通用版高中物理必修二静电场中的能量知识点题库.pdf

(每日一练)通用版高中物理必修二静电场中的能量知识点题库单选题141、如图所示，正方形ABCD区域内存在竖直向上的匀强电场，质子（1H）和α粒子（2He）从A点垂直射入匀强电场，粒子重力不计，质子从BC边中点射出，则（）A．若初速度相同，α粒子从CD边离开B．若初速度相同，质子和α粒子经过电场的过程中速度增量之比为1：2C．若初动能相同，质子和α粒子经过电场的时间相同D．若初动能相同，质子和α粒子经过电场的过程中动能增量之比为1：4答案：D解析：A．对任一粒子，设其电荷量为q，质量为m。粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有푥=푣0푡竖直方向有2121푞퐸푥푦=푎푡=⋅⋅222푚푣01若初速度相同，水平位移x相同时，由于α粒子的比荷比质子的小，则α粒子的偏转距离y较小，所以，α粒子从BC边离开，故A错误；B．若初速度相同，由푥푡=푣0知两个粒子在电场中的运动时间相等，由푞퐸Δ푣=푎푡=푡푚知푞Δ푣∝푚则质子和α粒子经过电场的过程中速度增量之比为2：1，故B错误；C．粒子经过电场的时间为푥푡=푣0若初动能相同，质子的初速度较大，则质子的运动时间较短，故C错误；D．由1푞퐸푥2푞퐸푥2푦=⋅⋅2=2푚푣04퐸k0知若初动能相同，x相同，则푦∝푞根据动能定理知：经过电场的过程中动能增量Δ퐸k=푞퐸푦E相同，则2Δ퐸k=푞2则质子和α粒子经过电场的过程中动能增量之比为1：4，故D正确。故选D。2、一避雷针某时刻离带正电云层很近，其周围电场的等势面分布情况如图所示，在同一竖直平面内有A、B、C三点，其中A、B两点关于避雷针对称，以避雷针表面为零势能面，则下列说法正确的是（）A．A、B两点的电场强度相同B．正电荷在C点的电势能大于在A点的C．负电荷只在电场力作用下从B点移动到C点，动能减小D．C点的电场强度大于A点的答案：B解析：A．A、B两点关于避雷针对称，电场强度大小相等，方向不同，A错误；B．由图可知，A、B两点在同一个等势面上，具电势低于C点的（云层带正电，又电场线总是由正电荷出发指向无穷远处或负电荷，可知空间中电场的大概方向，可判断等势面间的电势关系），可知正电荷在C点的电势能大于在A点的，B正确；C．B点的电势小于C点的，负电荷从低电势到高电势，电场力做正功，根据动能定理可知，负电荷的动能增大，C错误；D．等势面密集的地方电场强度大，结合题图可知C点的电场强度小于A点的，D错误。故选B。33、质量为m的带电小球由空中某点P无初速度地自由下落，经过时间t，加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过时间t小球又回到P点。整个过程中不计空气阻力且小球未落地，重力加速度为g，则（）3푚푔A．电场强度的大小为푞922B．整个过程中小球电势能减少了mgt8C．从P点到最低点的过程中，小球重力势能减少了mg2t2122D．从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少了mgt2答案：D解析：A．设电场强度为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下为正方向，则有1212gt＝－(vt－at)22v＝gt푞퐸−푚푔a＝푚可得4푚푔a＝3g，E＝푞故A错误；B．整个过程中静电力做功1222W＝qE·gt＝2mgt2所以小球电势能减少了2mg2t2，故B错误；C．从P点到最低点的过程中，小球下降的距离2212(푔푡)2푔푡x＝gt＋＝22푎34所以小球重力势能减少2푚푔2푡2ΔEp＝mgx＝3故C错误；D．小球运动到最低点时，速度为零，从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少12122ΔEk＝mv＝mgt22故D正确。故选D。4、如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的等势面，一个电子垂直经过等势面D时的动能为20eV，经过等势面C时的电势能为﹣10eV，到达等势面B时的速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为5cm，不计电子的重力，下列说法中正确的是（）A．电子再次经过D等势面时，动能为10eVB．电子的运动是匀变速曲线运动C．C等势面的电势为10VD．匀强电场的场强为200V/m答案：D解析：AC．电子从B到D过程，根据动能定理得−푒푈퐷퐵=0−퐸k퐷解得5UDB＝20V又−푒푈퐷퐶=퐸k퐶−퐸k퐷联立解得1EkC＝EkD＝10eV2所以电子的总能量为E＝EkC+EPC＝0到达等势面B时的速度恰好为零，电子的动能为0，所以该电场中的等势面B是0势能面。由于是等差的等势面，则知，C等势面的电势为10V；根据能量守恒可知，电子再次经过D等势面时，电势能不变，动能不变，其动能仍为20eV；A错误，C正确；B．根据电场线与等势面垂直可知，该电场是匀强电场，电子做匀变速直线运动，B错误。D．对于BD段，电场强度为푈20E＝퐵퐷＝＝200V/m푑2×5×10−2D正确。故选D。5、下列说法正确的是（）A．电荷从电场中的A点运动到了B点，