周测卷3 电势和电势差-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

(2)若撤去该匀强电场,小球A仍能在原位置保持静止,根据几 设其为U.令轻质小球的电荷量为一g,根据动能定理 何关系可知小球B在A的原位置产生的电场强度与水平方向央 有一2qUc--mv*;若B处正点电荷的电荷量变为原来的2 角为30,对A受力分析, 水平方向E'gcos30*-F.'sin60 倍,其他条件不变,可以将该电荷看为在B处放置两个相同的 坚直方向E'qsin30+F:'cos 60-mg 电荷量为Q的电荷,则在A、B处的这三个点电荷各自产生的 电场中C、O间的电势差亦为Uco,根据动能定理 有一3qU--m,解得v= / 2A、B、D错误,C正确。 解得。_L 8.BC 解析 由于地面带正电,雷雨云底部带负电,电场线起始 周测卷3 电势和电势差 于正电荷终止于负电荷,因此电场线方向向上,沿着电场线方 向电势逐渐降低,因此从雷雨云底部到地面电势逐渐升高,A 1.C 解析 电场线疏密表示电场强弱,电场线越密的地方,电 错误,B正确;雨滴带负电,其所受电场力向下,雨滴落向地面 场强度越大,可知E. E,故A错误;由带电体周围的等势 的过程中,电场力做正功,电势能减少,C正确,D错误。 面分布图可知,故B错误;根据E一一eq,电子在A 9.BC 解析 a点和点到正、负电荷的距离不同,则a点和b 处的电势能比在B处的电势能大,故C正确;将十q从A处移 点的电势不相同,A错误;a点和点关于正负电荷连线的中 到B处静电力做负功,故D错误。 点对称,则a点和b点的电场强度相同,B正确;立方体前表面 2.A 解析 电场线分布的疏密表示电场的强弱,故a点的电场 面心和左侧而面心到正负电荷的距离相同,电势相同,电场强 强度小于点的电场强度;根据对称性可知点的电场强度 度大小相同,但方向不同,C正确,D错误。 与c点的电场强度大小相等,故A正确,B错误;沿着电场线 【易错分析】本题应先找出等量异种点电荷形成的等势面,容 方向电势降低,故b点电势比c点高,故C错误;将带正电的 易由于空间建模不足而错误判断是否关于等量异种点电荷的 试探电荷由占点移动到c点,静电力做正功,试探电荷的电势 中点对称。 能减小,故D错误。 10.CD 解析 题干仅给出了点电荷从A点运动到B点,但点 W_ 3.A 解析 根据静电力做功与电势差关系可得U.一 电荷电性未知,所以电场线方向不确定,A点的电势不一定 高千B点的电势,选项A、B错误;根据图乙可知,点电荷从 6×10- .Wn-3x10 A.点运动到B点的过程中加速度在逐渐减小,由F一ma,可 -3X10- V-100V-一c.可知A点的电势比B点的电势低200 V.C点的电势比B点的电势低100V,故有A,A 电场强度一直在减小,选项C正确:点电荷从A点运动到B 正确。 点,加速度一直减小,但速度一直在增加,动能一直在增大, 4.D 解析 等差等势线的疏密反映电场强度的大小,由图可知 说明电场力做正功,电势能减小,所以点电荷在A点的电势 a处的等势线较密,则E.E,故A错误;高压电源左为正 能一定大于其在B点的电势能,选项D正确。 极,则所加强电场的电场强度向右,而沿着电场线电势逐渐降 11.答案 (1)8N/C(2)1.6×10J(3)0.8V 低,可知。→。,故B错误;液滴的重力不计,根据牛顿第二 解析(1)正电荷从a移到b,静电力做的功 Ea,因E。>E。,得液谪在a点 W. -Eo.ab. 定律可知,液滴的加速度为a一 代入数据解得E一8NC 的加速度大干在b点的加速度,故C错误;液滴在强电场作用 (2)正电荷从b移到c,静电力做的功 下,从发射极飞向吸板,速度方向沿着电场力方向,电场力做 W. -qE.bccos 60” 正功,电势能减小,故液滴在a点的电势能比在b点的大,故D 代入数据可得W-1.6×101 正确。 (3)正电荷从a移到c,静电力做的功 5.B 解析 由v-!图线的斜率表示加速度,可得试探电荷经过 W.-W.+W-3.2x101 a点时的加速度为零,故试探电荷在a点所受的电场力为零, W a、C两点间的电势差U= a点的场强必为零,即Q、Q。在a点产生的场强等大、反向, 故Q。一定带负电,A错误;因Q.距离a点较远,根据点电荷 代入数值可得U-0.8V。 可知,Q.所带电荷量一定大于Q。所带电荷 场强公式E 12.答案(1)-4.5×1013×10J(2)3×10J1.5$ 10 V (3)1m/s 5×10-N 量,B正确;在a到b范困内,Q:产生的场强比Q,产生的场 解析 (1)重力势能变化量AE.=-mgl=-4.5x1011 强大,所以合场强方向向左,即由a点指向b点;同理可知,a 电势能变化量AE-Eql-3×101 点右侧的合场强方向向右,根据沿电场线方向电势逐渐降低, (2)若取A点电势为零,则小球在B点的电势能E.一3× 可知由b→a,电势先升高后降低,a点的电势最高,C、D 10-11 错误。 由E一,可得 3×10* 6.C 解析 在等量同种点电荷的连线上,中点处的电场强度为 2x10V=1.5×10V 零,从中点向两边电场强度在增大,方向都是背离中点O处, 所以a、b两点的电场强度大小相等,方向不同,而a、b两点关 于O点对称,根据等势线分布可知a、b电势相同,故A错误; 解得u.-1m/s 在中垂线上电场强度在c点竖直向下,在d点竖直向上,所 m 在B点时,对小球,有F。一mg-” 以C、d两点的电场强度方向不同,根据对称性可知电势相等 r 故B错误;a到过程,电势先升高再降低,所以电子电势能先 解得F.-5X10N. 减小后增大,故C正确;d到c过程,电势先降低再升高,所以 13.答案(1)3g,方向竖直向上 (2)3-Q 电子电势能先增大后减小,故D错误。 h 7.C 解析 电荷量相等的两个正点电荷,设其电荷量大小均为 解析(1)由题意知,此点电荷应为正点电荷,设其电荷量为 Q,则在两个点电荷各自产生的电场中C、O间的电势差相等, o.根据牛顿第二定律可知 ·17· 在A点时有F=ng ^${} :Q一n. ,8 的电势能比在Q点具有的电势能大,B错误;只有静电力做 功,所以带电粒子在P点的动能与电势能之和与在Q点的相 Q 在B点时有F。a-(0.25h) 等,C错误;电场的方向总是与等势面垂直,所以R点的电场 -mg-n·a 线的方向与该处的等势面垂直,而带正电粒子受到的静电力 解得a:一3g,方向竖直向上。 的方向与电场线的方向相同,加速度的方向又与受力的方向 (2)从A到B过程,由动能定理得 相同,所以带电粒子在R点的加速度方向垂直千等势面b,D mg(h-0.25h)+qU.-0 正确。 -0_ 由mg- 3.D解析由题图知c、d、m、n均处于a、b连线的中垂面上, h。 因a、b两点固定的是等量正电荷,所以.二一,故 1Q 可得m# A错误;c、d两点电场强度大小相等,但方向不同,故B错误; 因,所以带正电的试探电荷在c点的电势能小于在m 3Q 解得U二- 点的电势能,即从c沿cn到m.试探电荷的电势能增大,故C 。 错误;因一,对带有负电的试探电荷EE= 4/3ma。R^{} 2 E,故D正确。 14.答案(1)带负电 3{Q 4.B 解析 电子从D到B的过程,一eUn-0-E,解得 _E20eV-20V,则电场强度为E- 解析 (1)由于粒子减速通过P点,即粒子所受电场力方向 U一 指向O点,说明粒子带负电。由几何关系可知,P点到任一 r-0.1 点电荷的距离,一2R: V/m一200V/m,故B正确;电子经过等势面C时的电势能 为一10eV,则C点的电势为10V,因为CA间的电势差等于 DB间的电势差,可知A点电势为一10V,A错误;根据能量 角8-30{. 