人教版物理必修3同步练习: 10.1 电势能和电势(基础巩固)

试卷更新日期：2024-04-01 类型：同步测试

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一、选择题

1. 如图所示，曲线为一带正电粒子仅受电场力作用下的一段运动轨迹，经过A点的速度为200m/s，经过B点的速度为100m/s，该粒子的比荷为10⁵C/kg。规定B点电势为零，则A点电势为（）

A、‒0.15V B、0.15V C、‒0.3V D、0.3V

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2. 如图所示，电场中某区域的电场线分布，电场中a、b、c三点的电势高低分别为φa、φb、φc。则（）

A、φa<φb B、φa>φb C、φa=φb D、φa=φc

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3. 如图，医用口罩由多层织物材料构成，其中有一层熔喷布经过特殊工艺处理后成为驻极体材料，这层材料表面长期带有正电荷，能有效吸附细小的粉尘，而这些粉尘通常是细菌和病毒传播的载体。则即将被吸附的带电粉尘（）

A、带正电 B、匀速靠近熔喷布
C、在靠近熔喷布的过程中电场力做负功 D、在靠近熔喷布的过程中电势能减少

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4. 2023年3月，中国科学家通过冷冻电镜技术解析了晶态冰中蛋白质三维结构，电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，a、b是轨迹上的两点，现有一电子以某一初速度从b向a运动的过程中，下列判断正确的是（　　）

A、a点的电势高于b点的电势 B、a点的电场强度大于b点的电场强度 C、电子在b点受力方向水平向左 D、电子在a点的电势能小于在b点的电势能

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5. 某电场区域的电场线如图所示， $a$ 、 $b$ 是其中一条电场线上的两点，下列说法不正确的是（）

A、负电荷在 $a$ 点受到的静电力一定小于它在 $b$ 点受到的静电力 B、 $a$ 点的场强方向一定沿着 $a$ 点的电场线向右 C、正电荷在 $a$ 点受到的静电力一定大于它在 $b$ 点受到的静电力 D、 $a$ 点的场强一定大于 $b$ 点的场强

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6. 在静电场中，将一电子从A点移到B点，电场力做了正功，则（）

A、电场强度的方向一定是由A点指向B点 B、电场强度的方向一定是由B点指向A点 C、电子在A点的电势能一定比在B点高 D、电子在B点的电势能一定比在A点高

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7. 如图绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E。在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（）

A、小球在运动过程中机械能守恒 B、小球经过环的最低点时速度最大 C、小球经过环的最低点时对轨道压力为(mg＋Eq) D、小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg－qE)

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8. 世界权威科学杂志《Nature》2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地探测到迄今为止最高能量的γ射线，能量值为1.40×10¹⁵ eV，即（）

A、2.24×10^-4J B、2.24×10^-4 V C、2.24×10^-4 C D、2.24×10^-4 W

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9. 一带电量 $q = - 1.0 \times 10^{- 3} C$ 的点电荷在电场中从 $A$ 点移动到 $B$ 点，克服电场力做功 $W_{克} = 2 \times 10^{- 2} J$ ，则 $A$ 、 $B$ 两点的电势差为（）

A、 $2 V$ B、 $- 2 V$ C、 $20 V$ D、 $- 20 V$

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10. 某区域的电场线和等势线分布如图所示，电场中有 $A$ 、 $B$ 两点。设 $A$ 、 $B$ 两点的电场强度大小分别为 $E_{A}$ 、 $E_{B}$ ，电势分别为 $φ_{A}$ 、 $φ_{B}$ ， $A$ 、 $B$ 两点的电势差为 $U_{A B}$ ，正电荷在两点的电势能分别为 $E_{p A}$ 、 $E_{p B}$ ，下列判断正确的是（）

A、 $E_{A} < E_{B}$
B、 $φ_{A} < φ_{B}$
C、 $U_{A B} > 0$
D、 $E_{p A} > E_{p B}$

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11. 如图所示，在正点电荷 $Q$ 产生的电场中有 $a$ 、 $b$ 两点，用 $E_{a}$ 、 $E_{b}$ 分别表示 $a$ 点和 $b$ 点的电场强度大小，用 $φ_{a}$ 、 $φ_{b}$ 分别表示 $a$ 点和 $b$ 点的电势，用 $E_{p a}$ 、 $E_{p b}$ 分别表示同一负试探电荷在 $a$ 点和 $b$ 点的电势能。下列关系式正确的是
（）

