1、2022年高三物理专项训练：选择题【静电场中的能量】强化训练题必刷一、单选题1（2021新疆疏附县第二中学）如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，取其中等势面2的电势为零。一带正电的点电荷仅在静电力的作用下，以某一初速度运动，经过a、b两点时的动能分别为26 eV和5 eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为8 eV时，它的动能应为（）A8 eVB11 eVC13 eVD18 eV2（2021湖北省仙桃中学）如图所示为匀强电场的电场强度随时间变化的图像。当时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是（）
2、A带电粒子将始终向同一个方向运动B2s末带电粒子回到原出发点C4s末带电粒子的速度为零D内，电场力做的总功为零3（2021河北大名县第一中学）真空中有一静电场。其在x轴正半轴的电势随x变化的关系如图所示。则根据图像可知（）AR处的电场强度B电场线从指向C若将电子从处移到处，静电力一定做正功D该电场是处在O点的正的点电荷激发产生的4（2021福建省龙岩第一中学）如图所示，一个初动能为的带电粒子（不计重力），水平射入两块带等量异种电荷的平行金属板间，飞出时动能为。如果该粒子飞出时的动能变为，则该粒子射入时的速度大小应变为原来的（）A1.5倍B2倍C3倍D4倍5（2021贵州开阳县第三中学）a、b、
3、c三个粒子由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定（）A在b飞离电场的同时，a不能同时打在负极板上Bb和c同时飞离电场C进入电场时，c的速度最小，a的速度最大D动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大6（2021安徽六安市裕安区新安中学）如图所示，有三个质量相等，分别带正电、带负电和不带电的小球，从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场，它们分别落在三点，可以判断()A落在A点的小球带正电，落在B点的小球不带电B三个小球在电场中运动的时间相等C三个小球到达极板时的动能关系为D三个小球在电场中运动时的加速度关系为7（2021浙江乐清市知
4、临中学）如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置。在管子的底部固定一电荷量为的带电体。在距离底部点电荷为的管口A处，有一电荷量为、质量为的小球自静止释放，在距离底部点电荷为的处速度恰好为零，现让一个电荷量为、质量为的小球仍在A处自静止释放，已知静电力常量为，重力加速度为，则该小球（）A运动到处的速度为零B在下落过程中加速度逐渐变大C向下运动了位移时速度最大D小球向下运动到点时的速度为8（2021贵州金沙县精诚中学有限公司）如图，长为、倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为、质量为的小球，以初速度由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为，重力加速度为，则（）A小球在点的电势
5、能等于A点的电势能BA、两点的电势差为C若电场是匀强电场，则该电场的场强最小值为D若电场是带正电的点电荷产生的电场，则该点电荷可放在点9（2022广东广雅中学）某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点，取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计。在由O到A运动过程中，下列关于粒子的运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能和运动径迹上电势随位移x的变化图线可能正确的是（）ABCD10（2021全国）a、b两异种点电荷电场中的部分等势线如图所示，其电荷量大小分别为qa和qb，已知A点电势高于B点电势（
6、取无穷远处电势为零），则（）Aa、b连线中点电势大于零Ba处为负电荷，qaqbCa处为正电荷，qaqbD将一正的试探电荷从A移到B电场力做负功11（2021全国）如图所示，A，B，C，D，E，F为匀强电场中一个边长为的正六边形的六个顶点，A，B，C三点电势分别为，则下列说法正确的是（）A匀强电场的电场强度方向沿方向B匀强电场的电场强度大小为C电荷量为e的正点电荷从E点移到F点，电荷克服静电力做功为D电荷量为的负点电荷从F点移到D点，电荷的电势能增加12（2021全国）真空中O点处有一正点电荷，a、b、c、d为以O点为圆心、半径为R的圆上四点，a、c连线和b、d连线分别过圆心。现在空间中加一电场
