【優(yōu)化方案】2025-2026學(xué)年高二物理（RJ.選修3-1）：第一章第四節(jié)知能演練輕松闖關(guān)

第頁(yè)1．(2025·高考海南卷)關(guān)于靜電場(chǎng)，下列說法正確的是()A．電勢(shì)等于零的物體一定不帶電B．電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)，電勢(shì)一定為零C．同一電場(chǎng)線上的各點(diǎn)，電勢(shì)一定相等D．負(fù)電荷沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能一定增加解析：選D.零電勢(shì)的位置是人為選定的，與物體是否帶電無關(guān)，A錯(cuò)誤．電場(chǎng)強(qiáng)度是電勢(shì)隨空間的變化率，二者的大小之間無直接聯(lián)系，B錯(cuò)誤．沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)是逐漸降低的，C錯(cuò)誤．由于負(fù)電荷在電勢(shì)越低處電勢(shì)能越大，D正確．故選D.2．(2025·襄陽(yáng)調(diào)研)電場(chǎng)中等勢(shì)面如圖所示，下列關(guān)于該電場(chǎng)描述正確的是()A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的小B．負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)的電勢(shì)能大C．電荷沿等勢(shì)面AB移動(dòng)的過程中，電場(chǎng)力始終不做功D．正電荷由A移動(dòng)到C，電場(chǎng)力做負(fù)功解析：選C.由等勢(shì)面與電場(chǎng)線密集程度的關(guān)系可知，等勢(shì)面越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的大，A錯(cuò)誤；負(fù)電荷在電勢(shì)越高的位置電勢(shì)能越小，B錯(cuò)誤；沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功，C正確；正電荷由A移動(dòng)到C，電場(chǎng)力做正功，D錯(cuò)誤．故選C.3.某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢(shì)分別為φP和φQ，則()A．EP<EQ，φP<φQB．EP>EQ，φP<φQC．EP<EQ，φP>φQD．EP>EQ，φP>φQ解析：選D.P處電場(chǎng)線比Q處密，所以EP>EQ.P、Q在同一條電場(chǎng)線上，沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，所以φP>φQ，故選D.4.(2025·高考山東卷)如圖所示，虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷．一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)．則該粒子()A．帶負(fù)電B．在c點(diǎn)受力最大C．在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能D．由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化解析：選CD.由于帶電粒子受到的電場(chǎng)力指向軌跡凹側(cè)，說明帶電粒子帶正電，A錯(cuò)誤；根據(jù)庫(kù)侖定律F＝keq\f(Qq,r2)可知，B錯(cuò)誤；粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，粒子電勢(shì)能減小，C正確；由動(dòng)能定理可得qU＝ΔEk，因?yàn)閁ab＞Ubc，所以D正確．故選CD.5．將帶電荷量為1×10－8C的電荷，從無限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，要克服靜電力做功1×10－6J，(取無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)問：(1)電荷的電勢(shì)能是增加還是減少？電荷在A點(diǎn)具有多少電勢(shì)能？(2)A點(diǎn)的電勢(shì)是多少？解析：(1)因靜電力做負(fù)功，則電荷的電勢(shì)能增加．因無限遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零，所以電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能為1×10－6J.(2)A點(diǎn)電勢(shì)為φA＝eq\f(EpA,q)＝eq\f(1×10－6,1×10－8)V＝100V.答案：(1)增加1×10－6J(2)100V一、選擇題1．設(shè)電荷只受電場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是()A．負(fù)電荷只能朝著電勢(shì)能減小的地方運(yùn)動(dòng)B．正電荷只能朝著電勢(shì)低的地方運(yùn)動(dòng)C．初速度為零的負(fù)電荷一定朝著電勢(shì)能減小的地方運(yùn)動(dòng)D．初速度為零的正電荷一定朝著電勢(shì)降低的地方運(yùn)動(dòng)解析：選CD.電荷初速度為零時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向由所受靜電力的方向決定，負(fù)電荷大體是逆著電場(chǎng)強(qiáng)度的方向運(yùn)動(dòng)，靜電力做正功，電勢(shì)能減小，正電荷順著電場(chǎng)強(qiáng)度的方向運(yùn)動(dòng)，沿著運(yùn)動(dòng)的方向，電勢(shì)降低，C、D正確．電荷初速度不為零時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向由初速度方向和所受靜電力的方向決定，可能做加速運(yùn)動(dòng)，也可能做減速運(yùn)動(dòng)，可能朝電勢(shì)低的地方運(yùn)動(dòng)，也可能朝電勢(shì)高的地方運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤．故選CD.2.孤立點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)面如圖中虛線所示，其電勢(shì)分別為φ1、φ2、φ3，其中A、B、C是某電場(chǎng)線與這簇等勢(shì)面的交點(diǎn)，且AB＝BC.現(xiàn)將一負(fù)電荷由A移到B，電場(chǎng)力做正功W1；由B移到C，電場(chǎng)力做正功W2，則()A．