1、高中同步测试卷(二)第二单元电场能的性质(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1关于场强和电势的下列说法中正确的是()A在电场中a、b两点间移动电荷的过程中，电场力始终不做功，则电荷经过的路径上各点的场强一定为零B电场强度的方向就是电势降落的方向C两个等量同种电荷的电场中，从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外，电势越来越低，场强越来越小D两个等量异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂线有如下特征：连线上各点的电势均相等，且连线的中点场强最大2在如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点
2、电势和场强都相同的是()3. 电荷量分别为q、q、q的三个带电小球，分别固定在边长均为L的绝缘三角形框架的三个顶点上，并置于场强为E的匀强电场中，如图所示若三角形绕穿过其中心O垂直于三角形所在平面的轴顺时针转过120，则此过程中系统电势能变化情况为()A减少EqLB增加EqLC减少2EqLD增加2EqL4如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等一个正电荷在等势面L3处的动能为20 J，运动到等势面L1处时动能为零；现取L2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为4 J时，它的动能为(不计重力及空气阻力)()A16 JB10 JC6 JD4 J5在光滑的绝缘水平面上，有一个
3、正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E关于c电荷的对称点，则下列说法中正确的是()AD点的电场强度一定不为零、电势可能为零BE、F两点的电场强度等大反向CE、G、H三点的电场强度相同D若释放c电荷，c电荷将一直做加速运动6如图所示，圆O所在的平面内有匀强电场存在，电场方向与圆面平行，一个带正电荷的微粒(不计重力)从图中A点出发，以相同的初动能在圆内沿各个方向运动图中AB是圆的一条直径，BAC30，已知只有当该微粒从图中C点处离开圆面时动能才能达到最大值，则平面内的电场线方向为()
4、A沿AB方向B沿AC方向C沿OC方向D沿BC方向7在水平线上的O点放置一点电荷，图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线，如图所示以水平线上的某点O为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是()Ab、e两点的电场强度相同Ba点电势高于c点电势Cb、c两点间电势差等于e、d两点间电势差D电子沿圆周由d到b，电场力做正功二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意)8. 如图所示，在A、B两点分别固定着所带电荷量相等的正、负点电荷，O点是两个点电荷连线的中点，C、D是关于O点对称的两点下列说法中正确的是()AC、D两点
5、的场强大小相等、方向相同BC、D两点的电势相等C负点电荷在C点的电势能大于它在D点的电势能D正点电荷从C点移到D点的过程中，电场力做正功9. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知()A三个等势面中，a的电势最高B带电质点通过P点时的电势能较Q点大C带电质点通过P点时的动能较Q点大D带电质点通过P点时的加速度较Q点大10a、b是x轴上两个点电荷，电荷量分别为q1和q2，沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，a、p间距离大于p、b间距离从
6、图中可以判断以下说法正确的是()Aa和b均为负电荷且q1一定大于q2B电势最低的p点的电场强度为零C将一负的检验电荷从b处移到p处，电荷电势能增加Da、p间的电场方向都指向a点11一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力下列说法正确的是()A粒子带负电荷B粒子的加速度先不变，后变小C粒子的速度不断增大D粒子的电势能先减小，后增大12一带电粒子仅在电场力作用下以初速度v0从t0时刻开始运动，其vt图像如图所示如粒子在2t0时刻运动到A点，5t0时刻运动到B点以下说法中正确的是()AA、B两点的电场强度大小关系为EAEBB
7、A、B两点的电势关系为ABC粒子从A点运动到B点时，电场力做的总功为正D粒子从A点运动到B点时，电势能先减少后增加题号123456789101112答案三、计算题(本题共4小题，共42分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)把一检验电荷q放在点电荷Q所形成的电场中的A点，若检验电荷的电荷量为q2.0108 C，它所受的电场力F2.0103 N，方向背向Q，如图所示，求：(1)A点的场强大小及方向(2)若将检验电荷q从电场中的A点移到B点，电场力做功为4.0106 J，则A、B之间的电势差是多少？
8、检验电荷q的电势能变化了多少？14. (10分)如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r11)，到达D点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求： (1)小滑块与水平面之间的动摩擦因数.(2)OD两点间的电势差UOD.(3)小滑块运动的总路程s.16(12分)如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点，固定电荷量为Q的点电荷一质量为m、带电荷量为q的物块(可视为质点)，从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为(取无穷远处电势为零)，P到物块重心的竖直距离为h，PA连线与水平轨道的夹角为60，