7、强度大小为E的匀强电场，结果a点的电场强度为零，静电力常量为k，则（）A圆心O处点电荷的电荷量为Bb、d两点场强相同Ca、b、c、d四点中a点电势最高D一个带负电的试探电荷在c点的电势能小于在a点的电势能13（2021全国）两电荷量分别为和的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零，ND段中C点电势最高，则（）A BA、N两点电场强度为0CMN和NC之间电场强度方向相反D电子由N点静止释放，无法到达D点14（2022重庆八中）如图所示，两个相同的平行板电容器均与水平方向成角放置，两极板与直流电源相连。若带电小球分别以速度v0沿边缘水平射
8、入电容器，均能沿图中所示水平直线恰好穿出电容器，穿出时的速度分别为v1和v2。下列说法正确的是（）A小球运动时间相等B小球的速度满足关系C小球的速度满足关系D两电容器极板间的电压不相等15（2021全国）如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是（）Ab点场强大于d点场强Bb点电势高于d点电势C试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能Da、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差参考答案1B【详解】点电荷由a到b点，由动能定理得解得则所以假设点电荷从a
9、点运动到某一位置，由动能定理得解得故选B。2D【详解】A根据牛顿第二定律可知，带电粒子在第1s内的加速度大小为带电粒子在第2s内的加速度大小为因此粒子先加速度1s再减速，0.5s时速度减为0，接下来0.5s将反向加速，其v-t图像如图所示所以带电粒子不是始终向同一个方向运动，则A错误；B根据图像的面积表示位移可知，在3s末带电粒子回到原出发点，所以B错误；C由图像可知，4s末带电粒子的速度不为零，所以C错误；D根据图像的面积表示位移可知，在3s末带电粒子的速度为0，由动能定理可知合外力做的功为0，由于粒子只受电场力作用，所以内，电场力做的总功为零，则D正确；故选D。3B【详解】Ax图像中，曲线
10、上任意一点的切线的斜率表示电场强度，R处切线的斜率不为零，故R处的电场强度故A错误；B由电场线与电势变化的关系，即由高电势指向低电势，故可得电场线从指向，故B正确；C若试探电荷从x1处移到x2处，电势降低，根据公式如果是电子，电场力一定做负功，故C错误；D离电荷越近，电场强度越大，x图像的斜率应越大，而图中离O点越近，图像切线的斜率变小，故该电场不可能在O点的正电荷产生的，故D错误。故选B。4B【详解】设粒子第一个过程的初速度为，极板的长度为，则有第一个过程中沿电场线方向的位移为由动能定理得第二个过程的末动能为，设其初速度为，第二个过程沿电场线方向的位移为由动能定理得解得故选B。5D【详解】A
11、B三个粒子进入电场后加速度相同，由图看出，竖直方向a、b偏转距离相等，大于c的偏转距离，由得知，a、b运动时间相等，大于c的运动时间，即故AB错误；C三个粒子水平方向上做匀速直线运动，则有x=v0t由图看出，b、c水平位移相同，大于a的水平位移，即可见，初速度关系为故C错误；D由动能定理得由图看出，a和b的偏转距离相等，大于c的偏转距离，故ab动能增量相等，大于c的动能增量，故D正确。故选D。6A【详解】ABD小球在水平方向做匀速直线运动，根据x=vt，因水平方向的距离大小关系xAxBxC可知tAtBtC而在竖直方向上，三个小球通过的高度相同，根据位移公式和时间关系可知aAaBaC再根据牛顿第
12、二定律可分析出，带正电荷小球受静电力向上，合力为F=mg-F电其加速度最小，经过时间最长，故A球带正电，同理可知C球带负电，B球不带电，故A正确，BD错误；C在运动过程中，三个小球竖直方向位移相等，带负电荷小球合力做功最大，根据动能定理可知其动能改变量最大，而带正电荷小球动能改变量最小，即EkCEkBEkA故C错误。故选AD。7D【详解】B质量为m点电荷A，从静止释放后开始下落库仑力越来越大，所以点电荷先加速后减速。则加速度先减小后增大。当到达B点时，点电荷A停止。由动能定理可得解得而当换成质量2m点电荷时，仍从原来位置静止释放，则点电荷先加速后减速。则加速度先减小后增大，故B错误；AD则由动
