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文檔簡介

人教版物理高二選修3-1第1章第4節(jié)電勢能和電勢同步檢測卷一、選擇題1.如圖所示,在y軸上關(guān)于O點對稱的A、B兩點有等量同種點電荷+Q,在x軸上C點有點電荷-Q且CO=OD,∠ADO=60°.下列判斷正確的是()A.O點電場強度為零B.D點電場強度為零C.若將點電荷+q從O移向C,電勢能增大D.若將點電荷-q從O移向C,電勢能增大答案:BD解析:解答:

根據(jù)對稱性和疊加原理,O點有三個場強矢量疊加,其中A、B兩點的電荷在O點的場強矢量等大反向,矢量和為零,即O點的電場強度等于C點電荷在該處的場強;D點有三個場強矢量,方向分布互為120°,故合場強為零,選項A錯,B對;由于D點場強為零,作為分界點,D的左邊場強方向向左,右邊方向向右.則將點電荷+q從O移向C的過程中,靜電力的方向跟移動方向相同,靜電力做正功,電勢能減小;將點電荷-q從O移向C的過程中,靜電力的方向跟移動方向相反,靜電力做負功,電勢能增加.選項C錯,D對;故選BD分析:靜電力做正功,電勢能減小;靜電力做負功,電勢能增加;電場強度為矢量,場強疊加滿足平行四邊形定則。2.三個點電荷電場的電場線分布如圖所示,圖中a、b兩點處的場強大小分別為Ea、Eb,電勢分別為φa、φb則()A.Ea>Eb,φa>φb B.Ea<Eb,φa<φbC.Ea>Eb,φa<φb D.Ea<Eb,φa>φb答案:C解析:解答:由圖可以看出a處電場線更密,所以Ea>Eb,所以BD錯誤;根據(jù)對稱性,a處的電勢應(yīng)與右側(cè)負電荷附近對稱點的電勢相等,再根據(jù)沿電場線方向電勢降低可以判定φb>φa,故C項正確。故選C

分析:電場線越密的地方場強越大,沿電場線方向電勢降低。3.在靜電場中,將一正電荷從a點移到b點,電場力做了負功,則()A.b點的電場強度一定比a點大B.電場線方向一定從b指向aC.b點的電勢一定比a點高D.該電荷的動能一定減小答案:C解析:解答:

電場力做負功,該電荷電勢能增加,正電荷在電勢高處電勢能較大,C正確;電場力做負功同時電荷可能還受其他力作用,總功不一定為負。由動能定理可知,動能不一定減小,D錯;電勢高低與場強大小無必然聯(lián)系,A錯;b點電勢高于a點,但a、b可能不在同一條電場線上,B錯;故選C分析:靜電力做正功,電勢能減??;靜電力做負功,電勢能增加;電勢高低與場強大小無必然聯(lián)系,沿電場線方向電勢降低。4.如圖所示,在一個粗糙水平面上,彼此靠近地放置兩個帶同種電荷的小物塊.由靜止釋放后,兩個物塊向相反方向運動,并最終停止.在物塊的運動過程中,下列表述正確的是()A.兩個物塊的電勢能逐漸減少B.物塊受到的庫侖力不做功C.兩個物塊的機械能守恒D.物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力答案:A解析:解答:兩物塊之間的庫侖力對兩物塊均做正功,電勢能減少,A對,B錯;兩物塊的重力勢能不變,動能先增后減,故機械能不守恒,C錯;物塊先加速后減速,故庫侖力先大于摩擦力,但隨著距離的增大,庫侖力逐漸減小,故后階段摩擦力大于庫侖力,D錯;故選A

