专题05 静电力做功与电势能（期末专项训练）高二物理上学期鲁科版

专题05静电力做功与电势能 题型1静电力做功与电势能变化关系 题型3电场力做功的综合应用 题型2静电力做功与电势能变化简单计算 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 题型一 静电力做功与电势能变化关系（共6小题） 1．(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·月考)关于静电力做功的特点，下列说法正确的是（　　） A．静电力做功与路径有关，与初末位置无关 B．静电力做功与路径无关，仅与初末位置有关 C．正电荷在电场中运动，静电力一定做正功 D．负电荷在电场中运动，静电力一定做负功 【答案】B 【详解】A．静电力是保守力，做功与路径无关，只与初末位置有关，故A错误； B．静电力做功与路径无关，仅由初末位置的电势差决定，故B正确； C．正电荷沿电场线方向运动时静电力做正功，若逆电场线方向运动则做负功，故C错误； D．负电荷沿电场线方向运动时静电力做负功，若逆电场线方向运动则做正功，故D错误。 故选B。 2．对于静电力做功，下列说法正确的是（　　） A．静电力做功与电荷移动的路径有关系 B．静电力做功与电荷运动的起始位置和终止位置有关 C．把电荷从电场中的A点移动到B点，电荷所带的电荷量越大，静电力做功就一定越多 D．若把一个正电荷由电场中的A点移动到B点，静电力做了正功，则把负电荷从A点移动到B点时，静电力一定做负功 【答案】BD 【详解】AB．静电力做功与电荷移动的路径无关，与电荷的起始位置和终止位置有关，A错误，B正确； C．把电荷从电场中的A点移动到B点，若静电力始终和速度方向垂直，则静电力做功为零，C错误； D．正电荷与负电荷在同一电场中所受静电力的方向相反，若把一个正电荷由电场中的A点移动到B点，静电力做了正功，则把负电荷从A点移动到B点，静电力就一定做负功，D正确。 故选BD。 3．(25-26高二上·福建福州第三中学·期中)某点电荷在电场中移动的过程中，若静电力对该点电荷做了正功，下列关于该点电荷的说法正确的是（　　） A．该点电荷电势能一定增加，但不能判断它是正电荷还是负电荷 B．该点电荷电势能一定减少，但不能判断它是正电荷还是负电荷 C．该点电荷一定是正电荷，但不能判断它的电势能是增加还是减少 D．该点电荷一定是负电荷，但不能判断它的电势能是增加还是减少 【答案】B 【详解】电场力做正功，电势能一定减少，但无法确定该电荷是正电荷还是负电荷。 故选B。 4．(25-26高二上·广东肇庆德庆县德庆县香山中学·期中)在农业生产中，常采用静电喷洒技术提高农药的喷洒效率和附着率。喷洒农药的无人机上安装有静电喷嘴，静电喷嘴内装有一根带电的针，使得农药水珠离开喷嘴时会带有大量电荷（如图）。由于与大地相连的农作物叶子带负电，喷洒出的农药水珠在静电力的作用下被吸附在叶子上，不会被风吹走。在农药水珠被农作物叶子吸附的过程中（　　） A．喷洒出的农药水珠带正电荷 B．电场力对喷洒出的农药水珠做正功 C．喷洒出的农药水珠的电势能增加 D．离农作物叶片越近，农药水珠所受静电力越大 【答案】ABD 【详解】 A．植物叶片带负电，喷洒出的农药水珠带正电才能被吸附到植物叶片上，故A正确； BC．农药水珠带正电，电场力对其做正功，电势能减少，故C错误，B正确； D．越靠近植物叶片，根据库仑定律可知，静电力越大，故D正确。 故选ABD。 5．(25-26高二上·山西天一大联考·期中)物理老师设计的简易静电除尘装置如图所示。矿泉水瓶的瓶底去掉，侧壁均贴有铝片，铜丝穿过瓶塞插入瓶内，使高压电源的负极连接铜丝，正极连接铝片。将点燃的艾柱放入矿泉水瓶底部，闭合开关S，可看到烟尘颗粒被吸附到铝片上。不计烟尘颗粒的重力，下列判断正确的是（　　） A．矿泉水瓶内的空气分子被电离为电子和正离子，使烟尘颗粒带负电 B．矿泉水瓶内的空气分子被电离为电子和正离子，使烟尘颗粒带正电 C．在吸附过程中，某烟尘颗粒越靠近铝片，速度越大 D．在吸附过程中，某烟尘颗粒越靠近铝片，电势能越大 【答案】AC 【详解】AB．在强电场的作用下，空气分子被电离为电子和正离子，使烟尘颗粒带负电，吸附到正极，故A正确，B错误； CD．在吸附过程中，静电力对烟尘颗粒做正功，烟尘颗粒越靠近铝片，速度越大，动能越大，电势能越小，故C正确，D错误。 故选AC。 6．关于静电场下列说法正确的是（　　） A．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 B．