2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì)練習(xí) 魯科版.doc

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第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì) [課時(shí)作業(yè)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　單獨(dú)成冊(cè)　方便使用 [基礎(chǔ)題組] 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2018江西九江十三校聯(lián)考)對(duì)于靜電場(chǎng)中的A、B兩點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受力的方向一定是該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 B．電勢(shì)差的公式UAB＝，說(shuō)明A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與靜電力做功WAB成正比，與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比 C．根據(jù)E＝知，電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的距離d成反比 D．若將一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，則A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì) 解析：正點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)點(diǎn)電荷所受的電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，故A錯(cuò)誤．電勢(shì)差的公式UAB＝，運(yùn)用比值法定義，電勢(shì)差UAB與靜電力做功、移動(dòng)電荷的電荷量無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤．E＝中d是兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離，只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，而勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度處處相同，場(chǎng)強(qiáng)與d無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤．根據(jù)公式WAB＝qUAB知，WAB>0，q>0，則UAB >0，則A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，故D正確． 答案：D 2．一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)，電荷量q＝2.010－9 C，在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)． 在這過(guò)程中除靜電力外，其他力做的功為6.010－5 J，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0 10－5 J，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab為(　　) A．1104 V　　　　　 B．－1104 V C．4104 V D．－7104 V 解析：根據(jù)動(dòng)能定理得Wab＋6.010－5 J＝8.010－5 J，則Wab＝8.010－5 J－6.010－5 J＝2.010－5 J．由UAB＝得Uab＝ V＝1104 V，選項(xiàng)A正確． 答案：A 3.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行于xOy平面，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R＝5 m的圓，圓上有一個(gè)電荷量為q＝＋110－8 C的試探電荷P，半徑OP與x軸正方向的夾角為θ，P沿圓周移動(dòng)時(shí)，其電勢(shì)能Ep＝2.510－5sin θ(J)，則(　　) A．x軸位于零勢(shì)面上 B．電場(chǎng)強(qiáng)度大小為500 V/m，方向沿y軸正方向 C．y軸位于零勢(shì)面上 D．電場(chǎng)強(qiáng)度大小為500 V/m，方向沿x軸正方向 解析：由Ep＝2.510－5sin θ(J)知，x軸上的勢(shì)能為零，是零勢(shì)面，電場(chǎng)線沿y軸方向，A正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)θ＝90時(shí)，Ep＝2.510－5 J＝EqR，解得E＝500 V/m，此時(shí)電勢(shì)能大于零，故電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿y軸負(fù)方向，B、D錯(cuò)誤． 答案：A 4．兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷固定在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)系如圖所示，其中C為ND段電勢(shì)最低的點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．q1、q2為等量異種電荷 B．N、C兩點(diǎn)間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向 C．N、D兩點(diǎn)間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小沿x軸正方向先減小后增大 D．將一正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小 解析：根據(jù)q1左側(cè)和q2右側(cè)電勢(shì)隨距離增大而降低可判斷兩者均為正電荷，A錯(cuò)誤；N、C間的電場(chǎng)方向沿x軸正方向，C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為0，B錯(cuò)誤；根據(jù)N→D間圖線的斜率大小先減小后增大可知，場(chǎng)強(qiáng)先減小到零后反向增大，C正確；正電荷從N移到D，由Ep＝qφ知，電勢(shì)能先減小后增大，D錯(cuò)誤． 答案：C 5.(2018陜西西安質(zhì)檢)如圖是勻強(qiáng)電場(chǎng)遇到空腔導(dǎo)體后的部分電場(chǎng)線分布圖，電場(chǎng)線的方向如圖中箭頭所示，M、N、Q是以直電場(chǎng)線上一點(diǎn)O為圓心的同一圓周上的三點(diǎn)，OQ連線垂直于MN.以下說(shuō)法正確的是(　　) A．O點(diǎn)電勢(shì)與Q點(diǎn)電勢(shì)相等 B．O、M間的電勢(shì)差小于N、Q間的電勢(shì)差 C．將一負(fù)電荷由M點(diǎn)移到Q點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能增加 D．在Q點(diǎn)釋放一個(gè)正電荷，正電荷所受電場(chǎng)力將沿與OQ垂直的方向豎直向上 解析：由電場(chǎng)線的方向可知φM＞φO＞φN，再作出此電場(chǎng)中過(guò)O的等勢(shì)線，可知φO＞φQ，A錯(cuò)誤；MO間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度大于ON間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度，故UMO＞UON，B錯(cuò)誤；因UMQ＞0，負(fù)電荷從M到Q電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，C正確；正電荷在Q點(diǎn)的電場(chǎng)力方向沿電場(chǎng)線的切線方向而不是圓的切線方向，D錯(cuò)誤． 