2019-2020年高中物理 1-4電勢能 電勢與電勢差基礎(chǔ)鞏固試題 教科版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理 1-4電勢能 電勢與電勢差基礎(chǔ)鞏固試題 教科版選修3-1.doc
2019-2020年高中物理 1-4電勢能 電勢與電勢差基礎(chǔ)鞏固試題 教科版選修3-1一、單項選擇題1兩個帶異種電荷的物體間距離增大一些時()A電場力做正功,電勢能增加B電場力做負(fù)功,電勢能增加C電場力做正功,電勢能減少D電場力做負(fù)功,電勢能減少答案:B2關(guān)于靜電場,下列結(jié)論普遍成立的是()A電場強(qiáng)度大的地方電勢高,電場強(qiáng)度小的地方電勢低B電場中任意兩點之間的電勢差只與這兩點的場強(qiáng)有關(guān)C在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場中,場強(qiáng)方向都指向電勢降低最快的方向D將正點電荷從場強(qiáng)為零的一點移動到場強(qiáng)為零的另一點,電場力做功為零解析:在靜電場中,電勢沿著電場線逐漸降低,場強(qiáng)方向是電勢降低最快的方向,場強(qiáng)的大小與電場線分布疏密有關(guān),故A項錯誤,C項正確電場中兩點間的電勢差既與場強(qiáng)有關(guān)又與距離有關(guān),B項錯誤場強(qiáng)為零的一點到場強(qiáng)為零的另一點間的電勢差不一定為零,故電場力做功不一定為零比如,在兩個等量同種點電荷形成的電場中,電場的中心點與邊緣點之間答案:C3.如圖1414所示,圖中實線表示一勻強(qiáng)電場的電場線,一帶負(fù)電荷的粒子射入電場,虛線是它的運(yùn)動軌跡,a、b是軌跡上的兩點,若粒子所受重力不計,則下列判斷正確的是()圖1414A電場線方向向下B粒子一定從a點運(yùn)動到b點Ca點電勢比b點電勢高D粒子在a點的電勢能大于在b點的電勢能解析:無論粒子從a點或者從b點射入電場,由于運(yùn)動軌跡向下彎曲,說明粒子受電場力方向向下,可判斷電場線的方向向上而不是向下,A項錯誤;粒子既可以從a點運(yùn)動到b點,也可以從b點運(yùn)動到a點,B項錯誤;由于順著電場線方向電勢在降低,故有ab,C項錯誤;負(fù)電荷逆著電場方向運(yùn)動時電勢能減少,順著電場方向運(yùn)動時電勢能增加,因而粒子在a點的電勢能大于在b點的電勢能,D項正確答案:D4一個帶正電的質(zhì)點,電荷量q2.0109 C,在靜電場中由a點移動到b點,在這過程中,除電場力外,其他外力做的功為6.0105 J,質(zhì)點的動能增加了8.0105 J,則a、b兩點間的電勢差Uab為()A1104 V B1104 VC4104 V D7104 V解析:設(shè)電場力做功為W,由動能定理知:W6.0105 J8.0105 J,可求得W2.0105 J,因此a、b兩點間的電勢差的絕對值為|Uab|1104 V,考慮正電荷由a到b的過程中,電場力做正功,故Uab大于零答案:A5.帶電粒子運(yùn)動時穿過電場的徑跡如圖1415中的虛線所示,不考慮重力和空氣阻力,在由電場中的A點運(yùn)動到B點的過程中,粒子的能量變化是()圖1415A動能減小B電勢能減小C動能、電勢能之和減小D動能、電勢能之和增大解析:因為帶電粒子只受電場力作用,所以判斷電場力的方向是解題關(guān)鍵,由軌跡的彎曲方向可知,粒子受電場力向上,因而帶負(fù)電,即由AB電場力做負(fù)功,電勢能增加因為只有電場力做功,所以電勢能與動能的總和保持不變,故粒子動能減小,所以只有A項正確答案:A二、多項選擇題6如圖1416中的實線表示電場線,虛線表示只受電場力作用的帶正電粒子的運(yùn)動軌跡,粒子先經(jīng)過M點,再經(jīng)過N點,可以判定()圖1416AM點的電勢大于N點的電勢BM點的電勢小于N點的電勢C粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力D粒子在M點受到的電場力小于在N點受到的電場力解析:由于沿電場線方向電勢逐漸降低,故MN,A項正確,B項錯誤;由電場線疏密程度表示場強(qiáng)大小知,EMEN,電場力FqE,所以粒子在M點受到電場力小于在N點受到的電場力,C項錯誤,D項正確答案:AD7一負(fù)電荷僅受電場力的作用,從電場中的A點運(yùn)動到B點,在此過程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,則A、B兩點電場強(qiáng)度EA、EB及該電荷在A、B兩點的電勢能EpA、EpB之間的關(guān)系正確的為()AEAEB BEAEBCEpAEpB DEpAEpB解析:該電荷僅在電場力作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,所以電場為勻強(qiáng)電場,電場力做正功,電勢能減小答案:AD8如圖1417所示,實線為電場線,虛線為等勢線,且ABBC,電場中的A、B、C三點的場強(qiáng)分別為EA、EB、EC,電勢分別為A、B、C,AB、BC間的電勢差分別為UAB、UBC,則下列關(guān)系中正確的有()圖1417AABC BECEBEACUABUBC DUABUBC解析:A、B、C三點處在一根電場線上,沿著電場線的方向電勢降低,故ABC,A項正確;由電場線的密集程度可看出電場強(qiáng)度的大小關(guān)系為ECEBEA,B項對;電場線密集的地方電勢降低較快,故UBCUAB,C項對D項錯答案:ABC9.