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定减小 C．电场强度大的位置电势一定高，电场强度小的位置电势一定低 D．电场强度为零的点，电势一定为零 【答案】A 【详解】AB．负电荷所受电场力与场强方向相反，负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，故A正确，B错误； CD．电场强度的大小与电势的高低无必然联系，故CD错误。 故选A。 题型二 静电力做功与电势能变化简单计算（共6小题） 7．(25-26高二上·北京师范大学第二附属中学·期中)在如图所示的匀强电场中，沿电场线方向有、两点，、两点间的距离。电荷量的试探电荷放在电场中的点，受到的静电力大小为。求： (1)电场强度的大小； (2)试探电荷从点运动到点的过程中静电力所做的功； 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题可知，匀强电场的电场强度大小为 （2）探电荷从点运动到点的过程中静电力所做的功 8．(25-26高二上·福建莆田第二十五中学·月考)用一长的轻质柔软绝缘细线，拴一质量为、电荷量为的小球，细线的上端固定于点，现加一水平向右的匀强电场，平衡时静止在如图所示点，此时细线与铅垂线成37°，，），试求： (1)该匀强电场的场强； (2)若将电场反向，求小球从该位置摆到最低点过程电场力所做的功。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对小球受力分析，根据平衡条件可得 解得 （2）若将电场反向，小球从该位置摆到最低点过程电场力所做的功 9．(25-26高二上·天津部分区·期中)在电场中，把一点电荷从A点移到B点，静电力做的功为，以下说法正确的是（　　） A．电荷在A点具有的电势能是 B．电荷在B点具有的电势能是 C．从A移动到B过程中电荷的电势能增加了 D．从A移动到B过程中电荷的电势能减少了 【答案】C 【详解】AB．电势能的数值具有相对性，未选定零电势能点时，无法确定电荷在A点的电势能具体值；同理，无法确定电荷在B点的电势能具体值，故AB错误； CD．静电力做功为，根据 可知电势能增加了，故C正确，D错误。 故选C。 10．(25-26高二上·福建福州第三中学·期中)已知将一个电荷量为的正电荷，从无穷远处移到某电场中A点的过程，静电力做功。再将该电荷从A点移到B点，静电力又做功。取无穷远处为电势（能）的参考位置，则该电荷在A点的电势能 J，在B点的电势能 J。 【答案】 【详解】[1]根据静电力做功与电势能变化的关系可得 解得 [2]根据静电力做功与电势能变化的关系 又，解得 11．如图，在电场强度为60 N/C的匀强电场中有A、B、C三个点，AB为5 cm，BC为12 cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向的夹角为60°。将电荷量为4×10－8 C的正电荷从A点移到B点，再从B点移到C点，电场力做了多少功？若将该电荷沿直线由A点移到C点，电荷的电势能变化了多少？ 【答案】见解析 【详解】电场力做功 电荷的电势能变化 12．(25-26高二上·云南迪庆藏族藏文中学·期中)在匀强电场中，电场强度，一个带电荷量的正电荷，在电场力作用下沿电场线方向移动了，求： (1)电荷受到的电场力大小； (2)电场力所做的功； (3)若移动前电荷电势能为，移动后电势能变为多少． 【答案】(1)0.1N (2)0.02J (3)0.48J 【详解】（1）根据电场力公式 代入数据解得 （2）电场力所做的功 根据电场力做功公式（电场力方向与位移方向一致） 代入数据解得 （3）已知移动前电势能 电场力做正功时，电势能减少，且 解得 代入数据解得 题型三 电场力做功的综合应用（共6小题） 13．(25-26高二上·河北张家口·期中)一带正电小球在空中由点运动到点的过程中，只受重力、电场力和空气阻力三个力的作用。若该过程小球的重力势能增加，机械能增加了，小球电势能减小了，下列说法中正确的是（　　） A．点电势低于点电势 B．小球在点速率大于小球在点的速率 C．空气阻力对小球做功 D．小球动能减小了 【答案】B 【详解】A．由点运动到点的过程中，小球电势能减小了，电场力对小球做功，小球带正电，根据电场力做功，则，故点电势高于点电势，故A错误； C．电场力对小球做功，小球的机械能只增加，故空气阻力对小球做了-的功，故C错误； BD．根据动能定理可知，小球动能的变化量为，故小球的动能减小了，所以小球在点速率大于小球在点的速率，故B正确，D错误。 