周测评(18)电势能与电势 电势差及其与电场强度的关系-【衡水真题密卷】2024-2025全学年高一物理学科素养周测评（粤教版）

2024一2025学年度学科素养周测评（十八） 物理·电势能与电势 电势差及其与电场强度的关系 (考试时间40分钟，总分100分) 一、选择题：本题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题 只有一项符合题目要求，第5、6题有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不 全的得4分，有选错的得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 答案 1.如图所示，图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨 迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定 A.粒子在M点的速度大于在N点的速度 B.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 C.M点的电势小于N点的电势 D.M点的电场强度大于N点的电场强度 2.如图甲所示，绝缘粗糙水平面上x=一2L处和x=41处分别固定两个不等量正点电荷 (场源电荷)，其中x=一2处的电荷量大小为Q。两个点电荷在沿x轴方向上形成的 电场其电势9与x的关系如图乙所示，其中坐标原点处电势为9o,且为极小值，x=一 和红=21处电势分别为9，和。现由x=21处由静止释放一个质量为m,电荷量 3 为q的带正电的物体（视为质点），该物体刚好向左运动到x=一1处。物体产生的电场 忽略不计，重力加速度大小为g,下列说法不正确的是 () 0t9 777 -21-102l 4 -21-101213141x 甲 A.x=41处点电荷的电荷量为4Q B.物体从x=21处运动到x=-1处的过程中，电势能变化量为3q9则 10 C.物体与地面的动摩擦因数为，g0 10mgl D.在0~21之间物体的动能存在最大值 高一学科素养周测评（十八）物理第1页（共4页） 衡水真 3.光滑水平桌面上固定两个等量同种电荷，均带正电，一个带负电的粒子，沿着两个正电 班级 荷连线的中垂线从A点由静止释放，粒子从释放到第一次运动到O点过程中，下列图 像可能正确的是（取电势无穷远为0，桌面为重力势能零势能面） () A 姓名 ------------ 得分 E机 A B D 4.在与纸面平行的匀强电场中，建立如图甲所示的直角坐标系，a、b、c、d是该坐标系中的 4个点，已知Pa=6V、p6=4V、9a=2V;现有一电子以某一初速度从O点沿Od方向 射入，则图乙中abcd区域内，能大致反映电子运动轨迹的是 () a-.L0 ↑y d(L,L) -----1d ② ① ③ ④ b(-L.0) 0 c(Lo)x 甲 A.① B.② C.③ D.④ 5.如图所示，纸面内有OP、OQ两条线段，且OP=2cm,OQ=8cm, OP、OQ夹角为60°。一匀强电场与纸面平行，且电势差Uo=P 60°A -3VUa=-12V,A是OQ的中点。则 () A.UPQ=9 V B.电场强度大小为100√3V/m C.将电荷量为3.0×10-9C的负电荷从P点移到A点，电场力做功为一9.0×10-9J D.以OQ为直径作圆，M、N是圆周上动点，则M、N两点间最大电势差为8V 6.点电荷A、B、C固定在xOy平面内，A、B位于x轴上2d和3d处， 3dC C位于y轴上3d处，如图所示，已知在原点O处的电场方向沿y 2d------P 轴正方向，点电荷A的电荷量为一q,点电荷B、C的电荷量大小相 d 等，下列说法正确的是 A B （）oda3d A.点电荷B、C带异种电荷 B点电荷B的电荷量为。9 C.一个带负电的试探电荷沿直线从O点运动到P点，电势能始终保持不变 D.一个带负电的试探电荷沿直线从O点运动到P点，电势能先增大再减小 题密卷 高一学科素养周测评（十八）物理第2页（共4页） YJ 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该 三角形平面。