A、 $E_{a} > E_{b}$ ， $φ_{a} < φ_{b}$ B、 $E_{a} < E_{b}$ ， $φ_{a} > φ_{b}$
C、 $φ_{a} > φ_{b}$ ， $E_{p a} < E_{p b}$ D、 $φ_{a} > φ_{b}$ ， $E_{p a} > E_{p b}$

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12. 如图所示，在X轴上关于O点对称的F、G两点有等量异种电荷Q和 $- Q$ ，一正方形ABCD与XOY在同一平面内，其中心在O点，则下列判断正确的是 $($ $)$

A、O点电场强度为零 B、A，C两点电场强度相等 C、B，D两点电势相等 D、若将点电荷 $- q$ 从A点移向C，电势能减小

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13. 以下说法正确的是（　　）

A、在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大 B、根据 $F = k \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$ 可知，当 $r \to 0$ 时， $F \to \infty$ C、由 $U_{a b} = E d$ 可知，匀强电场中任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大 D、电场强度只由场源电荷电量和位置决定，与检验电荷无关

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14. 如图所示，实线为某电场的电场线，虚线为某一带负电粒子在只有电场力作用下的运动轨迹，M、N为运动轨迹上的两点，下列说法中正确的是（　　）

A、该粒子在M点的动能一定小于在N点的动能 B、该粒子在M点的电势能一定小于在N点的电势能 C、M点的电势一定高于N点的电势 D、该粒子在M点的加速度一定大于在N点的加速度

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15. 某同学把两块金属片固定在塑料瓶中制作了一个简易静电除尘器，如图所示。搅动起电机，左侧金属片带正电，右侧带负电，强电场电离空气，使悬浮在空气中的烟雾颗粒带上静电。带电颗粒在静电力作用下运动的过程中。下列说法正确的是（）

A、带正电的烟雾颗粒电势能增大 B、带负电的烟雾颗粒电势能减小
C、电场力对带正电的烟雾颗粒做负功 D、电场力对带负电的烟雾颗粒做负功

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16. 将一电子从电场中的某一点 $A$ 移到无限远的过程中克服电场力做功 $5 e V$ ，以无限远处的电势为零，则 $A$ 点的电势及电子在 $A$ 点具有的电势能分别为（）

A、 $5 V ， - 5 e V$ B、 $- 5 V ， 5 e V$ C、 $5 V ， 5 e V$ D、 $- 5 V ， - 5 e V$

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17. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　）

A、电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零 B、由 $E = \frac{k Q}{r^{2}}$ 知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强相同 C、由 $E = \frac{F}{q}$ 知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 D、由 $U_{A B} = \frac{W_{A B}}{q}$ 知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为-1V

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18. 静电纺纱利用了高压静电场使单纤维两端带异种电荷，其电场分布如图所示，下列说法正确的是（　　）

A、虚线可能是等势线 B、电场强度 $E_{A} < E_{C} < E_{B}$ C、负电荷在A点的电势能小于其在 $C$ 点的电势能 D、在 $C$ 点静止释放一电子，它将在电场力作用下沿着虚线 $C D$ 运动

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19. 某电场的电场线如图所示，电场中 $M$ 、 $N$ 两点的场强大小分别为 $E_{M}$ 和 $E_{N}$ ，电势分别为 $φ_{M}$ 和 $φ_{N}$ ，由图可知（）

A、 $E_{M} > E_{N}$ ， $φ_{M} > φ_{N}$ B、 $E_{M} > E_{N}$ ， $φ_{M} < φ_{N}$ C、 $E_{M} < E_{N}$ ， $φ_{M} > φ_{N}$ D、 $E_{M} < E_{N}$ ， $φ_{M} < φ_{N}$

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20. 如图，带箭头的实线表示某静电场的电场线，虚线表示其等势面。已知 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三点的电场强度大小分别为 $E_{a}$ 、 $E_{b}$ 、 $E_{c}$ . ，电势分别为 $φ_{a}$ 、 $φ_{b}$ . 、 $φ_{c}$ 。则（）

