第3節(jié)綜合拔高練1

第3節(jié)綜合拔高練五年選考練考點(diǎn)1電勢(shì)差與場強(qiáng)的關(guān)系1.(2018課標(biāo)Ⅰ,21,6分,)(多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面,已知平面b上的電勢(shì)為2V。一電子經(jīng)過a時(shí)的動(dòng)能為10eV,從a到d的過程中克服靜電力所做的功為6eV。下列說法正確的是()A.平面c上的電勢(shì)為零B.該電子可能到達(dá)不了平面fC.該電子經(jīng)過平面d時(shí),其電勢(shì)能為4eVD.該電子經(jīng)過平面b時(shí)的速率是經(jīng)過d時(shí)的2倍2.(2018課標(biāo)Ⅱ,21,6分,)(多選)如圖,同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場中,電場方向與此平面平行,M為a、c連線的中點(diǎn),N為b、d連線的中點(diǎn)。一電荷量為q(q>0)的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),其電勢(shì)能減小W1;若該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),其電勢(shì)能減小W2。下列說法正確的是()A.此勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向一定與a、b兩點(diǎn)連線平行B.若該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),則靜電力做功一定為WC.若c、d之間的距離為L,則該電場的場強(qiáng)大小一定為WD.若W1=W2,則a、M兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差一定等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差3.(2017課標(biāo)Ⅲ,21,6分,)(多選)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示,三點(diǎn)的電勢(shì)分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是()A.電場強(qiáng)度的大小為V/cmB.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為1VC.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低7eVD.電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),靜電力做功為9eV考點(diǎn)2電場中的圖像問題4.(2017課標(biāo)Ⅰ,20,6分,)(多選)在一靜止點(diǎn)電荷的電場中,任一點(diǎn)的電勢(shì)φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)φa已在圖中用坐標(biāo)(ra,φa)標(biāo)出,其余類推。現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過程中,靜電力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項(xiàng)正確的是()a∶Eb=4∶1 c∶Ed=2∶1ab∶Wbc=3∶1 bc∶Wcd=1∶35.(2017江蘇單科,8,4分,)(多選)在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2,其靜電場的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的有()1和q2帶有異種電荷1處的電場強(qiáng)度為零C.負(fù)電荷從x1移到x2,電勢(shì)能減小D.負(fù)電荷從x1移到x2,受到的靜電力增大三年模擬練應(yīng)用實(shí)踐1.(2020四川蓉城名校聯(lián)盟高二上期中,)如圖所示,勻強(qiáng)電場中有一個(gè)邊長為6cm的等邊三角形,勻強(qiáng)電場的方向平行于三角形所在平面,A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為8V、-4V和2V,D為靠近A點(diǎn)的AB線段的三等分點(diǎn)。下列說法正確的是()A.電場強(qiáng)度大小為400V/mB.電場線方向與AB平行,且由B指向AC.電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能D.若將一電子從C點(diǎn)移至D點(diǎn),靜電力做功為-2eV2.(2020安徽樅陽高二上期中,)如圖所示,水平面內(nèi)有A、B、C、D、E、F六個(gè)點(diǎn),它們均勻分布在半徑為R=2cm的同一圓周上,空間有一方向與圓平面平行的勻強(qiáng)電場。已知A、C、E三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA=(2-3)V、φC=2V、φE=(2+3)V,下列判斷正確的是(易錯(cuò))A.電場強(qiáng)度的方向由A指向DB.電場強(qiáng)度的大小為1V/mC.該圓周上的點(diǎn)電勢(shì)最高為4VD.將電子沿圓周從D點(diǎn)移到F點(diǎn),靜電力做正功3.(2020山東臨沂高三月考,)兩點(diǎn)電荷q1、q2固定在x軸上的A、B兩點(diǎn),兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系圖像如圖所示,其中P點(diǎn)電勢(shì)最高,且xAP<xPB,則(深度解析)1和q2都是正電荷1的電荷量大于q2的電荷量C.在A、B之間將一負(fù)點(diǎn)電荷沿x軸從P點(diǎn)左側(cè)移到右側(cè),電勢(shì)能先減小后增大D.一點(diǎn)電荷只在靜電力作用下沿x軸從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),加速度逐漸變小4.