【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時(shí)跟蹤檢測(cè)24 電場(chǎng)能的性質(zhì)

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1、 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(二十四)　電場(chǎng)能的性質(zhì) 高考?？碱}型：選擇題＋計(jì)算題 1．(2012·九江市七校聯(lián)考)如圖1所示a、b、c、d分別是一個(gè)菱形的四個(gè)頂點(diǎn)，∠abc＝120°?，F(xiàn)將三個(gè)等量的正點(diǎn)電荷＋Q固定在a、b、c三個(gè)頂點(diǎn)上，將一個(gè)電量為＋q的點(diǎn)電荷依次放在菱形中心點(diǎn)O點(diǎn)和另一個(gè)頂點(diǎn)d點(diǎn)處，兩點(diǎn)相比(　　) 圖1 A．＋q在d點(diǎn)所受的電場(chǎng)力較大 B．＋q在d點(diǎn)所具有的電勢(shì)能較大 C．d點(diǎn)的電勢(shì)低于O點(diǎn)的電勢(shì) D．d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 2．(2012·山東高考)圖

2、中2虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)。則該粒子(　　) 圖2 A．帶負(fù)電 B．在c點(diǎn)受力最大 C．在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能 D．由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化 3．(2012·海南高考)如圖3所示，直線上有O、a、b、c四點(diǎn)，ab間的距離與bc間的距離相等。在O點(diǎn)處有固定點(diǎn)電荷，已知b點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)。若一帶負(fù)電電荷的粒子

3、僅在電場(chǎng)力作用下先從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)， 圖3 再?gòu)腷點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，則(　　) A．兩過(guò)程中電場(chǎng)力做的功相等 B．前一過(guò)程中電場(chǎng)力做的功大于后一過(guò)程中電場(chǎng)力做的功 C．前一過(guò)程中，粒子電勢(shì)能不斷減小 D．后一過(guò)程中，粒子動(dòng)能不斷減小 4．(2012·安徽高考)如圖4所示，在平面直角中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0，點(diǎn)A處的電勢(shì)為6 V，點(diǎn)B處的電勢(shì)為3 V，則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(　　) A．200 V/m　　　　　　　 B．200 V/m 圖4 C．100 V/m D．100 V/m 5．一正電荷僅在電場(chǎng)力作用下，從

4、A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，速度大小隨時(shí)間變化的圖象如圖5所示。下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和電勢(shì)φ的高低的判斷，正確的是(　　) A．EA>EB，φA>φB 圖5 B．EA＝EB，φA＝φB C．EAφB D．EA

5、B對(duì)稱，則(　　) 圖6 A．A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)相同 B．C點(diǎn)和D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 C．正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功 D．負(fù)電荷從C點(diǎn)移至D點(diǎn)，電勢(shì)能增大 7.一帶正電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，其v－t圖象如圖7所示，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．A處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B處的電場(chǎng)強(qiáng)度 B．粒子在A處的電勢(shì)能一定大于在B處的電勢(shì)能 C．CD間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都為零 圖7 D．AB兩點(diǎn)

6、間的電勢(shì)差大于CB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 8．(2011·上海高考)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上，相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱分布，正確描述電勢(shì)φ隨位置x變化規(guī)律的是圖8中(　　) 圖8 9．(2012·北京石景山期末)如圖9所示，AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑，圓心為O，半徑為R。電荷量均為Q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間夾角為30°。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 圖9 B．O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 C．B、D兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系是：φB＝φD D．電荷量

7、為q的正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在C點(diǎn)的電勢(shì)能 10．(2012·衡水中學(xué)期末)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)φ隨x變化的關(guān)系如圖10所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零，ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高，則(　　) A．N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 圖10 C．NC間場(chǎng)強(qiáng)方向指向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)力先做正功后做負(fù)功 11．圖11甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2 kg、帶電荷量為q＝＋2.0×10－6C的小物塊

8、處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的摩擦因數(shù)μ＝0.1.從t＝0時(shí)該開(kāi)始，空間上加一個(gè)如圖乙所示的電場(chǎng)。(取水平向右的方向?yàn)檎较?，g取10 m/s2)求： 圖11 (1)4秒內(nèi)小物塊的位移大?。? (2)4秒內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功。 12．如圖12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(zhǎng)，B為AC中點(diǎn)?，F(xiàn)將一帶電小球從A點(diǎn)由靜止釋放， 圖12 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

9、和A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差(用Q和L表示)。 答 案 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(二十四) 電場(chǎng)能的性質(zhì) 1．選C　由電場(chǎng)疊加原理可求得三個(gè)等量電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小為(L為菱形的邊長(zhǎng))，在d點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為，故＋q在d點(diǎn)受力小，A、D錯(cuò)誤；把＋q從O點(diǎn)移到d點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故B錯(cuò)，C對(duì)。 2．選CD　由于帶電粒子受到電場(chǎng)力指向軌跡凹側(cè)，說(shuō)明帶電粒子帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)庫(kù)侖定律F＝k可知，粒子在c點(diǎn)受到電場(chǎng)力最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，粒子電勢(shì)能減小，選項(xiàng)C正確；由動(dòng)能定理可得：qU＝ΔEk，因?yàn)閁ab>Ubc，所以選項(xiàng)D正確

