格物学 电磁学电势能和电势

静电力做功与电势能的关系-电势能和电势知识点回顾进阶自测题解析-西藏自治区等高中物理,平均正确率52.0%

2025-06-25
静电力做功与电势能的关系-电势能和电势知识点回顾进阶自测题解析-西藏自治区等高中物理,平均正确率52.0%
1、['v-t图像斜率意义,及v-t图像求加速度', '静电力做功与电势能的关系', '牛顿第二定律的简单应用', '电场线的概念及特点', '电势高低与电势能大小的判断']

正确率60.0%如图甲所示,$${{A}{、}{B}}$$是一条电场线上的两点,当一个带负电的粒子以某一初速度仅在电场力作用下沿$${{A}{B}}$$由$${{A}}$$点运动到$${{B}}$$点,其$${{v}{−}{t}}$$图像如图乙所示,该粒子到达$${{B}}$$点时速度恰为零,下列判断正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.该电场一定是匀强电场

B.$${{B}}$$点的电势一定高于$${{A}}$$点的电势

C.$${{A}}$$点运动到$${{B}}$$点的过程中该粒子的电势能变小

D.该电场可能是正点电荷产生的

2、['静电力做功与电势能的关系', '物体运动轨迹、速度、受力的相互判断', '点电荷的电场', '带电粒子在电场中的曲线运动']

正确率40.0%如图所示,$${{M}{N}}$$是某一负点电荷电场中的电场线,一带负电的粒子(重力不计)从$${{a}}$$点运动到$${{b}}$$点的轨迹如图中虚线所示.则$${{(}{)}}$$

A

A.负点电荷位于$${{N}}$$点右侧

B.带电粒子从$${{a}}$$运动到$${{b}}$$的过程中动能逐渐增大

C.带电粒子在$${{a}}$$点的电势能大于在$${{b}}$$点的电势能

D.带电粒子在$${{a}}$$点的加速度大于在$${{b}}$$点的加速度

3、['静电力做功与电势能的关系', '带电粒子在电场中的直线运动']

正确率40.0%带电荷量为$$q=+1 \times1 0^{-4} \, \mathrm{C}$$的物块静止在绝缘水平面上,其所在空间内存在沿水平方向的电场,电场强度$${{E}}$$的大小与时间$${{t}}$$的关系如图甲所示,物块速度$${{v}}$$的大小与时间$${{t}}$$的关系如图乙所示,重力加速度$${{g}}$$取$${{1}{0}{{m}{/}{s}^{2}}{,}}$$则(

D

A.物块的质量是$${{2}{{k}{g}}}$$

B.物块与水平面间的动摩擦因数是$${{0}{.}{1}}$$

C.在前$${{4}{s}}$$内,物块的电势能增加了$${{1}{4}{J}}$$

D.在前$${{4}{s}}$$内,系统产生的热量为$${{1}{2}{J}}$$

4、['电势能的概念及相对性', '静电力做功与电势能的关系', '带电粒子在电场中的电势能']

正确率60.0%$${{M}{、}{N}}$$是某电场中一条电场线上的两点,若在$${{M}}$$点释放一个初速度为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线由$${{M}}$$点运动到$${{N}}$$点,其电势能$${{E}_{p}}$$随位移$${{x}}$$变化的关系如图所示,其中电子在$${{M}}$$点时的电势能为$$E_{p M}$$,电子在$${{N}}$$点时的电势能为$$E_{p N}$$,则下列说法正确的是(

C

A.电子在$${{N}}$$点时的动能小于在$${{M}}$$点的动能

B.该电场有可能是匀强电场

C.该电子运动的加速度越来越小

D.电子运动的轨迹为曲线

5、['电势差的计算', '电势能的概念及相对性', '静电力做功与电势差的关系', '静电力做功与电势能的关系', '电势的计算']

正确率40.0%对于真空中电荷量为$${{q}}$$

C

A.减少$$\frac{2 k Q e R} {d^{2}-R^{2}}$$

B.增加$$\frac{2 k Q e R} {d^{2}+R^{2}}$$

C.减少$$\frac{2 k Q e R} {d ( d+2 R )}$$

D.增加$$\frac{2 k Q e R} {d ( d+2 R )}$$

6、['根据电场线分析电场的分布特点', '静电力做功与电势能的关系', '等量的异种电荷电场']

