湖北省公安县三中物理第十章 静电场中的能量专题试卷(2)

2025-09-21

D .A 点的动能一定小于B 点

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】

AB .在D 点微粒机械能最大,说明B 到D 电场力做功最大,由数学关系知过D 点做圆的切线为电场的等势线,即电场力沿OD 方向,带电粒子电性未知,场强方向不能确定。 在E 点微粒动能最大,说明B 到E 合力做功最多,即重力电场力的合力方向沿OE ,有

tan 30Eq mg

=? cos30mg F =?合

解得

33

Eq mg = 233

F mg =

合 动能定理有 22001231(1cos30)(1)22

kE E mv F R mgR mv =++?=++合 故选项A 错误、B 正确;

C .OE 反向延长线与圆的交点,为等效重力的最高点,合力做的负功最大,动能最小,选项C 正确;

D .B 点到A 点等效重力(合力)做正功,动能增加,选项D 错误。

故选BC 。

8.如图所示,在点电荷Q 产生的电场中,实线MN 是一条方向未标出的电场线,虚线AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A 、B 两点的加速度大小分别为A a 、B a ,电势能分别为PA E 、PB E .下列说法正确的是( )

A.电子一定从A向B运动

B.若A a>B a,则Q靠近M端且为正电荷

C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有PA

E<

PB

E

D.B点电势可能高于A点电势

【答案】BC

【解析】

由于不知道电子速度变化,由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动,故A错误;若

a A>a B,则A点离点电荷Q更近即Q靠近M端;又由运动轨迹可知,电场力方向指向凹的一侧即左侧,所以,在MN上电场方向向右,那么Q靠近M端且为正电荷,故B正确;由B可知,电子所受电场力方向指向左侧,那么,若电子从A向B运动,则电场力做负功,电势能增加;若电子从B向A运动,则电场力做正功,电势能减小,所以,一定有E pA<E pB求解过程与Q所带电荷无关,只与电场线方向相关,故C正确;由B可知,电场线方向由M指向N,那么A点电势高于B点,故D错误;故选BC.

9.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为A

a、

B

a,电势能分别为

PA

E、

PB

E.下列说法正确的是( )

A.电子一定从A向B运动

B.若A a>B a,则Q靠近M端且为正电荷

C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有PA

E<

PB

E

D.B点电势可能高于A点电势

【答案】BC

【解析】

由于不知道电子速度变化,由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动,故A错误;若

a A>a B,则A点离点电荷Q更近即Q靠近M端;又由运动轨迹可知,电场力方向指向凹的一侧即左侧,所以,在MN上电场方向向右,那么Q靠近M端且为正电荷,故B正确;由B可知,电子所受电场力方向指向左侧,那么,若电子从A向B运动,则电场力做负功,电势能增加;若电子从B向A运动,则电场力做正功,电势能减小,所以,一定有E pA<E pB求解过程与Q所带电荷无关,只与电场线方向相关,故C正确;由B可知,电场线方向由M指向N,那么A点电势高于B点,故D错误;故选BC.

10.图中虚线为匀强电场中与由场强度方向垂直的等间距平行直线.两粒子M、N质量相等,所带电荷量的绝对值也相等.现将M、N从虚线上的0点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚线的交点.己知0点

电势高于c 点电势.若不计粒子的重力及两粒子间的相互作用,则

A .电场强度的方向竖直向上

B .N 粒子在a 点的加速度与M 粒子在c 点的加速度大小相等

C .N 粒子在从O 点运动至a 点的过程中静电力做正功

D .M 粒子在从O 点运动至C 点的过程中,其电势能增加

【答案】BC

【解析】

【详解】

A .等势线在水平方向,O 点电势高于c 点,根据电场线与等势线垂直,而且由高电势指向低电势,可知电场方向竖直向下,故A 错误.

B .由图示可知:该电场为匀强电场,又因为两粒子质量相同,电荷量的绝对值也相同,所以加速度也相同,故B 正确;

C .N 从O 点运动至a 点的过程中电场力与速度的夹角为锐角,电场力做正功.故C 正确.

D .M 粒子在从O 点运动至C 点的过程中,电场力做正功,其电势能减少,所以D 错误. 故选择BC.

【点睛】

根据粒子的轨迹可判断粒子的电场力方向,O 点电势高于c 点,根据电场线与等势线垂直,而且由高电势指向低电势,可判断出电场方向,从而确定出粒子的电性.由动能定理可知,N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相等,但方向不同.N 从O 点运动至a 点的过程中电场力做正功.O 、b 间电势差为零,由动能定理可知电场力做功为零.