9、试求：(1)物块在A点时受到轨道的支持力大小；(2)点电荷Q产生的电场在B点的电势.参考答案与解析1导学号39800017【解析】选D.在电场中a、b两点间移动电荷的过程中，电场力始终不做功，说明电势相等，电势降落的方向不一定就是电场强度的方向，故A、B错误；由电场线及等势面的分布特点可知，两个等量异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂线上各点的电势均相等，且连线的中点场强最大，故D正确、C错误2导学号39800018【解析】选C.A选项的a、b两点电势相等，场强方向相反，B利用矢量合成法得出电场强度方向不同，只有C选项电场强度矢量相同，选C.3导学号39800019【解析】选D.旋转后的图形如图
10、所示，在这个过程中，电场力对正电荷做的功W12EqEqL，对负电荷做的功W2EqL，这样电场力做的功WW1W22EqL，因此电势能增加2EqL.4导学号39800020【解析】选C.正电荷在电场中只受电场力的作用，在L3时，动能为20 J，运动到L2等势面时其动能一定是10 J，此时电势能为零，则此正电荷动能和电势能总和为10 J当它的电势能为4 J时，动能为6 J故选C.5导学号39800021【解析】选D.a、b、c处固定的正点电荷在D点各自的电场场强大小相等，且互成120角，故D点的电场强度一定为零，将正试探电荷从无穷远处移到D点的过程需要克服电场力做功，故D点电势大于0，所以选项A错误
11、；c处固定的正点电荷在E、F两点的电场强度等大反向，a、b处分别固定的正点电荷在E点的合场强为0，但在F点的合场强不为0，故选项B错误；E、G、H三点的电场强度大小相等，都等于所对顶点处电荷在该位置的电场强度，但方向各不相同，故C错误；若释放c电荷，c电荷将沿EF方向做加速度越来越小的加速运动，D正确6导学号39800022【解析】选C.微粒从C点离开时具有最大动能说明，A、C两点间的电势差是A与圆周上各点间电势差中最大的，即在圆周上各点中C点的电势最低，C点单独在一个等势面上，又因为匀强电场的等势面是与电场线垂直的平面，所以经过C点圆的切线是一个等势线，因此OC是经过C点的电场线故选C.7导
12、学号39800023【解析】选C.题图中b、e两点电场强度的方向不同，A错误；沿电场线方向电势逐渐降低，因rO arO c，故B错误；因cd，be，故C正确；电场力做功与路径无关，因Udb0，电子从d到b电场力做功WdbqUdbeUdbba，故选项A错误；据Epq可知，在P点电势能较大，故选项B正确；从P点到Q点电场力做正功，则在Q点动能较大，故选项C错误；由于P点电场线较密集，故选项D正确10导学号39800026【解析】选BC.由于从a到b，电势先减小再增加，所以a、b应均为正电荷；从b处x图像的斜率大于a处的x图像斜率，可确定EbEa，即qbqa，所以A错误；由x图像的斜率表示电场强度E
13、，知B对；由Epq知，C对；a、p间的电场方向应都指向p点，D错误11.导学号39800027【解析】选AB.电场线如图所示，由于受力总指向运动轨迹的凹侧，故粒子带负电荷，A对；由电场线分布知电场力先不变，后越来越小，由a知B对；电场力一直做负功，粒子速度一直减小，电势能一直增大，C、D错12导学号39800028【解析】选AC.由图象可知，粒子的加速度不变，由于仅仅受到电场力作用，因此电场力大小与方向不变，故A正确；由于粒子不知电性，无法确定电场强度的方向，因此无法比较电势的高低，故B错误；粒子在2t0时刻运动到A点，5t0时刻运动到B点，因此粒子从A点运动到B点时，则只有电场力做正功，电势
14、能减小，动能增大故C正确，D错误；故选AC.13导学号39800029【解析】(1)设A点的场强大小为E，则：E|代入数据可得：E1.0105 N/C由负检验电荷所受的电场力方向与电场方向相反可得A点的场强方向指向Q.(2)设A、B之间的电势差为UAB则：UAB代入数据可得：UAB200 V由EpW可得：Ep4.0106 J，即检验电荷q的电势能减小了4.0106 J.【答案】(1)1.0105 N/C，方向为在AB连线上指向Q(2)200 V减小4.0106 J14导学号39800030【解析】(1)a、b两点电场强度分别为：Eak、Ebk(2)可知UaUb，Uab0，当把负电荷从a点移往b
15、点，WabqUab0，电场力做负功，电势能增加，负电荷在b点电势能较大(3)若Uab100 V，二价负离子电量q21.61019 C，将该离子从a点移往b点，电场力做功WabqUab3.21017 J，即克服电场力做功3.21017 J.【答案】(1)Eak、Ebk(2)b点电势能较大(3)克服电场力做功3.21017 J15导学号39800031【解析】(1)因O为AB连线的中点，C、D是AB连线上两点，其中ACCOODL.知CD关于O点对称，则UCD0.设滑块与水平面间的摩擦力大小为f，对滑块从C到D的过程中，由动能定理得：qUCDf0E0，且fmg.得.(2)对于滑块从O到D的过程中，由动能定理得qUODf0nE0，则UOD.(3)对于小滑块从C开始运动最终在O点停下的整个过程，由动能定理得：qUCOfs0E0，而UCOUOD，得sL.【答案】见解析16导学号39800032【解析】(1)物块在A点受重力、电场力、支持力分解电场力，由竖直方向受力平衡得Nmgksin 60又因为hrsin 60由以上两式解得支持力为Nmg.(2)物块从A运动到P点正下方B点的过程中，由动能定理得qUmv2mv又因为UBAB，由以上两式解得B(vv2).【答案】(1)mg(2)(vv2)