正确率60.0%在真空中有两个点电荷,有一个电子(仅受电场力)在两个点电荷连线上的某点,从静止开始单向运动了一段时间(未碰到点电荷).关于电子运动过程的下列说法中正确的是(

D

A.在两个等量异种点电荷的连线上,电子有可能做匀加速直线运动

B.在两个等量异种点电荷的连线上,电子的电势能有可能增大

C.在两个等量同种点电荷的连线上,电子有可能做加速度先减小后增大的加速运动

D.在两个等量同种点电荷的连线上,电子的动能有可能先增大后减小

7、['静电力做功与电势能的关系', '电势的计算']

正确率40.0%一个电子在电场中$${{A}}$$点具有$${{8}{0}{e}{V}}$$的电势能,当它由$${{A}}$$运动到$${{B}}$$克服电场力做功$${{3}{0}{e}{V}}$$,则(

D

A.电子在$${{B}}$$点的电势能是$${{5}{0}{e}{V}}$$

B.电子的电势能减少了$${{3}{0}{e}{V}}$$

C.$${{B}}$$点的电势为$${{1}{1}{0}{V}}$$

D.$${{B}}$$点的电势为$${{−}{{1}{1}{0}}{V}}$$

8、['静电力做功与电势能的关系', '电势的计算']

正确率60.0%电子在电场中$${{A}}$$点具有$${{8}{0}{e}{V}}$$电势能,它由$${{A}}$$点运动到$${{B}}$$点过程中,克服电场力做功$${{3}{0}{e}{V}}$$,则$${{(}{)}}$$

D

A.电子在$${{B}}$$点的电势能是$${{3}{0}{e}{V}}$$

B.电子的电势能减少$${{3}{0}{e}{V}}$$

C.$${{B}}$$点的电势是$${{1}{1}{0}{V}}$$

D.电子在$${{B}}$$点的电势能是$$1 1 0 ~ e V$$

9、['静电力做功', '静电力做功与电势能的关系', '电场线(等势线)与带电粒子的运动轨迹问题', '电场线的概念及特点']

正确率40.0%如图所示,$$M \cdot\ N \cdot\ P$$

C

A.粒子一定带正电且做匀速圆周运动

B.$$U_{M N}=-U_{N P}$$

C.粒子在$${{N}}$$点时产加速度最大,电势能最小

D.粒子在$${{M}{、}{P}}$$两点时的加速相同

10、['静电力做功与电势能的关系', '电势', '电势差与电场强度的关系', '电场线的概念及特点']

正确率80.0%等量异种电荷$${{+}{Q}}$$、$${{−}{Q}}$$的等势线分布如图所示,相邻的等势线间电势差均相等,点$${{a}}$$、$${{b}}$$、$${{c}}$$连线与两电荷的连线平行,且$$a b=b c$$。一带负电的点电荷$${{M}}$$仅在电场力的作用下经过$${{a}}$$点时速度方向如图,经过$${{b}}$$所在等势线到达$${{c}}$$所在等势线,取无穷远处电势为零。下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.$${{a}}$$、$${{c}}$$两点的电势相等

B.$${{a}}$$、$${{c}}$$两点的电场强度相同

C.点电荷$${{M}}$$在电场中运动运动轨迹关于等势线$${{b}}$$对称

D.点电荷$${{M}}$$穿越$${{a}}$$、$${{b}}$$、$${{c}}$$等势线时电势能满足$$E_{p a} < E_{p b} < E_{p c}$$

1. 解析:

根据题目描述,带负电粒子从 $$A$$ 运动到 $$B$$ 时速度减小至零,说明电场力做负功,电势能增加。由 $$v-t$$ 图像可知,粒子做减速运动,加速度逐渐减小,说明电场强度逐渐减小,因此电场不一定是匀强电场(选项 A 错误)。由于粒子带负电,电场力方向与电场方向相反,电场方向从 $$B$$ 指向 $$A$$,因此 $$B$$ 点电势高于 $$A$$ 点(选项 B 正确)。电势能增加(选项 C 错误)。电场可能是点电荷产生的,但如果是正点电荷,电场方向应向外,粒子不会减速到零(选项 D 错误)。综上,正确答案为 B