11.如图所示,在真空中A 、B 两点分别固定等量异种点电荷-Q 和+Q ,O 是A 、B 连线的中点,acbd 是以O 为中心的正方形,m 、n 、p 分别为ad

、db 、bc 的中点,下列说法正确的是

A .m 、n 两点的电场强度相同

B .电势的高低关系n p ??=

C .正电荷由a 运动到b ,其电势能增加

D.负电荷由a运动到c,电场力做负功

【答案】BC

【解析】

【详解】

A.由等量异种电荷的电场的特点知,m、n两点的电场的方向不同,故A错误;

B.n、p两点关于A、B连线上下对称,电势相等,故B正确;

C.正电荷由a运动到b,电场力做负功,电势能增大,故C正确;

D.负电荷由a运动到c,电场力做正功,故D错误。

12.如图,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力F将小球向下压至某位置静止.现撤去F,使小球沿竖直方向运动,在小球由静止到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2,小球离开弹簧时的速度为v,不计空气阻力,则上述过程中

A.小球的重力势能增加-W1

B.弹簧对小球做的功为

1

2

mv2-W2-W1

C.小球的机械能增加W1+

1

2

mv2

D.小球与弹簧组成的系统机械能守恒

【答案】AB

【解析】

A、重力对小球做功为W1,重力势能增加-W1;故A正确.

B、电场力做了W2的正功,则

电势能减小W2;故B正确.C、根据动能定理得,2

12

1

=

2

W W W mv

++

,因为除重力以

外其它力做功等于小球机械能的增量,则机械能的增量为2

21

1

=

2

W W mv W

+-

;故C错误.D、对小球和弹簧组成的系统,由于有电场力做功,则系统机械能不守恒.故D错误.故选AB.

【点睛】解决本题的关键掌握功能关系,知道重力做功等于重力势能的减小量,电场力做功等于电势能的减小量,除重力以外其它力做功等于机械能的增量.

13.一个电子在电场力作用下做直线运动(不计重力)。从0时刻起运动依次经历0t、0

2t、

3t时刻。其运动的v t-图象如图所示。对此下列判断正确的是()

A .0时刻与02t 时刻电子在同一位置

B .0时刻、0t 时刻、03t 时刻电子所在位置的电势分别为0?、1?、3?,其大小比较有103???>>

C .0时刻、0t 时刻、03t 时刻电子所在位置的场强大小分别为0E 、1E 、3E ,其大小比较有301E E E <<

D .电子从0时刻运动至0t 时刻,连续运动至03t 时刻,电场力先做正功后做负功

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】

A .电子只受电场力作用沿直线运动,该直线为一条电场线。结合其v t -图象知其运动情景如图所示。则0时刻与02t 时刻电子在同一位置。所以A

正确;

B .电子受电场力向左,则场强方向向右,沿电场线方向电势逐渐降低,则有

103???<<

所以B 错误;

C .v t -图象的斜率为加速度。由图象知00t →过程加速度增大,003t t →过程加速度减小。又有

qE ma =

则有

301E E E <<

所以C 正确;

D .由图象知00t →过程速度减小,003t t →过程速度增大,则其动能先减小、后增大。由动能定理知电场力先做负功,后做正功。所以D 错误。

故选AC 。

14.如图所示,一匀强电场的电场线平行于xOy平面,电场强度大小为E,xOy平面上有一椭圆,椭圆的长轴在x轴上,E、F两点为椭圆的两个焦点,AB是椭圆的短轴,椭圆的一端过O点,则下列说法正确的是( )

A.在椭圆上,O、C两点间电势差一定最大

B.在椭圆上,A、B两点间电势差可能最大

C.一个点电荷从E点运动到椭圆上任意一点再运动到F点,电场力做功可能为零

D.一个点电荷从O点运动到A点与从B点运动到C点,电场力做功一定相同

【答案】BCD

【解析】

由于匀强电场方向平行于坐标平面,当电场方向平行于y轴时,O、C间的电势差为零,A、B间的电势差最大,B项正确,A项错误;如果电场方向平行于y轴,则E、F两点电势相等,则一个点电荷从E点运动到椭圆上任意一点再运动到F点,电场力做功为零,C项正确;由于O、A连线平行于B、C连线,且长度相等,因此在匀强电场中,O、A间的电势差和B、C间的电势差相等,一个点电荷从O点运动到A点与从B点运动到C点,电场力做功一定相同,D项正确.

15.如图所示,在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45°夹角的匀强电场,将一质量为m、带电荷量为q的小球,以某一初速度从O点竖直向上抛出,它的轨迹恰好满足抛物线方程2

y kx

=2,且小球通过点11,

P

k k

??

?

??

,已知重力加速度为g,则()

A.电场强度的大小为

mg

q

B

2g

k

C.小球通过点P时的动能为

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