2018年高中物理 第二章 電勢能與電勢差章末過關(guān)檢測 魯科版選修3-1.doc

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第二章 電勢能與電勢差章末過關(guān)檢測(二)(時間：60分鐘，滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一個選項(xiàng)正確)1(2018山西懷仁一中期中)下列物理量中，哪些與檢驗(yàn)電荷有關(guān)()A電場強(qiáng)度EB電勢C電勢能Ep D電勢差U解析：選C電場強(qiáng)度E采用比值定義法定義的，是由電場本身決定的與q無關(guān)故A錯誤；電勢，是用比值定義法定義的，由電場本身決定的，與q無關(guān)，故B錯誤；電勢能Epq，故電勢能與電荷有關(guān)，選項(xiàng)C正確；電勢差UAB，是用比值定義法定義的，由電場本身和A、B兩點(diǎn)的位置決定的，與q無關(guān)故D錯誤2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(diǎn)之間的電勢差只與這兩點(diǎn)的場強(qiáng)有關(guān)C對于正電荷而言，電場力做正功，電勢能減少，負(fù)電荷則反之D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解析：選D電勢與電場強(qiáng)度沒有直接關(guān)系，所以電場強(qiáng)度大的地方電勢不一定高，電場強(qiáng)度小的地方電勢不一定低，故A錯誤；在勻強(qiáng)電場中，由公式UEd可知，兩點(diǎn)之間的電勢差與場強(qiáng)和兩點(diǎn)間沿電場線方向的距離都有關(guān)，故B錯誤；根據(jù)功能關(guān)系，無論正電荷還是負(fù)電荷，只要做正功，電勢能都是減小的，做負(fù)功電勢能都是增加的，故選項(xiàng)C錯誤；沿電場方向電勢降低，而且速度最快，所以D正確3在點(diǎn)電荷Q形成的電場中有一點(diǎn)A，當(dāng)一個q的檢驗(yàn)電荷從電場的無限遠(yuǎn)處被移到電場中的A點(diǎn)時，電場力做的功為W，則檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)的電勢能及電場中A點(diǎn)的電勢分別為()AEpAW，A BEpAW，ACEpAW，A DEpAW，A解析：選Cq的檢驗(yàn)電荷從電場的無限遠(yuǎn)處被移到電場中的A點(diǎn)時，電場力做的功為W，則電荷的電勢能減小W，無限遠(yuǎn)處電荷的電勢能為零，則電荷在A點(diǎn)的電勢能為EpAW，A點(diǎn)的電勢A，C正確4(2018湖南衡陽一中高二月考)如圖所示，a、b、c為電場中同一條電場線上的三點(diǎn)，其中c為線段ab的中點(diǎn)若一個運(yùn)動的正電荷先后經(jīng)過a、b兩點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)的電勢分別為a3 V、b 7 V ，則()Ac點(diǎn)電勢為2 VBa點(diǎn)的場強(qiáng)小于b點(diǎn)的場強(qiáng)C正電荷在a點(diǎn)的動能小于在b點(diǎn)的動能D正電荷在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能解析：選D沿電場線方向電勢降低，由題意知電場線向左，只有在勻強(qiáng)電場中c點(diǎn)的電勢為2 V，故A錯誤一條電場線，無法判斷電場線的疏密，就無法判斷兩點(diǎn)場強(qiáng)的大??；所以a點(diǎn)處的場強(qiáng)Ea可能小于b點(diǎn)處的場強(qiáng)，也可能大于Eb，故B錯誤根據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大，可知，正電荷從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中克服電場力做功，電勢能一定增大，而由能量守恒得知，其動能一定減小，故C錯誤，D正確5空間存在甲、乙兩相鄰的金屬球，甲球帶正電，乙球原來不帶電，由于靜電感應(yīng)，兩球在空間形成了如圖所示穩(wěn)定的靜電場實(shí)線為其電場線，虛線為其等勢線，A、B兩點(diǎn)與兩球球心連線位于同一直線上，C、D兩點(diǎn)關(guān)于直線AB對稱，則()AA點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢相同BC點(diǎn)和D點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，靜電力做正功D負(fù)電荷從C點(diǎn)沿直線CD移至D點(diǎn)，電勢能先增大后減小解析：選C由題圖可知AB，所以正電荷從A移至B，靜電力做正功，故A錯誤，C正確C、D兩點(diǎn)場強(qiáng)方向不同，故B錯誤負(fù)電荷從C點(diǎn)沿直線CD移至D點(diǎn)，電勢能先減小后增大，所以D錯誤6.如圖所示，平行板電容器上極板帶正電荷，且與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一個固定在P點(diǎn)的正點(diǎn)電荷，以E表示兩極板間電場的電場強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能，表示靜電計指針的偏角，若保持上極板不動，將下極板向上移動一小段距離至圖中虛線位置，則()A增大，E增大，Ep增大B增大，E增大，Ep減小C減小，E不變，Ep增大D減小，E不變，Ep減小解析：選D電容器電量不變；下極板向上移動時，兩板間的距離減小，根據(jù)C可知，電容C增大，則根據(jù)QCU可知，電壓U減??