2. 解析:

带负电粒子从 $$a$$ 运动到 $$b$$,轨迹弯曲方向指向电场线内侧,说明负点电荷位于 $$N$$ 点左侧(选项 A 错误)。粒子从 $$a$$ 到 $$b$$ 过程中,电场力做正功,动能增大(选项 B 正确),电势能减小(选项 C 错误)。$$a$$ 点电场线更密集,电场强度更大,加速度更大(选项 D 正确)。综上,正确答案为 B、D

3. 解析:

由图乙可知,前 $$2s$$ 物块做匀加速运动,加速度 $$a=1\,\mathrm{m/s^2}$$。由牛顿第二定律:$$qE_1-\mu mg=ma$$,代入 $$E_1=3\times10^4\,\mathrm{N/C}$$ 得 $$3-\mu mg=m$$。后 $$2s$$ 物块做匀速运动,有 $$qE_2=\mu mg$$,代入 $$E_2=2\times10^4\,\mathrm{N/C}$$ 得 $$2=\mu mg$$。联立解得 $$m=1\,\mathrm{kg}$$(选项 A 错误),$$\mu=0.2$$(选项 B 错误)。前 $$4s$$ 内电场力做功 $$W=qE_1\cdot x_1+qE_2\cdot x_2=3\times2+2\times4=14\,\mathrm{J}$$,电势能减少 $$14\,\mathrm{J}$$(选项 C 错误)。摩擦力做功 $$W_f=\mu mg\cdot x=0.2\times10\times6=12\,\mathrm{J}$$,系统产生热量 $$12\,\mathrm{J}$$(选项 D 正确)。综上,正确答案为 D

4. 解析:

电子从 $$M$$ 到 $$N$$,电势能减小,说明电场力做正功,动能增加(选项 A 错误)。$$E_p-x$$ 图像斜率表示电场力大小,斜率逐渐减小,说明电场力减小,加速度减小(选项 C 正确)。电场强度变化,不可能是匀强电场(选项 B 错误)。电子沿电场线运动,轨迹为直线(选项 D 错误)。综上,正确答案为 C

5. 解析:

题目不完整,无法解析。

6. 解析:

等量异种点电荷连线上,电场强度不均匀,电子不可能做匀加速运动(选项 A 错误)。电子从静止开始运动,电场力做正功,电势能减小(选项 B 错误)。等量同种点电荷连线上,电子可能在中点附近加速度先减小后增大(选项 C 正确)。电场力始终做正功,动能一直增大(选项 D 错误)。综上,正确答案为 C

7. 解析:

电子克服电场力做功 $$30\,\mathrm{eV}$$,电势能增加 $$30\,\mathrm{eV}$$,因此 $$B$$ 点电势能为 $$110\,\mathrm{eV}$$(选项 A 错误,B 错误)。电势能公式 $$E_p=q\varphi$$,电子带负电,$$B$$ 点电势为 $$\varphi_B=-110\,\mathrm{V}$$(选项 D 正确)。综上,正确答案为 D

8. 解析:

同第 7 题,电子在 $$B$$ 点电势能为 $$110\,\mathrm{eV}$$(选项 D 正确),电势为 $$-110\,\mathrm{V}$$(选项 C 错误)。电势能增加 $$30\,\mathrm{eV}$$(选项 B 错误)。综上,正确答案为 D

9. 解析:

题目不完整,无法解析。

10. 解析:

等量异种电荷中垂线为等势线,$$a$$、$$c$$ 两点电势相等(选项 A 正确)。$$a$$、$$c$$ 两点电场强度大小相等,方向不同(选项 B 错误)。粒子轨迹不对称(选项 C 错误)。负电荷从 $$a$$ 到 $$b$$ 到 $$c$$,电势能减小,满足 $$E_{pa}>E_{pb}>E_{pc}$$(选项 D 错误)。综上,正确答案为 A

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