故选B。 14．(25-26高二上·广东河源龙川县第一中学·期中)如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为的物块从A点由静止开始下落，加速度为，下降高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是（　　） A．该匀强电场的电场强度为 B．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为 C．带电物块电势能的增加量为 D．弹簧的弹性势能的增加量为 【答案】ABD 【详解】A．物块从静止开始下落时的加速度为，根据牛顿第二定律得 解得，故A正确； B．从A到C的过程中，系统除重力和弹力以外，只有静电力做功，且静电力做功为 根据功能关系可知机械能减少了，故B正确； C．由B选项可知，从A到C过程中，静电力做功为 所以根据功能关系可知带电物块电势能的增加量为，故C错误； D．从A到C过程中，对带电物块列动能定理方程有 解得弹簧弹力做功为 所以根据功能关系可知弹性势能增加量为，故D正确。 故选ABD。 15．(25-26高三上·江西名校·期中)空间存在水平向左的匀强电场，粗糙水平地面上，一个质量为带正电的物块以一定的初速度向右运动，物块的动能和电势能如下图的两条图线，则（　　） A．图线Ⅰ是变化曲线，图线Ⅱ是变化曲线 B．过程中阻力对物块做功、变化量和变化量关系为 C．电场力和阻力大小相等 D．由图线可求得动摩擦因数 【答案】BC 【详解】A．物块带正电，受到的电场力向左，物块向右运动时，电场力做负功，电势能增加，图线Ⅰ是电势能是变化曲线，A错误； B．过程中，根据动能定理 ，又 由以上二式可得 ，B正确； C．过程中，电场力做功 ；合外力做功 联立可得 ，即电场力与阻力大小相等，C正确； D．由图线可求得动摩擦因数 解得 ，D错误。 故选BC。 16．(25-26高二上·广东深圳福田某校·期中)如图，在粗糙程度相同的绝缘水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中（　　） A．小物块所受电场力逐渐增大 B．小物块具有的电势能逐渐减小 C．小物块在N点所受电场力可能等于运动中所受摩擦力 D．小物块电势能的减少量一定等于克服摩擦力做的功 【答案】BD 【详解】A．小物块在从M运动到N的过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向左，随着小物块由M运动到N，与电荷Q距离越来越大，所以小物块受到的电场力一定减小，故A错误； B．从M点运动到N点的过程中静电力做正功，小物块具有的电势能减小，故B正确； C．分析小物块的运动过程可知，小物块先加速后减速，在N点所受电场力小于运动中所受摩擦力，故C错误； D．由动能定理可得，即，其减少量等于克服滑动摩擦力做的功，故D正确。 故选BD。 17．(25-26高二上·黑龙江新时代高中教育联合体·期中)如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中。P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打到上板的过程中（　　） A．它们运动的时间 B．它们的电势能减小量之比 C．它们所带的电荷量之比 D．它们的动能增量之比 【答案】BC 【详解】A．垂直电场方向不受力，做匀速直线运动，位移相等，得到运动时间相等，故A错误； C．平行电场方向受到电场力，做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移—时间关系公式，有 由于两带电粒子平行电场方向分位移之比为 根据牛顿第二定律，有 联立解得 所以它们所带的电荷量之比，故C正确； B．电势能的减小量等于电场力做的功即，因为竖直位移之比是1∶2，电荷量之比也是1∶2，所以电场力做功之比为1∶4，它们电势能减少量之比，故B正确； D．根据动能定理，有 而， 所以动能增加量之比，故D错误。 故选BC。 18．(25-26高二上·山东青岛即墨区·期中)如图所示，光滑的绝缘水平面内存在水平向左的匀强电场（图中未画出）。轻质不带电的绝缘弹簧一端固定在墙上，另一端与电荷量为+2q的金属小球相连。现用外力将弹簧压缩x1（O为弹簧原长处），然后撤去外力。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量，小球可视为质点。