【突破高考】福建省高考物理 能力專項(xiàng)突破課時(shí)提能演練 6.2電場(chǎng)能的性質(zhì)的描述（含解析）.doc

【突破高考】福建省2013年高考物理 能力專項(xiàng)突破課時(shí)提能演練 6.2電場(chǎng)能的性質(zhì)的描述（含解析）(40分鐘 100分)一、選擇題(本大題共8小題，每小題9分，共72分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確) 1.(易錯(cuò)題)如圖所示，ab、cd為一圓的兩條直徑且相互垂直，o點(diǎn)為圓心.空間存在一未知靜電場(chǎng)，方向與圓周所在平面平行.現(xiàn)讓一電子先從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)，電勢(shì)能減少了ep；又從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電勢(shì)能增加了ep.那么此空間存在的靜電場(chǎng)( )a.一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向垂直于ab由o點(diǎn)指向c點(diǎn)b.一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向垂直于ab由c點(diǎn)指向o點(diǎn)c.可能是位于o點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)d.可能是位于d點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)2.(2012龍巖模擬)在某靜電場(chǎng)中，將一負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做了負(fù)功，則( )a.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比b點(diǎn)大b.a點(diǎn)的電勢(shì)一定比b點(diǎn)高c.電場(chǎng)線一定由a點(diǎn)指向b點(diǎn)d.該負(fù)電荷的動(dòng)能一定減小3.(預(yù)測(cè)題)如圖所示，ac、bd為圓的兩條互相垂直的直徑，圓心為o，半徑為r，將帶等電荷量的正、負(fù)點(diǎn)電荷放在圓周上，它們的位置關(guān)于ac對(duì)稱，+q與o點(diǎn)的連線和oc夾角為30，下列說法正確的是( )a.a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系是a=cb.b、d兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系是b=dc.a、o點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小、方向相同d.b、d點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小、方向相同4.(2012漳州模擬)如圖甲所示，一條電場(chǎng)線與ox軸重合，取o點(diǎn)電勢(shì)為零，ox方向上各點(diǎn)的電勢(shì)隨x變化的情況如圖乙所示，若在o點(diǎn)由靜止釋放一電子，電子僅受電場(chǎng)力的作用，則( )a.電子將沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)b.電子的電勢(shì)能將增大c.電子運(yùn)動(dòng)的加速度恒定d.電子運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大5.(2012沈陽模擬)真空中一點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的部分電場(chǎng)線如圖所示，分別標(biāo)記為1、2、3、4、5，且1、2和5、4分別關(guān)于3對(duì)稱.以電場(chǎng)線3上的某點(diǎn)為圓心畫一個(gè)圓，圓與各電場(chǎng)線的交點(diǎn)分別為a、b、c、d、e，則下列說法中正確的是( )a.電場(chǎng)強(qiáng)度eaecb.電勢(shì)bdc.將一正電荷由a點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功d.將一負(fù)電荷由b點(diǎn)移到e點(diǎn)，電勢(shì)能減小6.(2012宜賓模擬)如圖所示，在粗糙絕緣水平面上固定一點(diǎn)電荷q，從m點(diǎn)無初速釋放一帶有恒定負(fù)電荷的小物塊，小物塊在q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)靜止.則從m點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是( )a.小物塊所受電場(chǎng)力逐漸增大b.小物塊具有的電勢(shì)能逐漸增大c.q電場(chǎng)中m點(diǎn)的電勢(shì)高于n點(diǎn)的電勢(shì)d.小物塊電勢(shì)能的減少量等于克服摩擦力做的功7.(創(chuàng)新題)兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的o、m兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中a、n兩點(diǎn)的電勢(shì)為零，nd段中c點(diǎn)電勢(shì)最高，則( )a.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零b.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零c.nc間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向d.將一負(fù)點(diǎn)電荷從n點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功8.(創(chuàng)新題)如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中三點(diǎn)a、b、c是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，abc=cab=30，bc= m，已知電場(chǎng)線平行于abc所在的平面，一個(gè)電荷量q=-210-6 c的點(diǎn)電荷由a移到b的過程中，電勢(shì)能增加了1.210-5 j，由b移到c的過程中電場(chǎng)力做功610-6 j，下列說法正確的是( )a.b、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差ubc=3 vb.a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)c.負(fù)電荷由c點(diǎn)移到a點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能增加d.該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為1 v/m二、非選擇題(本大題共2小題，共28分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)9.(14分)如圖所示，在絕緣光滑水平面的上方存在著水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=2.010-3 kg、電量q=2.010-6 c的帶正電的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，從o點(diǎn)開始以一定的水平初速度向右做直線運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x=6.0t-10t2，式中x的單位為m，t的單位為s.不計(jì)空氣阻力，取g=10 m/s2.(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；(2)求帶電物體在00.5 s內(nèi)電勢(shì)能的變化量.10.