2022人教版高中物理必修第三册第1~2节综合拔高练五年高考练考点1 电势高低及电势能大小的判断1.(2020课标Ⅱ,20,6分,)(多选)如图,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷a、b为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等则 ( ) A.a、b两点的场强相等B.a、b两点的电势相等C.c、d两点的场强相等D.c、d两点的电势相等2.(2020课标Ⅲ,21,6分,)(多选)如图,∠M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点下列说法正确的是( )A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负3.(2020山东,10,4分,)(多选)真空中有两个固定的带正电的点电荷,电荷量不相等一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在电场力的作用下恰好保持静止状态过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。
以下说法正确的是 ( )A.a点电势低于O点B.b点电势低于c点C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能4.(2019课标Ⅱ,20,6分,)(多选)静电场中,一带电粒子仅在静电力的作用下自M点由静止开始运动,N为粒子运动轨迹上的另外一点,则 ( ) A.运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小B.在M、N两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C.粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D.粒子在N点所受静电力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行5.(2019课标Ⅲ,21,6分,)(多选)如图,电荷量分别为q和-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 (深度解析)A.a点和b点的电势相等B.a点和b点的电场强度大小相等C.a点和b点的电场强度方向相同D.将负电荷从a点移到b点,电势能增加考点2 等势面的应用6.(2020浙江7月选考,8,3分,)空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷,其中Q点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示,a、b、c、d、e为电场中的5个点,设无穷远处电势为0,则 ( )A.e点的电势大于0B.a点和b点的电场强度相同C.b点的电势低于d点的电势D.负电荷从a点移动到c点时电势能增加7.(2018天津理综,3,6分,)如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在静电力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EpM、EpN。
下列判断正确的是 ( )A.vM
粒子在t0时刻运动到B点,3t0时刻运动到C点,以下判断正确的是 ( )A.A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φCB.A、B、C三点的场强大小关系为EC>EB>EAC.粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少D.粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做正功后做负功4.(2020广东佛山一中高二上月考,)(多选)如图所示,三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面,其电势分别为10 V、20 V、30 V实线是一带电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹,a、b、c为轨迹上的三点,已知带电粒子带电荷量为0.01 C,在a点处的动能为0.5 J,则该带电粒子 ( )A.带正电 B.在b点的电势能为0.5 JC.在b点的动能为零 D.在c点的动能为0.4 J5.(2020北京大兴高三期末,)做功与路径无关的力场叫作势场,在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念,场力做功可以量度势能的变化例如静电场和引力场1)如图所示,真空中静止点电荷+Q产生的电场中,A、B为同一条电场线上的两点,A、B两点与点电荷+Q间的距离分别为r1和r2取无穷远处的电势为零,则在距离点电荷+Q为r的某点电势φ=kQr(式中k为静电力常量)。
