導(dǎo)與練2016屆高考物理(浙江專用)一輪課后鞏固訓(xùn)練：1.1描述運(yùn)動(dòng)的基本概念 (25)

1、第課時(shí)電勢(shì)電勢(shì)差電勢(shì)能【測(cè)控導(dǎo)航】知識(shí)點(diǎn)題號(hào)1.靜電力做功與電勢(shì)能1、2、3、4、82.電勢(shì)、等勢(shì)面6、9、103.力、電綜合問(wèn)題5、7、11、12一、單項(xiàng)選擇題1.(2013山西預(yù)練考)如圖所示,在真空中,ab、cd是圓O的兩條直徑,在a、b兩點(diǎn)分別固定有電荷量為+Q和-Q的點(diǎn)電荷,下列說(shuō)法正確的是(D)A.c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同,電勢(shì)也相同B.c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,但電勢(shì)相同C.將一個(gè)正試探電荷從c點(diǎn)沿直線移動(dòng)到d點(diǎn),動(dòng)能不變D.一個(gè)正試探電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能大于它在d點(diǎn)的電勢(shì)能解析:c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,但方向不同,兩點(diǎn)的電勢(shì)也不同,c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn),所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;因?yàn)?/p>

2、c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)不同,所以將一個(gè)正試探電荷從c點(diǎn)沿直線移動(dòng)到d點(diǎn),靜電力做功不為零,動(dòng)能發(fā)生變化,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因?yàn)閏點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn),所以正試探電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能大于它在d點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)D正確.靜電力做功改變了電勢(shì)能,而合力的功改變了動(dòng)能.2.(2012北京豐臺(tái)高三上學(xué)期期末)如圖所示的三條相互平行、距離相等的虛線分別表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,電勢(shì)分別為7 V、14 V、21 V,實(shí)線是一帶電粒子(不計(jì)重力)在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡,下列說(shuō)法正確的是(A) A.粒子一定帶負(fù)電荷,且粒子在a、b、c三點(diǎn)所受合力相同B.粒子運(yùn)動(dòng)徑跡一定是abcC.粒子在三點(diǎn)的動(dòng)能大小為Ekb>Eka>Ekc

3、D.粒子在三點(diǎn)的電勢(shì)能大小為Epc>Epa>Epb解析:由等勢(shì)面特點(diǎn)可知,該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),粒子所受靜電力方向指向高電勢(shì),與電場(chǎng)方向相反,故該粒子帶負(fù)電,選項(xiàng)A正確;由運(yùn)動(dòng)軌跡不能判斷出該帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;負(fù)電荷在b點(diǎn)的電勢(shì)能最大,動(dòng)能最小,故應(yīng)有Epb>Epa>Epc,由能量守恒可知Ekb<Eka<Ekc,選項(xiàng)C、D均錯(cuò)誤.3.(2013日照高三模擬)如圖所示,在圓心O處固定一正點(diǎn)電荷,現(xiàn)從P點(diǎn)以相同的速率發(fā)射兩個(gè)檢驗(yàn)電荷a、b,分別沿PM、PN運(yùn)動(dòng)到M、N兩點(diǎn),M、N都在以O(shè)為圓心的圓上.若檢驗(yàn)電荷a、b的質(zhì)量、電荷量均相等,則下列判斷正

4、確的是(A) A.a帶負(fù)電,b帶正電B.P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)C.a、b到達(dá)M、N時(shí)兩粒子速率相等D.a、b電荷電勢(shì)能都減少解析:據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡可知,a受到圓心處正點(diǎn)電荷的吸引作用,而b受到排斥作用,所以a帶負(fù)電,b帶正電,故選項(xiàng)A正確;P點(diǎn)離場(chǎng)源點(diǎn)電荷較M點(diǎn)遠(yuǎn),所以場(chǎng)強(qiáng)較小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;a到達(dá)M的過(guò)程中,靜電力先做正功后做負(fù)功,但總功為正值,所以a的速率變大,而b到達(dá)N的過(guò)程中,靜電力做的總功為負(fù)值,所以其速率減小,a到達(dá)M時(shí)的速率較大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;a的速率變大,電勢(shì)能減少,而b的速率變小,電勢(shì)能增加,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4. (2013福州一中高三模擬)如圖(甲)所示,Q1、Q2為兩個(gè)被固定的點(diǎn)電荷,