A、 $E_{a} < E_{b}$ ， $φ_{b} = φ_{c}$ B、 $E_{a} > E_{b}$ ， $φ_{a} > φ_{b}$ C、 $E_{a} > E_{b}$ ， $φ_{a} < φ_{b}$ D、 $E_{a} = E_{c}$ ， $φ_{b} = φ_{c}$

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21. 如图所示， $a$ 、 $b$ 、 $c$ 是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为 $E_{a}$ 、 $E_{b}$ 、 $E_{c}$ ，电势分别为 $φ_{a}$ 、 $φ_{b}$ 、 $φ_{c}$ 。则（）

A、 $E_{a} < E_{b} < E_{c}$ B、 $E_{a} = E_{b} = E_{c}$ C、 $φ_{a} > φ_{b} > φ_{c}$ D、 $φ_{a} = φ_{b} = φ_{c}$

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二、多项选择题

22. 如图匀强电场，带负电的粒子若只受电场力作用以一定初速度沿电场线从 $a$ 运动到 $b$ ，则（）

A、 $a$ ， $b$ 两点电势相等 B、粒子的电势能增加 C、粒子从 $a$ 运动到 $b$ 过程加速度保持不变 D、粒子做匀加速直线运动

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23. 如图，一位于P点左侧的固定正电荷产生的电场中，同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点，N点，且q在M ， N点时速度大小也一样，则下列说法正确的有（）

A、P点电势大于M B、M点电势大于N C、q从P到M一直做减速运动 D、M、N两点处电场强度大小相同

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24. 图中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B两点的电场强度大小分别为 $E_{A}$ 、 $E_{B}$ ，电势分别为 $φ_{A}$ 、 $φ_{B}$ 。下列说法正确的是（）

A、 $E_{A} < E_{B}$ B、 $E_{A} > E_{B}$ C、 $φ_{A} < φ_{B}$ D、 $φ_{A} > φ_{B}$

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三、非选择题

25. 带电量为q=＋3×10^-6C的粒子先后经过电场中的A、B两点，电场力做功W_AB=6×10^-4J，求：

(1)、A、B间两点间的电势差U_AB为多少；

(2)、若已知B点的电势为50 V，则A点的电势为多少。

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26. 在电场中把一个带电荷量为6×10^－6 C的负电荷从A点移到B点，克服静电力做功3×10^－5 J，再将电荷从B移到C点，静电力做功1.2×10^－5 J，求：

(1)、A与B，B与C两点间的电势差；

(2)、以B点为零电势点时，A、C两点的电势．

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27. 有一点电荷所带电荷量 $q = - 6 \times 10^{- 6} C$ ，从某电场中的A点移到 $B$ 点，电荷克服电场力做功 $6 \times 10^{- 4} J$ ，从 $B$ 点移到 $C$ 点，电场力对电荷做功 $9 \times 10^{- 4} J$ ，求：

(1)、 $A B$ 间电势差 $U_{A B}$ 和 $B C$ 间电势差 $U_{B C}$ ；

(2)、若 $B$ 点电势为零，则A点的电势 $φ_{A}$ 是多少？电荷在 $C$ 点的电势能 $E_{p C}$ 为多大？

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28. 如图所示，在匀强电场中， $A$ 、 $B$ 为同一条电场线上的两点 $.$ 已知电场强度 $E = 2.0 \times 1 0^{4} N / C$ ， $A$ 、 $B$ 两点间的距离 $d = 0.20 m .$ 将电荷量 $q = + 1.0 \times 1 0^{- 8} C$ 的试探电荷由 $A$ 点移到 $B$ 点 $.$ 在此过程中静电力对试探电荷所做的功 $W =$ ．

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29. 如图所示，某空间中有一水平向右的匀强电场，电场强度 $E = 0.02 N/C$ ， A、B为匀强电场中同一电场线上的两个点，A、B两点间的距离 $d = 0.5 m$ 。电荷量为 $q = + 1.0 \times 10^{- 5} C$ 的点电荷从A点运动到B点。求：

(1)、静电力F的大小和方向；

(2)、A、B两点间的电势差UAB；

(3)、静电力做的功WAB。

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