①现将电荷量为+q的试探电荷放置在A点,求该试探电荷在A点时的电势能EpA;②现将电荷量为+q的试探电荷,由A点移至B点,求在此过程中,静电力所做的功W2)质量为M的天体周围存在引力场已知该天体的半径为R,引力常量为G请类比点电荷,取无穷远处的引力势为零,写出在距离该天体中心为r(r>R)处的引力势φg的表达式 答案全解全析第1~2节综合拔高练五年高考练1.ABC 圆环上电荷量分布关于cd左右对称,且对称部分电性相同;圆环上、下部分电荷量分布关于ab对称,但上、下部分所带电荷的电性相反故直线ab上场强处处垂直于ab竖直向下,沿电场线方向电势逐渐降低,由此可知:Ea=Eb,φa=φb,Ec=Ed,φc>φd,故A、B、C正确,D错误2.BC 由题意可知在三角形PMN中,∠M>∠N,则PN>PM,以P点为圆心、PM为半径作一圆周交MN于Q点,如图所示在P点固定正电荷,则该圆周为正电荷产生电场中的一条等势线,即电势φM=φQ>φN;场强大小EM=EQ>EN沿MN边,从M点到N点,根据场强分布特点可知,电场强度的大小先增大后减小(最大值在MQ中点),A错误沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小(最大值在MQ中点),B正确。
正电荷所在位置的电势越大,其电势能越大,反之就越小,因φM>φN,故C正确因电势能EpM>EpN,而电场力所做功W=-(EpN-EpM)=EpM-EpN>0,故D错误3.BD 两点电荷带正电,可知连线上O点左侧各点场强方向向右、右侧各点场强方向向左,而沿场强方向电势降低,故φa>φO、φc>φO,A项错误;从O点沿垂线到b点,两场源电荷产生的电场沿垂线方向的分量由O指向b,故φO>φb,而φc>φO,故φb<φc,B项正确;同理再结合对称性有φb=φd<φc、φb=φd<φa,由于负电荷在电势越高处电势能越小,故试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能、在c点的电势能小于在d点的电势能,C项错误,D项正确4.AC 粒子仅在静电力作用下由静止开始运动,运动过程中,静电力可能先做正功后做负功,速度可能先增大后减小,A正确;若电场线为曲线,则粒子运动的轨迹与电场线不重合,B错误;由能量守恒定律知动能与电势能之和恒定,而粒子在N点有动能或动能为0,则粒子在N点的电势能不可能高于在M点的电势能,C正确;粒子在N点所受静电力的方向沿电场线切线方向,与轨迹切线不一定平行,D错误5.BC 由点电荷产生的电势分布可知q在a点产生的电势低于在b点产生的电势,-q在a点产生的电势也低于在b点产生的电势,故φa<φb,再由Ep=qφ可知负电荷在a、b两点的电势能Epa>Epb,故A、D均错误。
由点电荷的场强分布可知q在a点产生的场强与-q在b点产生的场强完全相同,q在b点产生的场强与-q在a点产生的场强也完全相同,故a点与b点的总场强也完全相同,B、C均正确知识储备①点电荷产生的电势:离正场源电荷越近越高,离负场源电荷越近越低②点电荷产生的场强大小E=kQr2,方向沿连线背离正场源电荷或指向负场源电荷③掌握电场的叠加原理6.D 由题意知P、Q是等量异种点电荷,e点在两点电荷连线的中垂线上,以无穷远处电势为零,则e点电势为零,A错;由对称性知,a、b两点电场强度大小相等,方向不同,B错;如图所示,a、b所在等势线与P、Q连线的交点a'与a电势相等,d所在等势面与P、Q连线的交点d'与d电势相等,c所在等势面与P、Q连线的交点c'与c电势相等,P、Q连线上场强方向由Q指向P,沿场强方向电势降低,则b点电势高于d点电势,C错;负电荷从a'移动到c'电场力做负功,电势能增加,D正确7.D 本题考查带电粒子在电场中的运动由粒子的轨迹知静电力的方向偏向右,因粒子带负电,故电场线方向偏向左,由沿电场线方向电势降低,可知φN<φM,EpM
粒子若从N点运动到M点,静电力做正功,动能增加,故vM>vN综上所述,选项D正确三年模拟练1.D 由题可知,带电油滴在O点处于静止状态,说明其在O点受到的电场力与重力大小相等,由电场线的分布可知,P点的电场强度大于O点的电场强度,即EP>EO,则油滴在P点受到的电场力大于重力,油滴不会处于静止状态,A错误;将油滴从M处释放时,受到重力和电场力的作用,且在M点两者合力不为0,由于静电场中某点的电场方向为该点电场线的切线方向,可知二者合力的方向不沿电场线,油滴从M点释放后不会沿电场线运动到N处,B错误;沿着电场线的方向电势逐渐降低,由于电场线的方向未知,M、N两点电势的高低也是未知的,C错误;若油滴带负电,则上极板带正电,则φM>φN,则根据电势能公式Ep=φq可知EpMφO>φF,B错误;C、E两点关于O点对称,根据等量正点电荷的电场线分布可知,C、E两点电势相同,小球在C、E两点的电势能相同,由能量守恒可得小球在C、E两点的动能相同,速度大小相等,C正确;D、F两点电场强度大小相等,方向不同,小球在D、F两点所受的电场力大小相等、方向不同,D错误。
故选C3.C 由于不知粒子的电性,无法确定电场强度的方向,因此无法比较电势的高低,A错误;由v-t图像的斜率表示加速度可知,粒子的加速度在B点最大,根据牛顿第二定律qE=ma,可得B点的场强EB最大,B错误;由图像可知,粒子从A点经B。