5、其中Q1帶負(fù)電,a、b兩點(diǎn)在它們連線的延長(zhǎng)線上.現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)(粒子只受靜電力作用),粒子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為va、vb,其速度圖象如圖(乙)所示.以下說(shuō)法中正確的是(C)A.Q2一定帶負(fù)電B.Q2的電荷量一定大于Q1的電荷量C.b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零D.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,粒子的電勢(shì)能先減小后增大解析:因?yàn)関t圖象的斜率表示加速度,根據(jù)題圖(乙)可知,粒子在b點(diǎn)的加速度為零,其所受靜電力也為零,b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零,選項(xiàng)C正確;要使b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,Q1、Q2必帶異種電荷,所以Q2一定帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;Q1、Q2單獨(dú)存在時(shí)在b點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)

6、強(qiáng)必等大反向,再考慮到Q1到b點(diǎn)的距離較大可知,Q1的電荷量一定大于Q2的電荷量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變,考慮到其動(dòng)能先減小后增大,其電勢(shì)能一定是先增大后減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.5.(2013江蘇無(wú)錫期末)如圖所示,在一個(gè)粗糙的絕緣水平面上,彼此靠近地放置兩個(gè)帶正電荷的小物塊.由靜止釋放后,兩個(gè)物塊向相反方向運(yùn)動(dòng),并最終停止.在物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下列表述正確的是(D)A.物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫(kù)侖力B.物塊先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),再做勻減速運(yùn)動(dòng)C.因摩擦力始終做負(fù)功,故兩物塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能一直減少D.整個(gè)過(guò)程中物塊受到的庫(kù)侖力做的功等于電勢(shì)能的減少解析:剛

7、開始,靜電力大于摩擦力,物塊做加速運(yùn)動(dòng),隨著間距變大,靜電力變小,而摩擦力不變,其合力變小,加速度也變小,物塊做的是加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)靜電力減小到等于摩擦力時(shí),合力為零,加速度為零,速度最大,之后,靜電力小于摩擦力,物塊做加速度逐漸變大的減速運(yùn)動(dòng),綜上分析,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;整個(gè)過(guò)程中,摩擦力始終做負(fù)功,靜電力始終做正功,兩物塊的速度先增大后減小,其機(jī)械能先增大后減小,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;靜電力做的功是電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度,所以整個(gè)過(guò)程中物塊受到的庫(kù)侖力做的功等于電勢(shì)能的減少,選項(xiàng)D正確.6.(2012威海一模)一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷僅在靜電力作用下由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的vt圖象如圖所示,其

8、中ta和tb是電荷在電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的時(shí)刻.下列說(shuō)法中正確的是(C)A.該電荷由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),靜電力做負(fù)功B.a點(diǎn)處的電場(chǎng)線比b點(diǎn)處的電場(chǎng)線密C.a、b兩點(diǎn)電勢(shì)的關(guān)系為a<bD.該電荷一定做曲線運(yùn)動(dòng)解析:該電荷由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),速度增大,靜電力做正功,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于a點(diǎn)的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度切線斜率小于b點(diǎn)的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度切線斜率,所以該電荷在電場(chǎng)中a點(diǎn)的加速度小于在電場(chǎng)中b點(diǎn)的加速度,a點(diǎn)處的電場(chǎng)線比b點(diǎn)處的電場(chǎng)線疏,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)電荷的動(dòng)能和電勢(shì)能保持不變,電荷在a、b兩點(diǎn)電勢(shì)能關(guān)系是在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能,a、b兩點(diǎn)電勢(shì)的關(guān)系為a<b,選項(xiàng)C正確;帶負(fù)電的點(diǎn)電荷僅在