13、能定理可得解得故D正确，A错误；C速度最大的位置，即加速度为0的位置，即库仑力与重力相等的位置，当质量为m时，设平衡位置距底部点电荷的距离为，则有而当质量为2m时，设平衡位置距底部点电荷距离为，则有联立可得则向下移动的位移故C错误。故选D。8C【详解】A小球从A运动到B的过程中动能不变，重力势能增加，电势能减小，则小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能，选项A错误；B从A到根据动能定理得mgLsin+qUAB=0解得选项B错误；C若电场力与重力、支持力的合力为零时，小球做匀速直线运动，到达B点时小球速度仍为v0。小球重力沿斜面向下的分力为mgsin一定，则当电场力沿斜面向上，大小为F=m
14、gsin此时电场力最小，场强最小，又电场力F=Eq，则该电场的场强的最小值为选项C正确；D小球在B点的电势能小于小球在A点的电势能，因为小球带正电，正电荷在电势高处的电势能大，所以B点的电势小于A点的电势；若电场是带正电的点电荷产生的电场，如果正点电荷放在C点，那么B点电势高于A点电势，与前面得出的结论矛盾，所以该点电荷不能放在C点，选项D错误。故选C。9B【详解】B带正电的粒子从O点向A点运动过程中，电场线先变疏再变密，电场强度先变小，后变大，故电场力和粒子的加速度也是先变小，后变大，选项B正确；A粒子从O向A运动，一直加速，但加速度先变小，后变大，其速度-时间图线的斜率也应是先变小，后变大
15、，选项A错误；C从O到A，电场强度先变小，后变大，单位长度上的电势降落也应是先变小，后变大，选项C错误；D根据知图线的斜率为力F，从O到A，粒子所受的电场力先变小，后变大，故图线的斜率也应是先变小，后变大，选项D错误。故选B。10A【详解】BCA点电势高于点电势，则处为正电荷，通过题中的等势面与等量异种点电荷的等势面对比可以看出，a、b连线上零电势点靠近b，所以，选BC错误；A由于连线上的零电势点靠近电荷小的b电荷，所以连线中点电势大于零，选项A正确；DA点电势高于B点电势，正电荷在A点电势能大于B点电势能，将一正的试探电荷从A移到，电势能减少，则电场力做正功，选项D错误。故选A。11B【详解
16、】A连接AC，AC中点电势为2.0V，与B电势相等，则EB连线必为一条等势线，而匀强电场的电场线与等势面垂直，则电场强度方向沿方向，选项A错误；BC、A处在同一电场线上，BA间的电势差为UBA=1.0V，又UBA=EdABcos30得场强选项B正确；C由上得知，E的电势为2.0V，F点与A点的电势相等为1.0V，则正电荷从E点移到F点，电场力做正功，选项C错误；D由以上得，F点与A点电势相等，D点的电势与C点的电势相同，故电子从F点移到D点与从A点移到C点电场力做功相同，电荷的电势能减少量为2eV，选项D错误。故选B。12C【详解】A由于a点的电场强度为零，可知该匀强电场平行纸面、方向由a指向
17、，圆心处正点电荷在a点的场强大小解得A项错误；B圆心处正点电荷产生的电场强度在圆周上各点大小都为E，方向不同，根据矢量的合成可知，b、d两点场强大小均为，方向不同，B项错误；C点电荷形成的电场中，圆周上各点电势相等，而匀强电场中a点电势最高，综合可知a、b、c、d四点中a点电势最高，c点电势最低，b、d两点电势相等，C项正确；Dc点的电势低于a点的电势，负电荷在c点的电势能大于在a点的电势能，D项错误。故选C。13A【详解】A由图知无穷远处的电势为零，A点的电势为零，由于沿着电场线电势降低，所以O点的电荷带正电，M点电荷带负电，由图知A点的电势为零，由干A点距离O比较远而距离M比较近，所以电荷
18、量大于的电荷量，故A正确；B-x图象的斜率等于电场强度E，由图可知，A、N两点的斜率不为零，故电场强度不为零，故B错误；CMN和NC之间斜率都为正，所以电场强度方向相同；DD点的电势高于N点，则电子在D点的电势能低于N点，仅在电场力作用下，动能和势能之和保持不变，从电子由N点静止释放，到达D点时动能大于零，所以可以到达D点，故D错误。故选A。14B【详解】D小球均能沿水平直线恰好穿出电容器，说明竖直方向合力为零，而电场力的方向垂直于极板，受力如图：则有可知F相同，因此两电容器电场强度相同，所加电压相等，选项D错误；A第一种情况电场力使粒子减速运动，第二种情况电场力使粒子加速运动，而水平方向运动
19、的位移相同，因此运动时间不同，选项A错误；BC由图可知F在水平方向的分力大小相等，加速度大小相同。第一种情况，小球水平方向上做匀减速运动，有第二种情况，小球水平方向上做匀加速运动，有两式联立得选项B正确，C错误。故选B。15D【详解】A由等量异种点电荷电场线分布可知连心线上中点的场强最小，中垂线上中点的场强最大， 故b点场强小于d点场强，选项A错误；B连心线上沿场强方向电势降低，中垂线是零势面，b点电势小于d点电势，故B错误；C作出a、c点的等势线，如图所示：沿着电场线方向电势逐渐降低，可知a点的电势高于c点的电势，由Ep=q知试探电荷+q在a点的电势能大于在c点的电势能，选项C错误；D由对称性知a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，选项D正确。故选D。