10、。 3．選C　根據(jù)題述，ab之間電場(chǎng)強(qiáng)度大于bc之間電場(chǎng)強(qiáng)度，前一過(guò)程中電場(chǎng)力做的功小于后一過(guò)程中電場(chǎng)力做的功，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；前一過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，粒子電勢(shì)能不斷減小，動(dòng)能不斷增大；后一過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，粒子動(dòng)能不斷增大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 4．選A　在x軸上x(chóng)＝3 cm處電勢(shì)為3 V，與B點(diǎn)等電勢(shì)。該點(diǎn)與B點(diǎn)連線為等勢(shì)線，過(guò)O點(diǎn)作等勢(shì)線的垂線即為電場(chǎng)線，該垂線長(zhǎng)度為3sin 30° cm＝1.5 cm，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E＝＝200 V/m，選項(xiàng)A正確。 5．選B　物體僅受電場(chǎng)力作用，合力不會(huì)為零，由運(yùn)動(dòng)圖象可知速度的大小又沒(méi)有變化，故物體只能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選B。 6．選

11、C　A點(diǎn)和D點(diǎn)的電勢(shì)相同，B點(diǎn)電勢(shì)低于D點(diǎn)電勢(shì)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；C點(diǎn)和D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，即從高電勢(shì)點(diǎn)移到低電勢(shì)點(diǎn)，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)C正確；C、D兩點(diǎn)處在同一等勢(shì)面上，故負(fù)電荷從C點(diǎn)移至D點(diǎn)，電勢(shì)能不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7．選AB　由圖知粒子在A處的加速度大于在B處的加速度，因a＝，所以EA>EB，A對(duì)；粒子從A到B動(dòng)能增加，由動(dòng)能定理知電場(chǎng)力必做正功，電勢(shì)能必減小，B對(duì)；同理由動(dòng)能定理可知A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，UAB＝UCB，D錯(cuò)；僅受電場(chǎng)力作用的粒子在CD間做勻速運(yùn)動(dòng)，所以CD間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度均為零，但電勢(shì)是相對(duì)于零勢(shì)點(diǎn)而言的，可

12、以不為零，C錯(cuò)。 8.選A　等量異種電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示，正、負(fù)電荷在連線中點(diǎn)處產(chǎn)生的電勢(shì)一正一負(fù)，故此處即坐標(biāo)原點(diǎn)處的總電勢(shì)為零。順電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，因此，在坐標(biāo)原點(diǎn)左側(cè)，各點(diǎn)的電勢(shì)都大于零；在坐標(biāo)原點(diǎn)右側(cè)，各點(diǎn)的電勢(shì)都小于零，正電荷處電勢(shì)最高，負(fù)電荷處電勢(shì)最低，無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，因此選項(xiàng)A正確。 9．選A　O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是圓周上正、負(fù)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加，大小為2cos 60°＝，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；B、D兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系是φB>φD選項(xiàng)C錯(cuò)誤；AC處于同一等勢(shì)面上，電荷量為q的正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能等于在C點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 10．選D　A、N點(diǎn)的電勢(shì)等于零，

13、電場(chǎng)強(qiáng)度大小不為零，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；從N到C電勢(shì)升高，NC間場(chǎng)強(qiáng)方向指向x軸負(fù)方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從N到C電勢(shì)升高，從C到N電勢(shì)降低，將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，從C點(diǎn)到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，選項(xiàng)D正確。 11．解析：(1)0～2 s內(nèi)小物塊加速度 a1＝＝2 m/s2 位移 x1＝a1t12＝4 m 2 s末的速度為 v2＝a1t1＝4 m/s 2～4 s內(nèi)小物塊加速度 a2＝＝－2 m/s2 位移 x2＝v2t2＋a2t22＝4 m 4秒內(nèi)的位移 x＝x1＋x2＝8 m。 (2)v4＝v2＋a2t2＝0，即4 s末小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài) 設(shè)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功為W，由動(dòng)能定理有： W－μmgx＝0 解得W＝1.6 J 答案：(1)8 m　(2)1.6 J 12．解析：(1)帶電小球在A點(diǎn)時(shí)：mgsin 30°－k＝maA 帶電小球在B點(diǎn)時(shí)：－mgsin 30°＝maB 且aA＝，可解得：aB＝ (2)由A點(diǎn)到B點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理得： mgsin 30°·－UBA·q＝0 由mgsin 30°－k＝m·aA＝m 可得：mg＝k 可求得：UBA＝ 答案：(1)　(2) 6