关于小球向右减速到零的过程中，下列说法正确的是（　　） A．若电场强度为，则小球能运动到O点右侧 B．若电场强度为，则小球向右运动的最大距离为 C．若电场强度为，则小球的电势能和动能之和先增大后减小 D．若电场强度为，则小球不能运动到O点右侧 【答案】B 【详解】若小球恰好到达O点，则由动能定理 解得 A．若电场强度为，则小球所受电场力与弹簧弹力大小相等，方向相反，小球保持静止，A错误； B．若电场强度为，则 合外力的功，小球不能运动到O点 由动能定理 解得，B正确； C．若电场强度为，则小球恰好运动到O点，系统的弹性势能逐渐减小，由能量守恒可知小球的电势能和动能之和增大，C错误； D．若电场强度为，则，合外力的功，小球可以运动到O点右侧，D错误。 故选B。 $专题05静电力做功与电势能 题型1静电力做功与电势能变化关系 题型3电场力做功的综合应用 题型2静电力做功与电势能变化简单计算 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 题型一 静电力做功与电势能变化关系（共6小题） 1．(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·月考)关于静电力做功的特点，下列说法正确的是（　　） A．静电力做功与路径有关，与初末位置无关 B．静电力做功与路径无关，仅与初末位置有关 C．正电荷在电场中运动，静电力一定做正功 D．负电荷在电场中运动，静电力一定做负功 2．对于静电力做功，下列说法正确的是（　　） A．静电力做功与电荷移动的路径有关系 B．静电力做功与电荷运动的起始位置和终止位置有关 C．把电荷从电场中的A点移动到B点，电荷所带的电荷量越大，静电力做功就一定越多 D．若把一个正电荷由电场中的A点移动到B点，静电力做了正功，则把负电荷从A点移动到B点时，静电力一定做负功 3．(25-26高二上·福建福州第三中学·期中)某点电荷在电场中移动的过程中，若静电力对该点电荷做了正功，下列关于该点电荷的说法正确的是（　　） A．该点电荷电势能一定增加，但不能判断它是正电荷还是负电荷 B．该点电荷电势能一定减少，但不能判断它是正电荷还是负电荷 C．该点电荷一定是正电荷，但不能判断它的电势能是增加还是减少 D．该点电荷一定是负电荷，但不能判断它的电势能是增加还是减少 4．(25-26高二上·广东肇庆德庆县德庆县香山中学·期中)在农业生产中，常采用静电喷洒技术提高农药的喷洒效率和附着率。喷洒农药的无人机上安装有静电喷嘴，静电喷嘴内装有一根带电的针，使得农药水珠离开喷嘴时会带有大量电荷（如图）。由于与大地相连的农作物叶子带负电，喷洒出的农药水珠在静电力的作用下被吸附在叶子上，不会被风吹走。在农药水珠被农作物叶子吸附的过程中（　　） A．喷洒出的农药水珠带正电荷 B．电场力对喷洒出的农药水珠做正功 C．喷洒出的农药水珠的电势能增加 D．离农作物叶片越近，农药水珠所受静电力越大 5．(25-26高二上·山西天一大联考·期中)物理老师设计的简易静电除尘装置如图所示。矿泉水瓶的瓶底去掉，侧壁均贴有铝片，铜丝穿过瓶塞插入瓶内，使高压电源的负极连接铜丝，正极连接铝片。将点燃的艾柱放入矿泉水瓶底部，闭合开关S，可看到烟尘颗粒被吸附到铝片上。不计烟尘颗粒的重力，下列判断正确的是（　　） A．矿泉水瓶内的空气分子被电离为电子和正离子，使烟尘颗粒带负电 B．矿泉水瓶内的空气分子被电离为电子和正离子，使烟尘颗粒带正电 C．在吸附过程中，某烟尘颗粒越靠近铝片，速度越大 D．在吸附过程中，某烟尘颗粒越靠近铝片，电势能越大 6．关于静电场下列说法正确的是（　　） A．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 B．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定减小 C．电场强度大的位置电势一定高，电场强度小的位置电势一定低 D．电场强度为零的点，电势一定为零 题型二 静电力做功与电势能变化简单计算（共6小题） 7．(25-26高二上·北京师范大学第二附属中学·期中)在如图所示的匀强电场中，沿电场线方向有、两点，、两点间的距离。电荷量的试探电荷放在电场中的点，受到的静电力大小为。求： (1)电场强度的大小； (2)试探电荷从点运动到点的过程中静电力所做的功； 8．(25-26高二上·福建莆田第二十五中学·月考)用一长的轻质柔软绝缘细线，拴一质量为、电荷量为的小球，细线的上端固定于点，现加一水平向右的匀强电场，平衡时静止在如图所示点，此时细线与铅垂线成37°，，），试求： (1)该匀强电场的场强； (2)若将电场反向，求小球从该位置摆到最低点过程电场力所做的功。 