现将电荷量为1.6×10-8C的正点电荷从A点移到B点，静电力做功为 4.8×10-6J,将另一电荷量为1.6×10-8C的负点电荷从A点移到C点，克服静电力做 功为4.8×10-6J。若AB边长为2√3cm,A点电势为0，求： (1)A、B间的电势差U4B。 (2)B点的电势。 (3)匀强电场的电场强度大小。 8.(20分)如图所示，半径为R的圆处在匀强电场中，电场线与圆面平行，在圆上A点以大 小为)的初速度将质量为m、电荷量为q的带正电的粒子射入电场，结果粒子经过圆上 B点时，速度大小为2，若该粒子以大小为2的速度从A点射人电场，粒子经过圆上 C点时，速度大小为√7v,B点是AC弧的中点，AC是圆的直径。不计粒子的重力，求： (1)A、B间的电势差UAB。 (2)匀强电场的电场强度大小。 YJ 高一学科素养周测评（十八）物理第3页（共4页）》 衡水真题密卷 .(20分)如图甲所示，一个正点电荷固定在绝缘水平面上x轴的原点O处，x轴上各点 电势9与二的关系如图乙所示。可视为质点的滑块质量为0.05kg、电荷量为+8.0× 10-9C,从x=0.2m处由静止释放，在x=0.4m处时速度达到最大。已知滑块与水平 面间的动摩擦因数为μ=0.01，取g=10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)求在x=0.4m处滑块所受的电场力大小。 (2)求在x=0.4m处滑块速度的大小。 (3)计算滑块到达的最远位置。 ↑P/(×105V0 40 5.0 30润 2.0--- -- 1.0 arrrrr 123451 匆 /m 高一学科素养周测评（十八）物理第4页（共4页）·物理· 参考答案及解析 3 (2)根据电场的叠加可知，O,点处电场强度为 EkB= 12mgL。 L3 E=-e是+2品-品Am8 9.(1)k (2 4mg,方向竖直向上 方向竖直向上。 (8子ng (3)对A、B施加等大反向的水平拉力后，A、B组 成的系统始终处于平衡状态，因此细线a始终竖 【解析】(1)设小球A的电荷量为g,则小球B的 直，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，对小球 电荷量为q,对A、B整体研究，细线a的拉力 B受力分析如图所示， T.=2mg 根据力的平衡有 对小球B研究，根据力的平衡有 Fcos53°=mg cos37° T.--mgkg 4 解得F=3mg 53 mg 由题意知 To=Ta 解得q= mgL? V及。 2024一2025学年度学科素养周测评（十八）物理·电势能与电势 电势差及其与电场强度的关系 一、选择题 择不正确一项，故选B。 1.B【解析】过粒子的运动轨迹与电场线的交点作 3.A【解析】根据同种等量电荷中垂线的电场特 沿电场线方向的切线和沿轨迹 点可知，从A点到O点，电场强度可能先增大后 方向的切线，如图所示，F为粒 减小，则电场力可能先增大后减小，根据牛顿第 子在该点所受的电场力，由此可 二定律可知，加速度可能先增大后减小，速度可 知，从M点到N点，电场力对 能一直增大，A正确；根据p=Ed,可知px图线 粒子做正功，电势能减小，动能 的斜率代表电场强度，O点的电场强度为0，B错 增大，速度增大，A错误；沿电场线方向电势逐渐 误；从A点到O点，电场力做正功，电势能逐渐减 降低，正电荷在电势高的地方电势能大，故M点 小，C错误；电场力做功代表机械能的变化，可知 的电势大于N点的电势，M点的电势能大于N 靠近O点的电场力逐渐减小，根据W=Fx,机械 点的电势能，B正确，C错误；N点的电场线较密 能变化趋势逐渐平缓，D错误。 集，所以M点的电场强度小于N点的电场强度， 4.B【解析】已知9。=6V、p6=4V、P4=2V,则 D错误。 2.B【解析】根据p=Ed,可知px图线的斜率等于 ad中点f0,L)的电势为9，=9十p=4V= 2 电场强度，在x=0处的电场强度为零，则 P6,可知b、∫连线为等势线，电场强度与等势线 (2)2 垂直，即沿着aO方向斜向下，如图所示。