9、靜電力作用下可能做直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.7.(2013浙江臺(tái)州期末評(píng)估)如圖所示,虛線是兩個(gè)等量點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線,一不計(jì)重力的帶電粒子從a點(diǎn)射入電場(chǎng)后沿圖中的實(shí)線運(yùn)動(dòng),b點(diǎn)是其運(yùn)動(dòng)軌跡上的另一點(diǎn),則下列判斷正確的是(A)A.由a到b的過(guò)程中靜電力對(duì)帶電粒子做正功B.由a到b的過(guò)程中帶電粒子的動(dòng)能減小C.若粒子帶正電,兩等量點(diǎn)電荷均帶正電D.若粒子帶負(fù)電,a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)解析:該帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡處在速度方向與合外力方向之間,并且合外力指向軌跡的凹側(cè),考慮到電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直,可畫出靜電力的大致方向,如圖箭頭所示,可見,在由a到b的過(guò)程中靜電力與運(yùn)動(dòng)方向間的夾角

10、小于90°,靜電力對(duì)帶電粒子做正功,粒子的動(dòng)能增大,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;若粒子帶正電,根據(jù)其靜電力方向可知,左邊的電荷帶正電荷,右邊電荷帶等量負(fù)電荷,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因?yàn)椴还茉摿Ｗ訋д娺€是負(fù)電,該粒子由a到b的過(guò)程中靜電力均做正功,電勢(shì)能減小,所以a點(diǎn)電勢(shì)均低于b點(diǎn)電勢(shì),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.因靜電力做功與路徑無(wú)關(guān),全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí),不用計(jì)算靜電力做的功.但是滑動(dòng)摩擦力做功與運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān),要用物體運(yùn)動(dòng)的路程與滑動(dòng)摩擦力的乘積計(jì)算.二、不定項(xiàng)選擇題8.一不計(jì)重力的帶電粒子q從A點(diǎn)射入一正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則(AC)A.粒子q帶負(fù)電B.粒子q的加速度先變小后變大C.粒子q的電勢(shì)

11、能先變小后變大D.粒子q的動(dòng)能一直變大解析:由帶電粒子q的運(yùn)動(dòng)軌跡可知,該粒子受到庫(kù)侖引力作用,故粒子q帶負(fù)電,A正確;粒子q在靠近正點(diǎn)電荷的過(guò)程中,受到的庫(kù)侖力增大,速度增大,電勢(shì)能減小,在遠(yuǎn)離正點(diǎn)電荷的過(guò)程中,受到的庫(kù)侖力減小,速度減小,電勢(shì)能增大,故C項(xiàng)正確,B、D兩項(xiàng)錯(cuò).9.(2013年山東理綜)如圖所示,在x軸上相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q、-Q,虛線是以+Q所在點(diǎn)為圓心、L/2為半徑的圓,a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn),其中a、c兩點(diǎn)在x軸上,b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱.下列判斷正確的是(ABD)A.b、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同B.四個(gè)點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低C.b、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度

12、相同D.將一試探電荷+q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn),+q的電勢(shì)能減小解析:等量異種電荷+Q、-Q的電場(chǎng)線及等勢(shì)線的分布如圖所示.由于b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱,故b、d兩點(diǎn)電勢(shì)相同,選項(xiàng)A正確;a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中,只有c點(diǎn)電勢(shì)為零,其余各點(diǎn)的電勢(shì)均大于零,故選項(xiàng)B正確;b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是點(diǎn)電荷+Q和-Q在此兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的合電場(chǎng)強(qiáng)度,大小相等,方向不同,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;將一正的試探電荷沿圓周由a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中,由于a點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì),靜電力對(duì)試探電荷+q做正功,故該電荷的電勢(shì)能減小,選項(xiàng)D正確.10.(2012青島一模)水平線上的O點(diǎn)放置一點(diǎn)電荷,圖中畫出電荷周圍對(duì)稱分布的幾條電場(chǎng)線,如圖