9．(25-26高二上·天津部分区·期中)在电场中，把一点电荷从A点移到B点，静电力做的功为，以下说法正确的是（　　） A．电荷在A点具有的电势能是 B．电荷在B点具有的电势能是 C．从A移动到B过程中电荷的电势能增加了 D．从A移动到B过程中电荷的电势能减少了 10．(25-26高二上·福建福州第三中学·期中)已知将一个电荷量为的正电荷，从无穷远处移到某电场中A点的过程，静电力做功。再将该电荷从A点移到B点，静电力又做功。取无穷远处为电势（能）的参考位置，则该电荷在A点的电势能 J，在B点的电势能 J。 11．如图，在电场强度为60 N/C的匀强电场中有A、B、C三个点，AB为5 cm，BC为12 cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向的夹角为60°。将电荷量为4×10－8 C的正电荷从A点移到B点，再从B点移到C点，电场力做了多少功？若将该电荷沿直线由A点移到C点，电荷的电势能变化了多少？ 12．(25-26高二上·云南迪庆藏族藏文中学·期中)在匀强电场中，电场强度，一个带电荷量的正电荷，在电场力作用下沿电场线方向移动了，求： (1)电荷受到的电场力大小； (2)电场力所做的功； (3)若移动前电荷电势能为，移动后电势能变为多少． 题型三 电场力做功的综合应用（共6小题） 13．(25-26高二上·河北张家口·期中)一带正电小球在空中由点运动到点的过程中，只受重力、电场力和空气阻力三个力的作用。若该过程小球的重力势能增加，机械能增加了，小球电势能减小了，下列说法中正确的是（　　） A．点电势低于点电势 B．小球在点速率大于小球在点的速率 C．空气阻力对小球做功 D．小球动能减小了 14．(25-26高二上·广东河源龙川县第一中学·期中)如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m、电荷量为的物块从A点由静止开始下落，加速度为，下降高度H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则带电物块在由A点运动到C点过程中，下列说法正确的是（　　） A．该匀强电场的电场强度为 B．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为 C．带电物块电势能的增加量为 D．弹簧的弹性势能的增加量为 15．(25-26高三上·江西名校·期中)空间存在水平向左的匀强电场，粗糙水平地面上，一个质量为带正电的物块以一定的初速度向右运动，物块的动能和电势能如下图的两条图线，则（　　） A．图线Ⅰ是变化曲线，图线Ⅱ是变化曲线 B．过程中阻力对物块做功、变化量和变化量关系为 C．电场力和阻力大小相等 D．由图线可求得动摩擦因数 16．(25-26高二上·广东深圳福田某校·期中)如图，在粗糙程度相同的绝缘水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中（　　） A．小物块所受电场力逐渐增大 B．小物块具有的电势能逐渐减小 C．小物块在N点所受电场力可能等于运动中所受摩擦力 D．小物块电势能的减少量一定等于克服摩擦力做的功 17．(25-26高二上·黑龙江新时代高中教育联合体·期中)如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中。P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打到上板的过程中（　　） A．它们运动的时间 B．它们的电势能减小量之比 C．它们所带的电荷量之比 D．它们的动能增量之比 18．(25-26高二上·山东青岛即墨区·期中)如图所示，光滑的绝缘水平面内存在水平向左的匀强电场（图中未画出）。轻质不带电的绝缘弹簧一端固定在墙上，另一端与电荷量为+2q的金属小球相连。现用外力将弹簧压缩x1（O为弹簧原长处），然后撤去外力。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量，小球可视为质点。关于小球向右减速到零的过程中，下列说法正确的是（　　） A．若电场强度为，则小球能运动到O点右侧 B．若电场强度为，则小球向右运动的最大距离为 C．若电场强度为，则小球的电势能和动能之和先增大后减小 D．若电场强度为，则小球不能运动到O点右侧 $