电子以 飞)2，可得Q=4Q,A正确：物体在运动过程 某一初速度从O,点沿Od方向射入图中abcd区 域内，电子的初速度方向与电场力方向垂直，加 中，电势能变化量为△E。=6e,g 3 速度方向与电场力方向相反，电子做类平抛运 509- 2P09 动，则能大致反映电子运动轨迹的是②，B正确。 -©，B错误；物体在运动过程中，由动能定理 a(-L.L) d(L,L) 得W。-mg·32=0.w=-△E,=2,解符 “=10mgC正确，物体动能最大时，电场力等于 99o b(-L.0) 0 cL.0) 摩擦力，因在坐标原点处电场力为零，可知在0~21 E 之间物体的动能存在最大值，D正确。本小题选5.BD【解析】根据电势差之间的关系U0=U@ ·33· YJ 衡水真题密卷 学科素养周测评 Uop,解得Uo=一9V,A错误；取OA的中点 【解析】(1)根据动能定理，粒子从A点到B点电 B,根据电势差之间的关系Uam=Um,Um 场力做功为 1 wa=。m(2w)-2m023 三二3V,可知P点与B点处于同 2mva 则A、B间的电势差为 势面，电场线应垂直于等势面，根据几何关系以 WAB 3mv2 及电势差与电场强度的关系可知，PO沿电场线 UAB= 92g。 上的距离d=m·cos30,E-=10,3V. (2)根据动能定理，粒子从A点到C点电场力做功为 d Wm(7 2m(2u)2=3 B正确；根据电势差之间的关系Ua=2Uoa, 则A、C间的电势差为 UA=UoA-Uop=一3V,根据电场力做功表达 UAC Wac 3mv2 式为W=qUpA=9.0×109J,C错误；以OQ为 g 2g 直径作圆，M、N是圆周上的动点，M,N两，点运 由此可知，B、C两点在同一个等势面上，电场方 动到所成直径与电场线平行时，M,N两，点间有最 向垂直于B、C连线，如图所示。由几何关系可 大电势差，此时M、N两点距离d'=8cm,可得U= 知，AB与BC垂直且相等，A、B间距离为 Ed'=8√3V,D正确。 d=√2R 6.AD【解析】由于原点O处的电场方向沿y轴 则匀强电场的电场强度大小为 正方向，且，点电荷A的电荷量为一q,所以点电荷 B在O点产生的电场EB应沿x轴负方向，点电 UAB_32mv E= √2R4gR 荷C在O点产生的电场Ec应沿y轴正方向，B 带正电，C带负电，即B、C带异种电荷，A、B带 (3d)=k,9 异种电荷，且Ea=EA,即kQ (2d)2,所 以点电药B,C的电荷量为Q-号，A正残，B然 E 误；由于B、C为等量异种电荷，O、P两点在B、C C 两点电荷形成电场的同一个等势面上，仅考虑点 9.(1)5×10-3N(2)0.2m/s(3)0.8m 电荷A的影响，所以从O点到P点，电势先降低 【解析】(1)在x=0.4m处滑块速度达到最大， 后升高，负电荷沿直线从O点运动到P点，电势 则此时滑块受力平衡，即电场力等于滑动摩擦力 能先增大再减小，C错误，D正确。 F电=f=μmg 二、非选择题 解得F电=5×10-3N。 7.(1)300V(2)-300V(3)1×104V/m 【解析】(1)A、B间的电势差 (2)由题图知，在x,=0.4m即=2.5m1处，电 U4=W4-4.8X10 ,91.6X10-9V=300V. 势为91=2.5X10V;在x2=0.2m即1=5m x2 (2)A点电势为0，有 处，电势为p2=5×105V,则两处的电势差为 UAB=9A一PB U=p2-p1=2.5X105V 解得PB=-300V。 根据动能定理得 (3)A、C间的电势差 Uac=Wc=-4.8X106 1 qU-mg(x1-x2）= 9 ,1.6x10-8V=300V 解得v=0.2m/s。 B、C间的电势差 (3)由题图乙可知，电势9与位置x之间的关系为 UBC=0 10 则B、C两，点在同一个等势面上，电场线垂直于 9= x 等势面，电场强度大小 则从x2=0.2m到最远位置，根据动能定理得 UAc E=1cos30-1X104V/m. qU'-μmg·△x'=0 U'=p2一9 8.(1)3mo (2)3v2m △x'=x一x2 2g 4gR 解得x=0.8m或x=0.2m(舍去)。 。34· Y灯