分析:靜電力做正功,電勢能減少;勢能和動能之和等于機械能。5.如圖,一帶負電的粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中,在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡.M和N是軌跡上的兩點,其中M點在軌跡的最右邊.不計重力,下列表述正確的是()A.粒子在M點的速率最大B.粒子所受電場力沿電場線方向C.粒子在電場中的加速度不變D.粒子在電場中的電勢能始終在增加答案:C解析:解答:由圖知該電場為勻強電場,因此帶電粒子受到的電場力方向恒定,大小不變,由牛頓第二定律F=ma可知加速度不變,因此C正確;由電荷運動軌跡與受力關(guān)系可判定電荷受力向左,B錯;由N到M電場力對粒子做負功,其速度應(yīng)減小,電勢能增加,所以電勢能在前段與后段不一樣,A、D錯;故選C分析:由牛頓第二定律F=ma判斷加速度應(yīng)該不變;靜電力做正功,電勢能減??;靜電力做負功,電勢能增加;作曲線運動的物體所受和外力指向曲線凹側(cè)。6.位于A、B處的兩個帶有不等量負電的點電荷在平面內(nèi)電勢分布如圖所示,圖中實線表示等勢線,則()A.a(chǎn)點和b點的電場強度相同B.正電荷從c點移到d點,電場力做正功C.負電荷從a點移到c點,電場力做正功D.正電荷從e點沿圖中虛線移到f點電勢能先減小后增大答案:CD解析:解答:a點和b點所在處的等勢線疏密程度不同,故兩處的場強不同,方向也不同,A錯;從c點到d點電勢升高,正電荷的電勢能增大,電場力做負功,B錯;從a點到c點、電勢升高,負電荷的電勢能減小,電場力做正功,C對;從e點沿虛線到f點,電勢先減小后增大,則正電荷的電勢能先減小后增大,D對。故選CD分析:等勢線疏密程度也能表示場強大小,等勢線越密場強越大,反之越小;電勢能,所以對負電荷而言,電勢升高,電勢能減小,電場力做正功,對正電荷而言,電勢升高,電勢能增大,電場力做負功。7.孤立點電荷電場中的一簇等勢面如圖中虛線所示,其電勢分別為φ1、φ2、φ3,其中A、B、C是某電場線與這簇等勢面的交點,且AB=BC.現(xiàn)將一負電荷由A移到B,電場力做正功W1;由B移到C,電場力做正功W2,則()A.W1=W2,φ1<φ2<φ3B.W1=W2,φ1>φ2>φ3C.W1>W(wǎng)2,φ1<φ2<φ3D.W1<W2,φ1>φ2>φ3答案:C解析:解答:由電場力做正功可知,負電荷受電場力向右,電場線方向向左,所以場源電荷為負電荷在左側(cè),則AB間場強比BC間強,電場力做功多,即W1>W(wǎng)2.沿電場線電勢降低,則有φ1<φ2<φ3。故選C分析:根據(jù)電場力做功判斷電場線方向,從而確定場源電荷位置,靠近場源電荷越近,場強越強;沿電場線方向電勢降低。8.設(shè)電荷只受電場力的作用,則下列說法正確的是()A.負電荷只能朝著電勢能減小的地方運動B.正電荷只能朝著電勢低的地方運動C.初速度為零的負電荷一定朝著電勢能增大的地方運動D.初速度為零的正電荷一定朝著電勢降低的地方運動答案:D解析:解答:電荷初速度為零時,運動方向由所受靜電力的方向決定,負電荷大體是逆著電場強度的方向運動,靜電力做正功,電勢能減小,正電荷順著電場強度的方向運動,沿著運動的方向,電勢降低,C錯誤、D正確;電荷初速度不為零時,運動方向由初速度方向和所受靜電力的方向決定,可能做加速運動,也可能做減速運動,可能朝電勢低的地方運動,也可能朝電勢高的地方運動,A、B錯誤。故選D分析:電荷初速度為零時,運動方向由所受靜電力的方向決定,負電荷大體是逆著電場強度的方向運動,靜電力做正功,電勢能減小,正電荷順著電場強度的方向運動,沿著運動的方向,電勢降低,可能朝電勢低的地方運動,也可能朝電勢高的地方運動。9.一點電荷僅受電場力作用,由A點無初速度釋放,沿直線先后經(jīng)過電場中的B點和C點.如圖所示,點電荷在A、B、C三點的電勢能分別用EA、EB和EC表示,則EA、EB、EC間的關(guān)系可能是()A.EA>EB>EC或EA>EC>EBB.EA<EB<EC或EA<EC<EBC.EA<EC<EB或EA>EB>ECD.EA>EC>EB或EA<EB<EC答案:A解析:解答:由于是由A點無初速度釋放,所以只有兩種情況:若電場力一直做正功,則電勢能減少;若電場力先做正功再做負功,則電勢能先減少后增加,A正確。故選A分析:若電場力一直做正功,則電勢能減少;若電場力先做正功再做負功,則電勢能先減少后增加。10.如圖所示,在矩形ABCD的AD邊和BC邊的中點M和N處各放一個點電荷,它們帶等量異種電荷.E、F分別是AB邊和CD邊的中點,P、Q兩點在MN的連線上,且MP=QN,則電場強度和電勢都相同的兩點是()A.E和FB.P和QC.A和BD.C和D答案:A解析:解答:

由等量異種點電荷形成的電場特點知E、F兩點的電場強度和電勢都相同,;P、Q兩點的電場強度相同,但P點的電勢比Q點的高;A、B兩點的電場強度的大小相等,但方向不同,若無窮遠處電勢為0,則A點的電勢為正,B點的電勢為負,A點的電勢高于B點,同理D、C兩點的場強和電勢也不同。故選A分析:E、F兩點在一等勢面上,且E、F電場強度大小相等,方向都水平向右。11.如圖所示,在足夠大的光滑絕緣水平面內(nèi)有一帶正電的點電荷a(圖中未畫出),與a帶同種電荷的質(zhì)點b僅在a的庫侖力作用下,以初速度v0(沿MP方向)由M點運動到N點,到N點時速度大小為v,且v<v0,則下列說法錯誤的是()A.a(chǎn)電荷一定在虛線MP下方B.b電荷在M點、N點的加速度大小可能相等C.b電荷在M點的電勢能小于在N點的電勢能D.b電荷從M點到N點的過程中,a電荷對其做的總功為負值答案:B解析:解答:

合外力應(yīng)指向軌道凹側(cè),因為帶同種電荷,a電荷一定在虛線MP下方,故A對;由v<v0可知,電荷b從M到N電場力對其做負功,選項C、D對;N點距點電荷a近,受到的電場力大,所以b電荷在M點的加速度小于在N點的加速度,故B錯。故選B分析:根據(jù)電荷運動軌跡可知合外力應(yīng)指向軌道凹側(cè),距場源電荷越近,電荷所受電場力越大,則加速度越大。12.如圖所示,P、Q是兩個電荷量相等的正的點電荷,它們連線的中點是O,A、B是中垂線上的兩點,eq\x\to(OA)<eq\x\to(OB),用EA、EB、φA、φB分別表示A、B兩點的場強和電勢,則()A.EA一定大于EB,φA一定大于φBB.EA不一定大于EB,φA一定大于φBC.EA一定大于EB,φA不一定大于φBD.EA不一定大于EB,φA不一定大于φB答案:B解析:解答:

在兩個點電荷P、Q產(chǎn)生的電場中,某一點的場強等于P、Q分別在該點產(chǎn)生的場強的矢量和,由點電荷場強計算公式知兩點電荷連線中點O和無窮遠處的場強均為零,而A、B處場強是兩正點電荷分別在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和,所以從O點起沿中垂線到無窮遠處場強先增大后減小,因A、B具體位置不確定,所以其場強大小關(guān)系不確定.假設(shè)一正點電荷從O點移動到B點,其受力方向始終沿OB方向,所以φA>φB,綜上所述,選項B正確。故選B分析:兩同種點電荷的場強從O點起沿中垂線到無窮遠處場強先增大后減小,沿OB方向,電勢降低。13.如圖所示,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動軌跡,粒子先經(jīng)過M點,再經(jīng)過N點,可以判定()A.M點的電勢小于N點的電勢B.粒子在M點的電勢能小于在N點的電勢能C.粒子在M點的速度大于在N點的速度D.粒子在M點的加速度小于在N點的加速度答案:D解析:解答:沿電場線方向電勢降低,所以A錯;由M到N電場力做正功,電勢能減小,動能增加,所以B、C錯;電場線越密的地方電場強度越大,同一粒子所受電場力越大,由,故電場線越密的地方加速度越大,故D對;故選D分析:靜電力做正功,電勢能減??;靜電力做負功,電勢能增加;電場線越密的地方電場力越大,加速度越大。14.如圖所示,虛線為某點電荷電場的等勢面,現(xiàn)有兩個比荷(即電荷量與質(zhì)量之比)相同的帶電粒子(不計重力)以相同的速率從同一等勢面的a點進入電場后沿不同的軌跡1和2運動,則可判斷()A.兩個粒子電性相同B.經(jīng)過b、d兩點時,兩粒子的加速度相同C.經(jīng)過b、d兩點時,兩粒子的速率相同D.經(jīng)過c、e兩點時,兩粒子的速率相同答案:D解析:解答:

因軌跡是曲線,類比勻速圓周運動,合力指向圓心,可知粒子1受斥力,粒子2受引力,兩個粒子的電性不同,A錯誤;設(shè)帶電粒子距點電荷的距離為r,點電荷帶電荷量為Q,則粒子運動的加速度大小為,在b、d兩點時,兩者加速度大小相同,但是方向不同,B錯誤;粒子1受斥力,從a到b過程中,電場力和運動方向成鈍角,做負功,動能減??;粒子2受引力,從a到d過程中,電場力和運動方向始終成銳角,做正功,動能增加;又兩粒子初速度大小相同,則兩粒子經(jīng)過b、d兩點時的速率不相同,C錯誤;a、c、e三點在同一等勢面上,則從a分別到c、e時,動能相同,速率相同,D正確;故選D分析:電荷在等勢面上運動,電場力不做功。15.在空間中的A、B兩點固定著一對等量同種電荷,如圖所示,有一帶電微粒在它們產(chǎn)生的電場中運動,設(shè)帶電微粒在運動過程中只受到電場力的作用,則帶電微粒所做的運動可能是()A.勻變速直線運動或往復(fù)運動B.勻速圓周運動或拋物線運動C.拋物線運動或往復(fù)運動D.往復(fù)運動或勻速圓周運動答案:D解析:解答:在以A、B連線的中點O為圓,垂直于A、B的連線的方向上,如果給帶電粒子適當大小的沿切線方向的速度,帶電粒子是可能做勻速圓周運動。故選D分析:分析時很容易只局限于在紙平面內(nèi)思考,需要考慮到電場分布的空間性及對稱性。二、填空題16.靜電場是周圍空間存在的一種物質(zhì);通常用來描述電場的能的性質(zhì)。答案:靜止電荷|電勢解析:解答:靜電場是

是周圍空間存在的一種物質(zhì);電勢是表征電場的能的性質(zhì)的物理量。分析:本題考查物理概念,意在考查考生的識記情況,屬于是容易題。17.如圖所示,帶箭頭的線表示某一電場的電場線.在電場力作用下,一帶電粒子(不計重力)經(jīng)A點飛向B點,徑跡如圖中虛線所示,試判斷:粒子帶電;粒子在點加速度大;粒子在點動能大;A、B兩點相比,點電勢高.答案:負|B|A|A解析:解答:

(1)由粒子運動軌跡可知,粒子帶負電;(2)B點的電場線密集,故場強較大,粒子所受的電場力較大,故粒子在B點加速度大;(3)粒子從A到B電場力做負功,故動能減小,故在A點動能大;(4)順著電場線電勢降低,故A、B兩點相比,A點電勢高。分析:靜電力做正功,電勢能減?。混o電力做負功,電勢能增加;曲線運動的物體所受合力指向曲線凹側(cè),正電荷所示電場力與電場方向相同,負電荷所受電場力與電場方向相反。18.如圖所示,在平行金屬帶電極板MN電場中將電荷量為-4×10-6C的點電荷從A點移到M板,電場力做負功8×10-4J,把該點電荷從A點移到N板,電場力做正功為4×10-4J,N板接地。則A點的電勢是.②M板的電勢是.答案:-100V|-300V解析:解答:

(1)因為N板接地,所以,故根據(jù)把該點電荷從A點移到N板,電場力做正功,所以,由可得,因為,故(2)A點移到M板,電場力做負功8×10-4J,可得,而,故,分析:電場力做功,電勢差等于電勢之差,有正負,但是表示方向,表示電勢的高低。19.將一個電荷量為1.0×10-8C的正電電荷從電場中的A點移到B點,電場力做的功為2.4×10-6J,則A.B間的電勢差為UAB=V,A.B兩點中點的電勢高。答案:240V|A解析:解答:

,電勢差為正,故A點電勢高于B點電勢。分析:利用計算電勢差,如果為正表示A點電勢高于B點電勢,如果為負,A點電勢低于B點電勢。20.A、B、C、D是勻強電場中一正方形的四個頂點。已知A、B、C三點的電熱分別為UA=15V,UB=3V,UC=-3V。則D點的電勢UD=.答案:9V解析:解答:過A點作出垂直于BE的有向線段,由高電勢點A直向BE,如圖中紅線所示,即為電場線。連接BE,則BE為一條等勢線,根據(jù)幾何知識可知,,則DF也是一條等勢線,,又,所以所以D點電勢。分析:勻強電場中,沿著任意方向每前進相同的距離,電勢變化都相等,故連接AC,將AC三等分,標上三等分點E、F,則根據(jù)勻強電場中沿電場線方向相等距離,電勢差相等可知,E點的電勢為3V,F(xiàn)點的電勢為9V。三、計算題21.將帶電荷量為1×10-8C的電荷,從無限遠處移到電場中的A點,要克服靜電力做功1×10-6(1)電荷的電勢能是增加還是減少?電荷在A點具有多少電勢能?答案:靜電力做負功,電荷的電勢能增加,因無限遠處電勢能為零,因為,所以電荷在A點具有的電勢能;(2)A點的電勢是多少?答案:A點的電勢為;解析:解答:

(1)靜電力做負功,電荷的電勢能增加,因無限遠處電勢能為零,因為,所以電荷在A點具有的電勢能;(2)A點的電勢為;分析:電場力做的功等于電勢能的減少量即,電勢能。22.如圖所示,一質(zhì)量為m、帶有電荷量-q的小物體,可以在水平軌道Ox上運動,O端有一與軌道垂直的固定墻.軌道處于勻強電場中,場強大小為E,方向沿Ox軸正方向,小物體以速度v0從x0點沿Ox軌道運動,運動時受到大小不變的摩擦力Ff作用,且Ff<qE.設(shè)小物體與墻圖碰撞時不損失機械能,且電荷量保持不變,求它在停止運動前所通過的總路程.答案:

電場力做功與路徑無關(guān),滑動摩擦力始終做負功,由于Ff<qE,小物體最終停留在O端.由動能定理得:eq\f(2qEx0+mv\o\al(2,0),2Ff)所以解析:解答:

電場力做功與路徑無關(guān),滑動摩擦力始終做負功,由于Ff<qE,小物體最終停留在O端.由動能定理得:eq\f(2qEx0+mv\o\al(2,0),2Ff)所以分析:電場力做功與路徑無關(guān),只與初末位置有關(guān)。23.如圖所示,在場強為E的水平勻強電場中,一根長為l的絕緣桿,兩端分別固定著帶有電荷量+q和-q的小球(大小不計).現(xiàn)讓絕緣桿繞中點O逆時針轉(zhuǎn)動α角,求轉(zhuǎn)動中帶電小球克服電場力所做的功.答案:

帶電小球的初、末位置沿電場線方向的距離均d=(1-cosα)每個帶電小球克

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