(易錯(cuò)題)(14分)如圖所示，帶電荷量為q的正點(diǎn)電荷固定在傾角為30的光滑絕緣斜面底部的c點(diǎn)，斜面上有a、b兩點(diǎn)，且a、b和c在同一直線上，a和c相距為l，b為ac中點(diǎn).現(xiàn)將一帶電小球從a點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)帶電小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度正好又為零.已知帶電小球在a點(diǎn)處的加速度大小為，靜電力常量為k,求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的加速度大小.(2)b和a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差(用q和l表示).答案解析1.【解析】選d.由題意知，wac=-euac，為正功，故uac0，即ac，又因從a至c再到b，w電=0，所以a=b，故a=bc，則該電場(chǎng)可能是勻強(qiáng)電場(chǎng)，也可能是點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng).若電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則ab為等勢(shì)面，電場(chǎng)方向與ab垂直，方向由c指向o，a、b錯(cuò)誤；若電場(chǎng)是由位于o點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的，因?yàn)閛a=ob=oc，則a=b=c，故c錯(cuò)誤；若電場(chǎng)是由位于d點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷形成的，因?yàn)閐a=dbdc，所以a=bec，a正確；b=d，b錯(cuò)誤；uad0，正電荷由a點(diǎn)移到d點(diǎn)時(shí)，wad=uadq0，負(fù)電荷由b點(diǎn)移到e點(diǎn)時(shí)，wbe=ube(-q)0，即電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，d錯(cuò)誤.6.【解析】選d.因小物塊帶負(fù)電荷，從m點(diǎn)釋放后向n點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，故小物塊受到的庫(kù)侖力水平向左，故q帶負(fù)電荷，在由m到n的過程中，庫(kù)侖力逐漸減小，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故a、b均錯(cuò)誤；因電場(chǎng)方向由n指向m，故n點(diǎn)電勢(shì)比m點(diǎn)電勢(shì)高，c錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知，w電-wf=0，故電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功等于小物塊電勢(shì)能的減少量，等于克服摩擦力做的功，故d正確.7.【解析】選a.由題圖可知，由o點(diǎn)到m點(diǎn)，電勢(shì)一直降低，且圖線在a點(diǎn)的斜率也不為零，故a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不為零，而c點(diǎn)向n、向d兩個(gè)方向電勢(shì)均降低，說明c點(diǎn)兩側(cè)電場(chǎng)方向相反，且圖線在c點(diǎn)的切線斜率為零，故c點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零，故a正確，b錯(cuò)誤；由n到c電勢(shì)升高，故nc間電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向，c錯(cuò)誤；wnc=uncq，unc0，q0，而wcd=ucdq，ucd0，q0，所以wcd0，d錯(cuò)誤.【總結(jié)提升】由 -x圖象分析場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)的大小關(guān)系 (1)在 -x圖象中可以直接判斷各點(diǎn)電勢(shì)的大小，并可根據(jù)電勢(shì)大小關(guān)系確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向.(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于 -x圖線的斜率大小，電場(chǎng)強(qiáng)度為零處， -x圖線存在極值，其切線的斜率為零.(3)在 -x圖象中分析移動(dòng)電荷時(shí)電勢(shì)能的變化，可用wab=quab，分析wab的正負(fù)，然后作出判斷.8.【解析】選d.由w=qu和w=-ep(ep為電荷電勢(shì)能的增量)得，a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差uab= v=6 v，ubc=v=-3 v，a、b錯(cuò)；由uac=uab-ucb=uab+ubc得：uac=3 v，故c點(diǎn)電勢(shì)低于a點(diǎn)電勢(shì)，負(fù)電荷由c點(diǎn)移到a點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做正功，負(fù)電荷的電勢(shì)能減小，c錯(cuò)；如圖所示，d為ab中點(diǎn)，則udb=3 v，db=3 m，電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，因此電場(chǎng)線與ab平行，場(chǎng)強(qiáng)e= =1 v/m，d正確.【變式備選】空間有平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng).一電荷量為-q的質(zhì)點(diǎn)(重力不計(jì))，在恒定拉力f的作用下沿虛線由m勻速運(yùn)動(dòng)到n，如圖所示，已知力f和mn間夾角為，mn間距離為d，則( )a.mn兩點(diǎn)的電勢(shì)差為b.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為c.帶電質(zhì)點(diǎn)由m運(yùn)動(dòng)到n的過程中，電勢(shì)能減少了fdcosd.若要使帶電質(zhì)點(diǎn)由n向m做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則f必須反向【解析】選a.由于帶電質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故電場(chǎng)力與拉力f大小相等，方向相反，故場(chǎng)強(qiáng)大小e=.帶電質(zhì)點(diǎn)由m到n，電場(chǎng)力做功wmn=-fdcos.故電勢(shì)差umn= =，而電勢(shì)能是增加的，故a對(duì),b、c錯(cuò).若要使帶電質(zhì)點(diǎn)由n向m做勻速直線運(yùn)動(dòng)，f和電場(chǎng)力仍平衡，故d錯(cuò).9.【解析】(1)由x=6.0t-10t2得加速度大小為：a=20 m/s2(2分)根據(jù)牛頓第二定律：eq=ma(2分)解得場(chǎng)強(qiáng)大小為：e=2.0104 n/c(1分)電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左(1分)(2)由x=6.0t-10t2得初速度大小為：v0=6.0 m/s減速時(shí)間：t1= =0.3 s(1分)0.3 s內(nèi)經(jīng)過的路程x1=v0t1-=0.9 m(2分)后0.2 s物體做反向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過的路程x2=0.4 m(2分)物體在0.5 s內(nèi)發(fā)生的位移為x=0.9 m-0.4 m=0.5 m，方向向右.(1分)電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加ep=qex=210-2 j(2分)答案：(1)2.0104 n/c 方向水平向左