W1＝W2，φ1＜φ2＜φ3 B．W1＝W2，φ1＞φ2＞φ3C．W1＞W(wǎng)2，φ1＜φ2＜φ3 D．W1＜W2，φ1＞φ2＞φ3解析：選C.由電場(chǎng)力做正功可知，負(fù)電荷受電場(chǎng)力向右，電場(chǎng)線方向向左，所以場(chǎng)源電荷為負(fù)電荷在左側(cè)，則AB間場(chǎng)強(qiáng)比BC間強(qiáng)，電場(chǎng)力做功多，即W1＞W(wǎng)2.沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，則有φ1＜φ2＜φ3，故選C.3.如圖所示，在矩形ABCD的AD邊和BC邊的中點(diǎn)M和N處各放一個(gè)點(diǎn)電荷，它們帶等量異種電荷．E、F分別是AB邊和CD邊的中點(diǎn)，P、Q兩點(diǎn)在MN的連線上，且MP＝QN，則電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都相同的兩點(diǎn)是()A．E和F B．P和QC．A和B D．C和D解析：選A.由等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)特點(diǎn)知E、F兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都相同；P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，但P點(diǎn)的電勢(shì)比Q點(diǎn)的高；A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等，但方向不同，若無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，則A點(diǎn)的電勢(shì)為正，B點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)，A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)，同理D、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)也不同．故選A.4.如圖所示，P、Q是兩個(gè)電荷量相等的正的點(diǎn)電荷，它們連線的中點(diǎn)是O，A、B是中垂線上的兩點(diǎn)，eq\x\to(OA)<eq\x\to(OB)，用EA、EB、φA、φB分別表示A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)，則()A．EA一定大于EB，φA一定大于φBB．EA不一定大于EB，φA一定大于φBC．EA一定大于EB，φA不一定大于φBD．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB解析：選B.在兩個(gè)點(diǎn)電荷P、Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，某一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于P、Q分別在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和，由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式E＝eq\f(kQ,r2)知兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O和無窮遠(yuǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)均為零，而A、B處場(chǎng)強(qiáng)是兩正點(diǎn)電荷分別在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和，所以從O點(diǎn)起沿中垂線到無窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)先增大后減小，因A、B具體位置不確定，所以其場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系不確定．假設(shè)一正點(diǎn)電荷從O點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，其受力方向始終沿OB方向，所以φA>φB，綜上所述，選項(xiàng)B正確．5.如圖所示，某區(qū)域電場(chǎng)左右對(duì)稱分布，M、N為對(duì)稱線上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是()A．M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì)B．M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)C．正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能D．將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，靜電力做正功解析：選AC.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)A正確；因電場(chǎng)線越密的區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)越大，由題圖可知N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由Ep＝qφ可知，正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)C正確；電子從M點(diǎn)移到N點(diǎn)的過程中，受到的靜電力與移動(dòng)方向相反，靜電力做負(fù)功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選AC.6.某帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)線、粒子在A點(diǎn)的初速度及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，可以判定()A．粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度B．粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能C．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在B點(diǎn)的電勢(shì)能D．電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)解析：選B.