、b两点电场线的切线方向均水平向左,且两电荷中垂线为等势面,故电势相等,因两点关于连线对称,故电场强度相等、方向相同,故D正确。
故选D。
二、多选题
19.(23-24高二上·北京海淀·期中)如图所示,A、B为两个等量正点电荷连线上的两点(其中B为连线中点),C为连线中垂线上的一点。今将一带负电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是( )
A.B点的场强比C点的场强小
B.A点的电势比C点的电势高
C.从A点移到B点的过程中,电场力对该试探电荷做正功
D.从B点移到C点的过程中,该试探电荷的电势能保持不变
【答案】AB
【详解】A.B点为两个等量正点电荷连线上的中点,则B点场强为零,所以B点的场强比C点的场强小,故A正确;
B.两个等量正点电荷连线上的电场线方向为由两个点电荷指向连线的中点,而在连线的垂直平分线上的电场线方向为由中点指向两端的无穷远处,即电场线是由A指向B,由B指向C,又因为沿电场线方向,电势逐渐降低,所以A点的电势比C点的电势高,故B正确;
C.从A点移到B点的过程中,该试探电荷受电场力方向为由B指向A,所以电场力对该试探电荷做负功,故C错误;
D.从B点移到C点的过程中,电场力对该试探电荷做负功,所以该试探电荷的电势能增加,故D错误。
故选AB。
20.(23-24高二上·北京海淀·期中)图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用,根据此图可作出正确的判断是( )
A.该带电粒子所带电荷为正电荷 B.该带电粒子在a、b两点的受力方向
C.该带电粒子在a点的速度较大 D.该带电粒子在b点的电势能较大
【答案】BCD
【详解】AB.粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左。由于电场线方向不明,无法确定粒子的电性,故A错误,B正确;
CD.由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知,若粒子从a运动到b,电场力方向与速度的方向夹角为钝角,电场力对粒子做负功,粒子的动能减小,电势能增大,则粒子在a点的速度较大,在b点电势能较大。若粒子从b运动到a,电场力方向与速度的方向夹角为锐角,电场力对粒子做正功,粒子的动能增大,电势能减小,则粒子在a点的速度较大,在b点电势能较大。故CD正确。
故选BCD。
21.(23-24高二上·北京海淀·期中)如图所示,两个带等量正电的点电荷位于、两点上,、是连线中垂线上的两点,为、的交点,。一带负电的点电荷在点由静止释放后( )
A.做匀加速直线运动
B.在点所受静电力最大
C.由到的时间等于由到的时间
D.由到的过程中电势能先减小后增大
【答案】CD
【详解】A.根据等量同种电荷连线中垂线上电场强度分布可知,间的电场不是匀强电场,负点电荷受到的电场力是变力,根据牛顿第二定律可知负电荷的加速度不恒定,故负电荷做变加速直线运动,故A错误;
B.根据场强叠加可知点的电场强度为零,故在点所受静电力最小,为零,故B错误;
C.带负电的点电荷在点由静止释放后,根据对称性可知,其将以点为对称中心做往复运动,由到的时间等于由到的时间,故C正确;
D.负点电荷由到,电场力方向与速度方向相同,电场力做正功,电势能减小,由到,电场力方向与速度方向相反,电场力做负功,电势能增大,故由到的过程中电势能先减小后增大,故D正确。
故选CD。
三、解答题
22.(23-24高二上·北京怀柔·期中)在如图所示的水平方向的匀强电场中,一个电荷量q=+210-8C,质量为m=1.010-5kg的带电小球放置在光滑水平面上,所受静电力F=410-4N,在电场力作用下沿电场线方向从静止由A运动到B,A、B两点间的距离x=0.20m,求:
(1)匀强电场场强E的大小;
(2)小球加速度a的大小;
(3)小球从A运动到B静电力做的功W。
【答案】(1);(2)40m/s2;(3)
【详解】(1)根据电场强度的定义可知,匀强电场中场强大小
(2)根据牛顿第二定律可得
(3)根据恒力做功的定义式可知
1.(23-24高二上·北京西城·期中)如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是( )
A.1、2两点的场强相同 B.2、3两点的场强相同
C.1、2两点的电势相等 D.2、3两点的电势相等
【答案】D
【详解】A.电场线分布的疏密程度能够间接描述电场的强弱,1点位置电场线分布比2点电场线分布密集一些,因此1点位置的电场强度比2点位置的电场强度大一些,故A错误;
B.根据图像可知,2、3两点的场强方向不相同,可知,2、3两点的场强不相同,故B错误;
C.沿电场线方向电势降低,可知,1点位置的电势高于2点位置的电势,故C错误;
D.根据图像可知,2、3两点位于同一条等势线上,因此,2、3两点的电势相等,故D正确。
故选D。
2.(23-24高二上·北京顺义·期中)电子伏特(符号:eV)属于下列哪一个物理量的单位( )
A.能量 B.电压 C.电流 D.电荷量
【答案】A
【详解】A.研究微观带电粒子在电场中的运动时,常用电子伏特(eV)做能量单位。1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能,而若电场中a、b两点间的电势差为1V,将一电子从a点移到b点,电子克服电场力做功为1eV
即电子伏特是能量单位,故A正确;
B.电压的单位是伏特,故B错误;
C.电流的单位是安培,故C错误;
D.电荷量的单位是库伦,故D错误。
故选A。