13、所示.以水平線上的某點(diǎn)O'為圓心,畫一個(gè)圓,與電場(chǎng)線分別相交于a、b、c、d、e,則下列說(shuō)法中正確的是(BC)A.b、e兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.a點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)C.b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于e、d兩點(diǎn)間電勢(shì)差D.電子沿圓周由d到b,靜電力做正功解析:b、e兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同方向不相同, 選項(xiàng)A錯(cuò)誤;a點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì),選項(xiàng)B正確;圖中d、c兩點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上,e、b兩點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上,所以b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于e、d兩點(diǎn)間電勢(shì)差,選項(xiàng)C正確;電子沿圓周由d到b,靜電力做負(fù)功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.三、非選擇題11.(2013山西大同月考)如圖所示,在絕緣水平面上,相距為L(zhǎng)的A、B兩點(diǎn)處分

14、別固定著兩個(gè)等量正電荷.a、b是AB連線上兩點(diǎn),其中Aa=Bb=L/4,a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等,O為AB連線的中點(diǎn).一質(zhì)量為m帶電荷量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動(dòng)能E0從a點(diǎn)出發(fā),沿AB直線向b運(yùn)動(dòng),其中小滑塊第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的n倍(n > 1),到達(dá)b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能恰好為零,小滑塊最終停在O點(diǎn),求: (1)小滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)Ob兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UOb;(3)小滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程s.解析:(1)由Aa=Bb=L4,O為AB連線的中點(diǎn)得:a、b關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,則Uab=0設(shè)小滑塊與水平面間的摩擦力大小為Ff,對(duì)于滑塊從ab過(guò)程,由動(dòng)能定理得:q·Uab-Ff

15、·L2=0-E0而Ff=mg由式得:=2E0mgL.(2)對(duì)于滑塊從Ob過(guò)程,由動(dòng)能定理得:q·UOB-Ff·L4=0-nE0由式得UOb=-(2n-1)E02q.(3)對(duì)于小滑塊從a開始運(yùn)動(dòng)到最終在O點(diǎn)停下的整個(gè)過(guò)程,由動(dòng)能定理得:q·UaO-Ff·s=0-E0而UaO=-UOb=(2n-1)E02q由式得:s=2n+14L.答案:(1)2E0mgL(2)-(2n-1)E02q(3)2n+14L12.(2013年浙江理綜)“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測(cè)板組成.偏轉(zhuǎn)器是由兩個(gè)相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心金屬半球面A

16、和B構(gòu)成,A、B為電勢(shì)值不等的等勢(shì)面,其過(guò)球心的截面如圖所示.一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動(dòng)能從偏轉(zhuǎn)器左端M板正中間小孔垂直入射,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域,最后到達(dá)偏轉(zhuǎn)器右端的探測(cè)板N,其中動(dòng)能為Ek0的電子沿等勢(shì)面C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)N板的正中間.忽略電場(chǎng)的邊緣效應(yīng). (1)判斷半球面A、B的電勢(shì)高低,并說(shuō)明理由;(2)求等勢(shì)面C所在處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;(3)若半球面A、B和等勢(shì)面C的電勢(shì)分別為A、B和C,則到達(dá)N板左、右邊緣處的電子,經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)前、后的動(dòng)能改變量Ek左和Ek右分別為多少?(4)比較|Ek左|和|Ek右|的大小,并說(shuō)明理由.解析:(1)電子(帶負(fù)電)做圓周運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力方向指向球心,電場(chǎng)方向從B指向A,半球面B的電勢(shì)高于A.(2)據(jù)題意,電子在電場(chǎng)力作用下做圓周運(yùn)動(dòng),