守恒定律得,电子再次经过D等势面时,动能不变,仍然为20 根据牛顿第二定律有2Fcosθ-m。, eV,C错误;因电场为匀强电场,且电子所受电场力方向与速 43ma.R 度方向在同一条直线上,所以电子的运动为匀变速直线运动, 联立解得- D措误。 3Q (2)带电粒子速度最大时,加速度为零,此时粒子位于O点。 5.A 解析 计算x:处的电场强度时,可把带电球体等效为位 1 ,故A 正确;由题图乙E-x图像可知,球内部由O到球表面电场强 度均匀增大。所以内部电场为非匀强电场,故B错误;x轴上 15.答案(1)0(2)v6gl.(3)ngl. O点右侧的电场方向始终是向右的,沿着电场的方向电势逐 2 渐降低,可知.,故C错误;E-x图像与x轴所围面积 解析 (1)由题意可知△OBD为直角三角形,由几何关系知 表示电势差,由题图乙可知两处面积不相等,所以x。处与球 OB-BD.sin30*-2L 表面、球表面与x。处的电势差不同,则将试探电荷沿工轴从 连接O、C,又C点为BD中点,则OC--BD-21. 工.移到R处和从R移到x,处静电力做功不相同,故D错误。 W_-8x10* 6.A 解析 根据W-qU,得U= 则B、C两点在同一等势面上,则小球从B点到C点的过程 1×10V=-8 中,电场力做的功为W一q-0. W2x10~* V.U_- (2)由题意知A、D两点也在同一等势面上,小球从A点运 W1×10V-2V。设B点电势为0.则A点 动到D点,电场力做功为零,根据动能定理可得 电势为-8V,C点的电势为-2V,将线段AB四等分,如图. 则D点与C点电势相等,等于一2V,由几何知识易知,CDl AB,则场强方向由B指向A,场强大小为E= Un 解得-v6gL。 BD (3)小球从C点运动到D点,由动能定理可得 2 10X10* 。V/m-20V/m,A正确。 mgX2L sin30”*+qU..= _。 其中v-3gL 联立解得Uc-mgt. 2 2) 7.D 解析 由题图乙可知,沿x正方向电势降低,所以电场线 周测卷4 电势差与电场强度的关系 方向斜向下,A错误;-x图线的斜率表示电场强度沿工方向 1.D 解析 由物体做曲线运动的条件知,g:所受电场力水平 E. 的分量,由题图乙可知E.一800Vm,所以E= 向右,q:带正电,故电场方向向右,q:所受电场力向左,故q cos370= 带负电,选项A错误;电场线水平向右,沿电场线的方向电势 1000V/m.B错误;由题图乙得O点的电势为48V,O、c间 降低,则A点的电势高于C点的电势,选项B错误;由题图可 的距离为Oc-8cm-0.08m,所以O,c间的电势差为U = 知,电场力方向与运动方向成锐角,电场力对g、9:都做正 E·O·cos37*-1000×0.08X0.8V-64 V,由于 = 功,q、q。的电势能都减少,选项C错误,D正确。 eo-,将U.-64V、o=48V代入得=-16V.C错 2.D 解析 带电粒子所受静电力指向轨这弯曲的内倒,电场线 误;O,a间的电势差为Uo.-E·O·cos37*-1000x 与等势面垂直,且带电粒子带正电,因此电场线指向右下方, $.2X0.8V-16V.由于U.=o-..将U。-16V. 根据沿电场线方向电势降低,可知a等势面的电势最高,c等 o-48V代入得。-32V,所以电子在a点的电势能为 势线的电势最低,A错误;因o,故带电粒子在P点具有 E。=-ec。--32eV,D正确。 ·18·周测卷3 电势和电势差 时间：75分钟满分：100分 一、选择题：（本题共10小题，共46分。在每小题给出 从发射极飞向吸板，a、b是其运动路径上的两个点， 的四个选项中，第1一7题只有一项符合题目要求，每小 不计液滴重力，下列说法正确的是 () 题4分：第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的 A,a点的电场强度小于b点的电场强度 得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。) B.a点的电势低于b点的电势 1,(2024·杭州市高二期中)某带电 C.