由電場(chǎng)線的疏密可知場(chǎng)強(qiáng)EB＞EA，所以粒子的加速度aB＞aA.由定性畫出的等勢(shì)面并根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知電勢(shì)φA＞φB.由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲趨向可知電場(chǎng)力做正功，所以動(dòng)能、電勢(shì)能的變化情況為EkB＞EkA，EpB＜EpA.故選B.7.(2025·高考天津卷)兩個(gè)固定的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場(chǎng)，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場(chǎng)中()A．做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大B．做直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小C．做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大D．做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小解析：選C.根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，受到向上的電場(chǎng)力作用，粒子在電場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)，靜電力先做正功后做負(fù)功，電勢(shì)能先變小后變大，故選C.☆8.如圖所示，虛線為某點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面，現(xiàn)有兩個(gè)比荷(即電荷量與質(zhì)量之比)相同的帶電粒子(不計(jì)重力)以相同的速率從同一等勢(shì)面的a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)后沿不同的軌跡1和2運(yùn)動(dòng)，則可判斷()A．兩個(gè)粒子電性相同B．經(jīng)過b、d兩點(diǎn)時(shí)，兩粒子的加速度的大小相同C．經(jīng)過b、d兩點(diǎn)時(shí)，兩粒子的速率相同D．經(jīng)過c、e兩點(diǎn)時(shí)，兩粒子的速率相同解析：選BD.因軌跡是曲線，類比勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力指向圓心，可知粒子1受斥力，粒子2受引力，兩個(gè)粒子的電性不同，A錯(cuò)誤．設(shè)帶電粒子距點(diǎn)電荷的距離為r，點(diǎn)電荷帶電荷量為Q，則粒子運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a＝eq\f(F,m)＝eq\f(Eq,m)＝eq\f(kQ,r2)·eq\f(q,m).由已知條件有：在b、d兩點(diǎn)時(shí)，兩者加速度大小相同，B正確．粒子1受斥力，從a到b過程中，電場(chǎng)力和運(yùn)動(dòng)方向成鈍角，做負(fù)功，動(dòng)能減??；粒子2受引力，從a到d過程中，電場(chǎng)力和運(yùn)動(dòng)方向始終成銳角，做正功，動(dòng)能增加；又兩粒子初速度大小相同，則兩粒子經(jīng)過b、d兩點(diǎn)時(shí)的速率不相同，C錯(cuò)誤．a(chǎn)、c、e三點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，則從a分別到c、e時(shí)，動(dòng)能相同，速率相同，D正確．故選BD.☆9.在空間中的A、B兩點(diǎn)固定著一對(duì)等量同種電荷，如圖所示，有一帶電微粒在它們產(chǎn)生的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，設(shè)帶電微粒在運(yùn)動(dòng)過程中只受到電場(chǎng)力的作用，則帶電微粒所做的運(yùn)動(dòng)可能是()A．勻變速直線運(yùn)動(dòng) B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)C．拋物線運(yùn)動(dòng) D．往復(fù)運(yùn)動(dòng)解析：選BD.該題選項(xiàng)B很多同學(xué)選不出來，原因是分析時(shí)只局限于在紙平面內(nèi)思考，考慮到電場(chǎng)分布的空間性及對(duì)稱性，在以A、B連線的中點(diǎn)O為圓，垂直于A、B的連線的方向上，如果給帶電粒子適當(dāng)大小的沿切線方向的速度，帶電粒子是完全可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的．故選BD.二、非選擇題10.(2025·浙江金華一中高二測(cè)試)如圖所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一根長(zhǎng)為l的絕緣桿，兩端分別固定著帶有電荷量＋q和－q的小球(大小不計(jì))．現(xiàn)讓絕緣桿繞中點(diǎn)O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)α角，求轉(zhuǎn)動(dòng)中帶電小球克服電場(chǎng)力所做的功．解析：每個(gè)帶電小球的初、末位置沿電場(chǎng)線方向的距離均為d＝eq\f(l,2)(1－cosα)每個(gè)帶電小球克服電場(chǎng)力做功W＝Fd＝qEeq\f(l,2)(1－cosα)故兩個(gè)帶電小球克服電場(chǎng)力做功W′＝2W＝qEl(1－cosα)．答案：qEl(1－cosα)11．(2025·寧德一中高二檢測(cè))將一個(gè)電荷量為1.0×10－8C的負(fù)電荷，從無窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功2.0×10－8J，現(xiàn)將該電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功1.0×10－8J．試求電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)．(取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)能點(diǎn))解析：EpA＝2.0×10－8JφA＝eq\f(EpA,q)＝－2V又EpA－EpB＝1.0×10－8J故EpB＝1.0×10－8J，φB＝eq\f(EpB,q)＝－1V.答案：－2V－1V12.如圖所示，光滑絕緣桿豎直放置，它與以正