；故靜電計指針偏角減小；兩板間的電場強(qiáng)度E；因此電場強(qiáng)度與板間距無關(guān)，因此電場強(qiáng)度不變；根據(jù)UPEd, P點(diǎn)與下極板的距離d減小，則P點(diǎn)的電勢降低，根據(jù)EPqUP可知正點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能減小，故選項(xiàng)D正確二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選或不答的得0分)7如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，試探電荷q只在電場力作用下沿橢圓軌道運(yùn)動已知Q位于橢圓軌道的一個焦點(diǎn)上，則關(guān)于試探電荷q的說法正確的是()A從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中電勢能增加B從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中動能增加Cq在M點(diǎn)的加速度比N點(diǎn)的加速度大D從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)，電勢能與動能之和不變解析：選ACD點(diǎn)電荷q沿橢圓軌道運(yùn)動，必定受到Q的引力作用，從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中，電場力對q做負(fù)功，則q的電勢能增加，故A正確從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中，電場力對q做負(fù)功，由動能定理知動能減小，故B錯誤M與Q間的距離比N與Q的距離小，由庫侖定律知，q在M點(diǎn)所受的庫侖力大于在N點(diǎn)所受的庫侖力，由牛頓第二定律知，q在M點(diǎn)的加速度比N點(diǎn)的加速度大，故C正確根據(jù)能量守恒定律知，從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)，電勢能與動能之和保持不變，故D正確8(高考山東卷)如圖甲所示，兩水平金屬板間距為d，板間電場強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示t0時刻，質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間，0 時間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動，T時刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出微粒運(yùn)動過程中未與金屬板接觸重力加速度的大小為g.關(guān)于微粒在0T時間內(nèi)運(yùn)動的描述，正確的是()A末速度大小為v0B末速度沿水平方向C重力勢能減少了mgdD克服電場力做功為mgd解析：選BC0微粒做勻速直線運(yùn)動，則E0qmg.沒有電場作用，微粒做平拋運(yùn)動，豎直方向上ag.T，由于電場作用，F(xiàn)2E0qmgmgma，ag，方向豎直向上由于兩段時間相等，故到達(dá)金屬板邊緣時，微粒速度為v0，方向水平，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；從微粒進(jìn)入金屬板間到離開，重力做功WGmg ，重力勢能減少mgd，選項(xiàng)C正確；由動能定理知WGW電0，W電mgd，選項(xiàng)D錯誤9(2018湖北天門市、仙桃市、潛江市期末聯(lián)考)如圖所示，A、B、C、D是真空中一正四面體的四個頂點(diǎn)(正四面體是由四個全等正三角形圍成的空間封閉圖形)，所有棱長都為a.現(xiàn)在A、B兩點(diǎn)分別固定電荷量分別為q和q的兩個點(diǎn)電荷，靜電力常量為k，下列說法正確的是()ACD棱上各點(diǎn)電勢相等BC、D兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同，大小相等且均為C將一負(fù)電荷沿CD棱從C點(diǎn)移動到D點(diǎn)，電場力先做正功后做負(fù)功D將一正電荷沿CD棱從C點(diǎn)移動到D點(diǎn)，電場力先做正功后做負(fù)功解析：選AB據(jù)題，q、q是兩個等量異種點(diǎn)電荷，通過AB的中垂面是一等勢面，C、D在同一等勢面上，電勢相等，C、D兩點(diǎn)的場強(qiáng)都與等勢面垂直，方向指向B一側(cè)，方向相同，根據(jù)對稱性可知，場強(qiáng)大小相等，故C、D兩點(diǎn)的場強(qiáng)、電勢均相同兩個電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小：E1E2 ，方向的夾角為120，則C點(diǎn)的合場強(qiáng)EE1E2 ，如圖故A、B正確；因CD是等勢面，故無論是正電荷還是負(fù)電荷沿CD棱從C點(diǎn)移動到D點(diǎn)，電場力都不做功，選項(xiàng)C、D錯誤10圖中虛線為勻強(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對值也相等現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場中運(yùn)動的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，已知O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)若不計重力，則()AM帶負(fù)電荷，N帶正電荷BN在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相等CN在從O點(diǎn)運(yùn)動至a點(diǎn)的過程中克服電場力做功DM在從O點(diǎn)運(yùn)動至b點(diǎn)的過程中，電場力對它做的功等于零解析：選BD由O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢知，場強(qiáng)方向垂直虛線向下，由兩粒子運(yùn)動軌跡的彎曲方向知N粒子所受電場力方向向上，M粒子所受電場力方向向下，故M粒子帶正電、N粒子帶負(fù)電，A錯誤；N粒子從O點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)，電場力做正功M粒子從O點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)電場力也做正功因?yàn)閁aOUO c，且M、N粒子質(zhì)量相等，電荷的絕對值相等，由動能定理易知B正確；因O點(diǎn)電勢低于a點(diǎn)電勢，且N粒子帶負(fù)電，故N粒子運(yùn)動中電勢能減少，電場力做正功，C錯誤；O、b兩點(diǎn)位于同一等勢線上，D正確三、非選擇題(本題共3小題，共40分解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11(12分)(2018西藏拉薩中學(xué)高二月考)如圖所示，電荷量為e、質(zhì)量為m的電子從A點(diǎn)沿與電場垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，初速度為v0，當(dāng)它通過電場B點(diǎn)時，速度與場強(qiáng)方向成150角，不計電子的重力，求：(1)電子從B點(diǎn)射出的速度vB；(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差解析：(1)電子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中，做類平拋運(yùn)動，B點(diǎn)的速度vB2v0.(2)電子從A運(yùn)動到B由動能定理得：eUABmvmvA、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB.答案：(1)2v0(2)12.(14分)(2018濟(jì)南重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖，在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方h高度的P點(diǎn)，固定電荷量為Q的點(diǎn)電荷，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從軌道上的A點(diǎn)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)時速度為v，已知點(diǎn)電荷 產(chǎn)生的電場在A點(diǎn)的電勢為(取無窮遠(yuǎn)處電勢為零)，PA連線與水平軌道的夾角為60，試求：(1)物塊在A點(diǎn)時對軌道的壓力；(2)點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電勢解析：(1)帶電體間的庫侖力為：Fk其中，r對物塊受力分析可得，NmgFcos 30由以上三式得，Nmg根據(jù)牛頓第三定律，物塊對軌道的壓力NNmg，方向豎直向下(2)從A運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，由動能定理得，qUABmv2mv又UABABB解得B(vv2).答案：(1)mg方向豎直向下(2)(vv2)13(14分)(2018福州四校聯(lián)考)如圖，ABD為豎直平面內(nèi)的絕緣軌道，其中AB段是長為s1.25 m的粗糙水平面，其動摩擦因數(shù)為0.1，BD段為半徑R0.2 m 的光滑半圓，兩段軌道相切于B點(diǎn)，整個軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小E5.0103 V/m.一帶負(fù)電小球以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動，接著進(jìn)入半圓軌道后，恰能通過最高點(diǎn)D點(diǎn)已知小球的質(zhì)量為m2.0102 kg，所帶電荷量q2.0105 C，g10 m/s2，(水平軌道足夠長，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，整個運(yùn)動過程無電荷轉(zhuǎn)移)求：(1)小球能通過軌道最高點(diǎn)D時的速度大?。?2)帶電小球在從D點(diǎn)飛出后，首次落到水平軌道上時的位移大小；(3)小球的初速度v0.解析：(1)恰能通過軌道的最高點(diǎn)的情況下，設(shè)到達(dá)最高點(diǎn)的速度為vD，離開D點(diǎn)到達(dá)水平軌道的時間為t，落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為x，則mgqEm，代入數(shù)據(jù)解得vD1 m/s.(2)2Rt2，代入數(shù)據(jù)解得t0.4 s，xvDt0.4 m.L m.(3)由動能定理得： (mgqE)s2mgR2qERmvmv得v02.5 m/s.答案：(1)1 m/s(2) m(3)2.5 m/s.