液滴在a点的加速度小于在b点的加速度 体周围的电场线和等势面如图所 D.液滴在a点的电势能大于在b点的电势能 示，图中A、B两点的电场强度大 5.(2024·江苏扬州中学月考)如图甲所示，Q1、Q为 小分别为EA、EB,电势分别为PA、 两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长 北 9,则 线上有a、b两点。一带正电的试探电荷以一定的初 A.E>E 速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其vt图 B.au 像如图乙所示，则 C.电子在A处的电势能比在B处的电势能大 D.将十q从A处移到B处静电力做正功 Q 塑2.(2024·西安市高二期末)电子透 9 镜两极间的电场线分布如图所 示，中间的一条电场线为直线，其一二 A.Q,带正电 长 B.Q1所带电荷量大于Q:所带电荷量 他电场线对称分布，a、b、c、d为电场中的四个点，其 C.b点的电场强度方向由b点指向a点 中b、d点和b、c点分别关于xy轴对称。下列说法 Db点右侧，a点的电势最低 正确的是 6.(2024·广州市高二月考)如图所 A.a点的电场强度小于b点的电场强度 示，A,B为两个等量同种点电荷，各4 B.b点的电场强度大于c点的电场强度 0 a、O,b在点电荷A、B的连线上， d C.b点的电势比c点的电势低 c、O、d在连线的中垂线上，Oa=Ob=Oc=Od,则 D.将带正电的试探电荷由b点移动到c点，试探电荷 的电势能增大 A.a、b两点的电场强度相同，电势相同 3.(2024·上海市致远高级中学高二期中)将电荷量9 B.c、d两点的电场强度相同，电势相同 =一3×10C的点电荷从A点移到B点，静电力做 C.将一电子由a点移至b点电子电势能先减小后 功为6×10‘J。将同样的点电荷从B点移到C点， 增大 克服静电力做功3×10‘J。则电场中A、B,C三点 D.将一电子由d点移至c点电子电势能增大 的电势大小关系为 ) 7.(2024·河南安阳模拟预测)如图所示，OC是等腰三角 A.9n>pc>PA B.Pa>pc>Pu 形ABC底边AB上的高，电荷量相等的两个正点电荷 C.oc>pA>9 D.9n>9A>Pc 分别固定在A、B两点。绝缘光滑杆与OC重合，有 4.(2024·湖北云学名校 个带负电的轻质小球套在杆上，自C点从静止释放后 高压电源 联盟高二月考)如图为 发射极 沿杆滑下，当小球运动到O点时，其速度大小为，若 某种静电喷涂装置的原 B处正点电荷的电荷量变为原来的2倍，其他条件不 吸板 理图，接上高压电源后 带电液滴， 变，仍将小球由C点从静止释放。不计小球的重力，小 等势面 装置的两极间产生强电场（图中相邻的等势面间的电 球可看作点电荷。当小球运动到O点时，其速度大小 势差相等)。在强电场作用下，一带正电液滴（油漆） 为 45 B A.A点的电势一定高于B点的电势 B.电场线的方向一定从A指向B A.2v C.从A点到B点电场强度一直在减小 8.雷雨云由一大团翻腾波动的水，冰晶和空气组成。当 D.该点电荷在A点的电势能一定大于其在B点的 云团里的冰品在强烈气流中上下翻滚时，这些被强烈 电势能 气流反复撕扯、撞击的冰品和水滴充满了静电，假设 二，非选择题：（本题共5小题，共54分。） 重量较轻、带正电的堆积在云层上方，较重，带负电的 11.(10分)(2024·云南广南县第十中 聚集在云层底部。地面则受云层底部大量负电荷的 高二月考)如图所示的匀强电场中， 感应而带正电。当正、负两种电荷的差异极大时，就 有a、b、c三点，ab=5cm,bc=a 60 会以闪电的形式把能量释放出来。