3.(23-24高二上·北京东城·期中)静电场方向平行于 x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的对称两段直线。一个质量为小m、电荷量为q的带负电的粒子,只在电场力作用下沿x轴方向运动。某段时间内,粒子以一定速度经过 O点向右运动到达 x=x0处速度恰好为0。图中φ0、d和x0均为已知量。下列说法正确的是( )
A.在O点,粒子的速度大小
B.在x=x₀处,粒子的加速度大小为
C.由O向x=x₀处运动过程中,粒子运动的时间为
D.由O向x=x₀处运动过程中,粒子的电势能增加
【答案】D
【详解】A.由O点向x=x0处运动过程中,根据动能定理
解得在O点粒子的速度
故A错误;
B.在x=x₀处,电场力的大小
根据牛顿第二定律,粒子的加速度大小
故B错误;
C.由O向x=x₀处运动过程中,粒子做匀减速运动,根据
解得
故C错误;
D.粒子带负电,由O向x=x₀处运动过程中,电场力做功为
粒子的电势能增加
故D正确。
故选D。
4.(23-24高二上·北京海淀·期中)如图所示,实线为某孤立点电荷产生的电场的几条电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用,下列说法中正确的是( )
A.该电场是由负点电荷所激发的电场
B.电场中a点的电势比b点的电势高
C.带电粒子在a点的加速度比在b点的加速度小
D.带电粒子在a点的动能比在b点的动能大
【答案】D
【详解】AB.由于粒子的电性未知,所以无法判断电场线的方向,进而无法判断场源电荷的电性以及两点电势的高低,故AB错误;
C.电场线越密的地方电场强度越大,所以带电粒子在b点的加速度一定比在a点的加速度小,故C错误;
D.带电粒子所受电场力方向沿电场线方向指向轨迹凹侧,若粒子从a运动到b,则电场力方向与速度方向夹角大于,电场力做负功,粒子动能减小;若粒子从b运动到a,则电场力方向与速度方向夹角小于,电场力做正功,粒子动能增加,综上所述可知带电粒子在a点的动能一定比在b点的动能大,故D正确。
故选D。
5.(23-24高三上·北京石景山·期末)如图所示,两个固定的等量正点电荷,其连线中点为O,a、b、c、d四个点位于以O为圆心的同一个圆周上,bd⊥ac。下列说法正确的是( )
A.a、c两点的场强大小和方向均相同
B.若一电子从b点由静止释放,以后将在b、d之间沿直线往复运动
C.从O点开始,沿Ob向上各处场强大小越来越小
D.从O点开始,沿Ob向上各处电势越来越高
【答案】B
【详解】A.根据对称性可知,a、c两点的场强大小相同,方向相反,故A错误;
B.若一电子从b点由静止释放,电子在Ob间受到向下的电场力,在Oc间受到向上的电场力,将在b、d之间沿直线往复运动,故B正确;
C.O点处电场强度为零,无穷远处电场强度为零,则从O点开始,沿Ob向上各处场强大小先增大后减小,故C错误;
D.根据等量同种正电荷连线中垂线上的电场分布可知,Ob方向,电场线沿Ob方向,则从O点开始,沿Ob向上各处电势越来越低,故D错误。
故选B。
6.(23-24高二上·北京东城·期中)如图甲所示,在某电场中建立x坐标轴,A、B为x轴上的两点,xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动,该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A.该电场一定是匀强电场
B.A点的电势小于B点的电势
C.电子由A点运动到B点的过程中做变加速直线运动
D.电子运动过程在A点的速率大于在B点的速率
【答案】D
【详解】A.由于电场力做功等于电势能的减小量。所以图像斜率表示电场力的大小,即
从图中可以看出斜率发生了变化,所以该电场不是匀强电场,A错误;
B.从图中可看出电子从A点到B点电势能增加,所以电势降低,A点的电势大于B点的电势,B错误;
C.从A点到B点的图像是直线,即斜率不发生变化,所以电子所受电场力不发生变化,加速度不变,电子做匀加速直线运动,C错误;
D.电子由A点运动到B点,电势能增加,电场力做负功,由于电子仅受电场力,所以动能减少,速度较小,电子在A点的速率大于在B点的速率,D正确。
故选D。
7.(23-24高二上·北京丰台·期中)如图甲所示,均匀带电球体的半径为R,电荷量为。可以证明,均匀带电球体(或球壳)在球外部产生的电场,与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同;而均匀带电球壳在其内部任意一点产生的电场强度为零。以球心为坐标原点建立x轴,理论分析表明,x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示,静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A.x1、x2两点的电场强度方向相反
B.x2处场强大小为
C.x1、x2两点的电势相同
D.若规定球心处的电势为零,则x=R处的电势为
【答案】D
【详解】A.根据图乙可知,x1、x2两点的电场强度均为正值,表明x1、x2两点的电场强度方向相同,均与规定的正方向相同,故A错误;
B.x2处于球外部,则有
故B错误;
C.根据电场强度与电势差的关系有
即有
可知,图像中,图像与x轴所围几何图形的面积表示电势差,可知x1、x2两点电势不相等,由于沿电场线电势降低,球体带正电,根据图甲可知,x1点电势高于x2点电势,故C错误;
D.在x=R处的电场强度为
若规定球心处的电势为零,根据上述,在0~R之间,结合图乙有
解得
故D正确。
故选D。
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