(2020浙江嘉興一中高三期中,)如圖所示,勻強(qiáng)電場中扇形OAB的圓心角∠AOB=120°,半徑OA=2m,C點(diǎn)為AB弧的中點(diǎn),已知電場線平行于扇形所在的平面,將一個(gè)電荷量為1×10-7C的正點(diǎn)電荷q1由O點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)處(電勢(shì)為0),克服靜電力做功為5×10-7J,若將電荷量為2×10-7C的負(fù)點(diǎn)電荷q2由O點(diǎn)移到A點(diǎn),電勢(shì)能增加4×10-7J,將此負(fù)點(diǎn)電荷沿圓弧從A點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做功8×10-7J,則()A.電場強(qiáng)度大小為2V/m點(diǎn)電勢(shì)為5V點(diǎn)的電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì)D.電荷q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能為-2×10-7J遷移創(chuàng)新5.(2020北京八一學(xué)校高三開學(xué)摸底,)做功與路徑無關(guān)的力場叫作“勢(shì)場”,如圖甲所示為某勢(shì)場的場強(qiáng)E的大小隨x的分布,圖中E0為已知量。在該勢(shì)場中,一個(gè)質(zhì)點(diǎn)僅在場力作用下,以x=0為中心,沿x軸做周期性運(yùn)動(dòng)。已知質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m,受到的場力可表示為F=kE(k為常量),場力方向平行于x軸。取x=0點(diǎn)為O點(diǎn)。(1)請(qǐng)從力和加速度的角度,分析說明質(zhì)點(diǎn)在x>0區(qū)域和x<0區(qū)域的運(yùn)動(dòng)性質(zhì);(2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,場力做功引起勢(shì)能的變化。取O點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)。①請(qǐng)推導(dǎo)出勢(shì)能Ep與x的關(guān)系式,并在圖乙中畫出勢(shì)能Ep隨x變化的示意圖。②已知質(zhì)點(diǎn)的總能量為A,求質(zhì)點(diǎn)與O點(diǎn)間距離為x0(x0在運(yùn)動(dòng)區(qū)間內(nèi))時(shí),質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能Ek。

答案全解全析第3節(jié)綜合拔高練五年選考練1.AB本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng),能量的轉(zhuǎn)化與守恒等知識(shí)。電子從a到d的過程中克服電場力做功6eV,說明電場方向由a→f,且Uad=3Uab=3Ubc=3Ucd=3Udf=6V,故Uab=Ubc=Ucd=Udf=2V,又因?yàn)棣誦=2V,故φa=4V,φc=0V,φd=-2V,φf=-4V,可知A項(xiàng)正確。Eka=10eV,從a到f過程中,需克服電場力做功8eV,Eka>|W電|,因?yàn)椴恢离娮拥倪\(yùn)動(dòng)方向,故不能確定電子能否到達(dá)平面f,故B項(xiàng)正確。電子經(jīng)過平面d時(shí),其電勢(shì)能為2eV,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。經(jīng)過平面b時(shí)的動(dòng)能為8eV,經(jīng)過平面d時(shí)的動(dòng)能為4eV,又知Ek=12mv2,故vbvd=E2.BD本題考查靜電力做功與電勢(shì)能變化量的關(guān)系、勻強(qiáng)電場中U=Ed。根據(jù)靜電力做功與電勢(shì)能變化量的關(guān)系有W1=q(φa-φb)①,W2=q(φc-φd)②,WMN=q(φM-φN)③,根據(jù)勻強(qiáng)電場中“同一條直線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)間的距離成正比”的規(guī)律可知,UaM=UMc,即φa-φM=φM-φc,可得φM=φa+φc2④,同理可得φN=φb+φd2⑤,聯(lián)立①②③④⑤式可得:WMN=W1+W22,即B項(xiàng)正確。若W1=W2,則φa-φb=φc-φd,結(jié)合④⑤兩式可推出φa-φ3.ABDac垂直于bc,沿ca和cb兩方向的場強(qiáng)分量大小分別為E1=Ucaac=2V/cm、E2=UcbbcV/cm,根據(jù)矢量合成可知V/cm,A項(xiàng)正確;根據(jù)在勻強(qiáng)電場中平行線上等距同向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等,有φO-φa=φb-φc,得φO=1V,B項(xiàng)正確;電子在a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)能分別為-10eV、-17eV和-26eV,故電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的高7eV,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),靜電力做功為W=(-17eV)-(-264.AC由題圖可知:ra=1m、φa=6V;rb=2m、φb=3V;rc=3m、φc=2V;rd=6m、φd=1V。由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=kQr2得Ea∶Eb∶Ec∶Ed=1ra2∶1rb2∶1rc2∶1rd2=36∶9∶4∶1,A正確、B錯(cuò)誤。