关于带负电荷的 10cm,其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成 雨滴从雷雨云底部落到地面的过程，下列说法正确的 60°角，一个电荷量为q=4×107C的正电荷从a移 是 ) 到b静电力做功为W=1.6×107J,求： 、 (1)匀强电场的电场强度E的大小： ⊙ 雷雨云底部 (2)正电荷从b移到c,静电力做的功W: (3)a、c两点间的电势差Ur。 地面 P727777777777777777777777777 A.从雷雨云底部到地面电势逐渐降低 B.从雷雨云底部到地面电势逐渐升高 C.雨滴落向地面的过程，电势能减少 D.雨滴落向地面的过程，电势能增加 9.(2024·广东广雅中学高二上月考)如图，带电荷量分 别为q和一q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶 点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则 () A.a点和b点的电势相同 B.a点和b点的电场强度相同 C.立方体前表面面心和左侧面面心电势相同 D.立方体前表面面心和左侧面面心电场强度相同 10.(2024·福建福州协作体联考)如图甲所示，A、B是 某电场中一条电场线上的两点，将一点电荷从A点 由静止释放，仅在静电力的作用下沿电场线从A点 运动到B点，其运动的加速度a随时间t变化的规 律如图乙所示，下列说法正确的是 46 12.(10分)如图所示，在场强E= 13.(10分)(2024·河北邢台一中月考)如 10N/C的水平匀强电场中，有 图所示，Q为周定的正点电荷，A、B两 一根长l=15cm的绝缘细线， B 点在Q的正上方和Q相距分别为h和 一端固定在O点，另一端系一个 0.25h处，将另一点电荷从A点由静 B 质量m=3g、电荷量q=2×10‘C的带正电小球， 止释放，运动到B点时速度正好又变 0.25h 当细线处于水平位置时，小球由静止开始释放，g取 为零。若此点电荷在A点处的加速度 ④ 10m/s2。 大小为子g(g为重力加速度，静电力 (1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能 常量为k),求： 的变化量分别为多少？ (1)此点电荷在B点处的加速度； (2)若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势 (2)A,B两点间的电势差（用Q和h表示）. 分别为多大？ (3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？ 47 14.(12分)一个质量为m的带电粒子，在一对带电荷量 15.(12分)如图所示，倾角为30°的光滑绝缘斜面上有 都为十Q的点电荷的连线的中垂线上运动，如图所 A、B,C、D四点，线段AB、BC、CD长度相等，在B 示。已知两正点电荷相距2R,O为两点电荷连线的 点正下方O点处固定一个正点电荷，O、D在同一水 中点，P为该连线中垂线上的一点，OP一√3R。当 平线上。一带正电的小球从A点由静止下滑，依次 粒子速度为v。时，正好以大小为a。的加速度减速 经过B、C、D点，已知小球的质量为m、电荷量为q, 通过P点，假设粒子仅受静电力作用，静电力常量 线段CD长为2L,小球经过C点时的速度大小为 为是。 √3gL,不计空气阻力，重力加速度大小为g,求： ↑+0 i+0 (1)求粒子的电性和带电荷量q; (2)若带电粒子在运动过程中的最大速度为vm= 30.D 。’+8@R (1)小球从B点到C点的过程中，电场力做的功W; 求速度最大位置与P间的电势差。 √5 (2)小球经过D点时速度大小v; (3)B,D两点间的电势差UD。 碳 48