如圖1418所示,虛線圓是某靜電場中的等勢面,其電勢分別為a、b和c.一帶正電粒子射入電場中,其運(yùn)動軌跡如實線KLMN所示,由圖可知()圖1418A粒子從K到L的過程中,電場力做負(fù)功;電勢能增加B粒子從L到M的過程中,電場力做負(fù)功;電勢能增加C粒子從K到L的過程中,電勢能增加;動能減少D粒子從L到M的過程中,動能減少;電勢能增加解析:由粒子運(yùn)動軌跡可知,該電場是正點電荷形成的電場,帶正電的粒子射入電場中時,受斥力作用,在靠近場源電荷的過程中,電場力做負(fù)功,動能減少,電勢能增加在遠(yuǎn)離場源電荷的過程中,電場力做正功,動能增加,電勢能減少粒子由K到L的過程中,由低電勢到高電勢處,電場力做負(fù)功,動能減少,電勢能增加,故A、C兩項正確;粒子由L到M的過程中,由高電勢向低電勢處移動,電場力做正功,動能增加,電勢能減少,故B、D項錯答案:AC三、非選擇題10.如圖1419所示為一負(fù)點電荷Q產(chǎn)生的電場中的A、B兩點,兩點間的電勢差為150 V現(xiàn)有電荷量為7106 C的電荷從B沿直線移到A,它的電勢能變化多少?如果電荷從B沿圖中曲線移到A,則它的電勢能又變化多少?試比較A、B兩點的電勢高低、場強(qiáng)大?。繄D1419解析:由于電場力做功只與始、末位置有關(guān),與路徑無關(guān),因此不論把電荷從B沿直線移到A,還是從B沿曲線移到A,電場力做的功均等于WBAqUBA7106150 J1.05103 J.根據(jù)電場力做功和電勢能變化的關(guān)系知,把電荷從B移至A(無論沿直線還是沿曲線)電場力做了1.05103 J的正功,所以電荷的電勢能均減少了1.05103 J.根據(jù)負(fù)電荷產(chǎn)生電場的電場線分布情況知,越靠近負(fù)電荷場強(qiáng)越大,故場強(qiáng)EA>EB.因負(fù)電荷電場的電場線指向負(fù)電荷,而沿著電場線的方向電勢越來越低,故可判斷出電勢B>A.答案:減少1.05103 J減少1.05103 JEA>EBB>A11.為使帶負(fù)電的點電荷q在一勻強(qiáng)電場中沿直線勻速地由A運(yùn)動到B,必須對該電荷施加一個恒力F,如圖1420所示若AB0.4 m,37,q3107 C,F(xiàn)1.5104 N,A點的電勢A100 V(不計負(fù)電荷受的重力)圖1420(1)在圖中用實線畫出電場線,用虛線畫出通過A、B兩點的等勢線,并標(biāo)明它們的電勢(2)求q在由A到B的過程中電勢能的變化量解析:電荷由A勻速運(yùn)動到B,說明電荷受到的電場力與恒力F是一對平衡力,等大反向,又因為是負(fù)電荷,所以電場力跟場強(qiáng)的方向相反,可以判斷出場強(qiáng)與F同向再根據(jù)電場線與等勢面垂直畫出過A、B兩點的等勢線如右圖所示,要求B點的電勢和由A到B過程中電荷電勢能的變化量,就要先求出q在由A到B的過程中電場力所做的功(1)電荷由A到B過程中電場力做的功WABFABcos(180)4.8105 JA、B兩點的電勢差UAB V160 V所以AB160 V所以BA160 V100 V160 V60 V.(2)q由A到B過程中,電勢能的變化量等于電場力做功的負(fù)值EpqUAB3107160 J4.8105 J.答案:(1)見解析(2)電勢能增加4.8105 J12.在方向水平的勻強(qiáng)電場中,一不可伸長的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球,另一端固定在O點把小球拉起直至細(xì)線與場強(qiáng)平行,然后無初速釋放已知小球擺到最低點的另一側(cè),線與豎直方向的最大夾角為,如圖1421所示求小球經(jīng)過最低點時細(xì)線對小球的拉力圖1421解析:設(shè)細(xì)線長為L,球的電荷量為q,場強(qiáng)為E,若電荷q為正,則電場方向向右,如右圖所示,反之向左,從釋放點到左側(cè)最高點,由動能定理得mglcos qEl(1sin )0若小球運(yùn)動到最低點時的速度為v,此時線的拉力為T,由動能定理得mv2mglqEl由牛頓第二定律得Tmgm由上面各式得Tmg.答案:mg