由WAB=qUAB=q(φA-φB)得Wab∶Wbc∶Wcd=(φa-φb5.ACφ-x圖線上某點(diǎn)的切線斜率的絕對(duì)值表示場強(qiáng)的大小,由題圖可知從x1到x2過程中,圖線切線斜率變小,到x2處斜率為0,即場強(qiáng)從x1到x2一直減小,且Ex2=0,靜電力F=Eq,負(fù)電荷從x1移動(dòng)到x2,受到的靜電力減小,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;沿x軸方向電勢(shì)由負(fù)到正,故x軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2為異種電荷,選項(xiàng)A正確;由圖可知φx1<φx2,負(fù)電荷由低電勢(shì)處到高電勢(shì)處,靜電力做正功三年模擬練1.C如圖,AB的中點(diǎn)F點(diǎn)的電勢(shì)為φF=φA+φB2=8+(-4)2V=2V,與C點(diǎn)電勢(shì)相等,則FC為等勢(shì)線,故電場線方向與AB平行,且由A指向B,則場強(qiáng)E=UABdAB=8-(-4)6×10-2V/m=200V/m,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;電子帶負(fù)電,在電勢(shì)高處電勢(shì)能小,選項(xiàng)C正確;D點(diǎn)的電勢(shì)為φD=8V-8-(-42.C如圖,A、L連線的中點(diǎn)G的電勢(shì)φG=φA+φL2=2V=φC,所以FC是一條等勢(shì)線,電場線與等勢(shì)線垂直,且由電勢(shì)高的等勢(shì)線指向電勢(shì)低的等勢(shì)線,所以電場強(qiáng)度的方向由L指向A,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;L、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差ULA=φL-φA=23V,E、A兩點(diǎn)間的距離d=2Rsin60°=350m,電場強(qiáng)度的大小E=ULAd=100V/m,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;沿著電場線方向電勢(shì)降低,H點(diǎn)電勢(shì)最高,UHO=ER=2V,由UHO=φH-φO可得,最高電勢(shì)φH=UHO+φO=4V,選項(xiàng)C正確;將電子沿圓周從D點(diǎn)移到F點(diǎn),電勢(shì)降低,電子帶負(fù)電易錯(cuò)警示利用“等分法”尋找等勢(shì)點(diǎn)作圖時(shí),結(jié)合電場線與等勢(shì)面垂直的性質(zhì),畫出電場線。畫圖時(shí)用鉛筆、直尺作圖,力求做到規(guī)范、準(zhǔn)確;分清虛線與實(shí)線,保留作圖痕跡(輔助線);根據(jù)要求,即不要多畫,更不要少畫。3.C由題圖知,越靠近兩電荷,電勢(shì)越低,則q1和q2都是負(fù)電荷,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;φ-x圖線的斜率的大小等于電場強(qiáng)度的大小,則P點(diǎn)場強(qiáng)為零,根據(jù)場強(qiáng)的疊加原理知兩電荷在P處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等,方向相反,即kq1xAP2=kq2xPB2,又xAP<xPB,所以q1的電荷量小于q2的電荷量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題圖知,在A、B之間沿x軸從P點(diǎn)左側(cè)到右側(cè),電勢(shì)先升高后降低,則負(fù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)能先減小后增大,選項(xiàng)C正確;φ-x圖線的斜率的大小等于電場強(qiáng)度的大小,則沿x軸從P點(diǎn)到B點(diǎn)場強(qiáng)逐漸增大,據(jù)a=qEm可知,電荷只在靜電力作用下沿x軸從P技巧點(diǎn)撥解答φ-x圖像問題要關(guān)注以下兩點(diǎn):(1)電場強(qiáng)度的大小等于φ-x圖線的斜率大小,圖線斜率為零處對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的場強(qiáng)大小為零。(2)在φ-x圖像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)系確定電場強(qiáng)度的方向。4.A由題意得,O點(diǎn)的電勢(shì)φO=WO∞q=-5×10-71×10-7V=-5V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題意得O、A間的電勢(shì)差UOA=WOAq=-4×10-7-2×10-7V=2V,則A點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)低2V,則φA=-7V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由題意得C、A間的電勢(shì)差UCA=-UAC=-WACq=-8×10-7-2×10-7V=4V,則可知φC=-3V,根據(jù)勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)有φB-φO=φC-φA,得φB=-1V,則電荷q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能為2×10-7J,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;由以上分析可知,φB=-1V,φC=-3V,φO=-5V,φA=-7V,將A、B連接,在連線上找出C、O兩點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)D、E,并將C、D與O、E連接,即-3V、-5V的等勢(shì)線,再過B點(diǎn)作-1V的等勢(shì)線,過A5.答案見解析解析(1)根據(jù)題意,質(zhì)點(diǎn)在場中受到的場力方向指向O點(diǎn)。在x>0區(qū)域,質(zhì)點(diǎn)受到的場力F=-kE0,加速度a=-kE0m,在x<0區(qū)域,質(zhì)點(diǎn)受到的場