答案：C 二、多項(xiàng)選擇題 6．(2016高考全國(guó)卷Ⅰ)如圖，一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi)，且相對(duì)于過(guò)軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對(duì)稱．忽略空氣阻力．由此可知(　　) A．Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)高 B．油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大 C．油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比它在P點(diǎn)的大 D．油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小 解析：帶電油滴在電場(chǎng)中受重力、電場(chǎng)力作用，據(jù)其軌跡的對(duì)稱性可知，電場(chǎng)力方向豎直向上，且電場(chǎng)力大于重力，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，則電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下，Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)高，選項(xiàng)A正確；油滴在P點(diǎn)的速度最小，選項(xiàng)B正確；油滴在P點(diǎn)的電勢(shì)能最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；油滴運(yùn)動(dòng)的加速度大小不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AB 7.(2018貴州貴陽(yáng)高三檢測(cè))如圖所示，虛線ac和bd分別為橢圓的長(zhǎng)軸和短軸，相交于O點(diǎn)，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別固定在橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)P、Q上，c、e兩點(diǎn)關(guān)于Q點(diǎn)對(duì)稱，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)、c兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同，電勢(shì)也相同 B．b、d兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同，電勢(shì)也相同 C．同一帶正電的試探電荷在e點(diǎn)具有的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)具有的電勢(shì)能 D．將一帶負(fù)電的試探電荷沿橢圓從a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)移到c點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力始終做負(fù)功 解析：a、c兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同，電勢(shì)不等，故A錯(cuò)誤．b、d兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小方向都相同，電勢(shì)也相同，故B正確．e點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)，同一正電荷在e點(diǎn)具有的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)具有的電勢(shì)能，故C錯(cuò)誤．負(fù)電荷沿橢圓從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，因電勢(shì)一直降低，故電場(chǎng)力一直做負(fù)功，故D正確． 答案：BD 8.如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點(diǎn)是P，直徑MN水平，a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷)，b固定在M點(diǎn)，a從N點(diǎn)由靜止釋放，沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫出)時(shí)速度為零，則小球a(　　) A．從N到Q的過(guò)程中，重力與庫(kù)侖力的合力先增大后減小 B．從N到P的過(guò)程中，速率先增大后減小 C．從N到Q的過(guò)程中，電勢(shì)能一直增加 D．從P到Q的過(guò)程中，動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量 解析：小球a從N點(diǎn)釋放一直到達(dá)Q點(diǎn)的過(guò)程中，a、b兩球的距離一直減小，庫(kù)侖力變大，a受重力不變，重力和庫(kù)侖力的夾角從90一直減小，故合力變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球a從N到P的過(guò)程中，速度方向與重力和庫(kù)侖力的合力方向的夾角由小于90到大于90，故庫(kù)侖力與重力的合力先做正功后做負(fù)功，a球速率先增大后減小，選項(xiàng)B正確；小球a由N到Q的過(guò)程中庫(kù)侖力一直做負(fù)功，電勢(shì)能一直增加，選項(xiàng)C正確；小球a從P到Q的過(guò)程中，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和，故動(dòng)能的減少量大于電勢(shì)能的增加量，則選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：BC [能力題組] 一、選擇題 9.如圖甲所示，直線AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，一電子僅在電場(chǎng)力作用下由電場(chǎng)線上A點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度平方v2與位移s的關(guān)系如圖乙所示．EA、EB表示A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，φA、φB表示A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)．以下判斷正確的是(　　) A．EA＜EB　 B．EA＞EB　　C．φA＞φB　　D．φA＜φB 解析：由速度平方v2與位移s的關(guān)系與v2－v＝2as對(duì)比可得，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，合力(電場(chǎng)力)恒定，此電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；電子從A到B，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電勢(shì)增大，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤． 答案：D 10.如圖所示為沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的三條電場(chǎng)線，豎直平面內(nèi)有一個(gè)圓周，A點(diǎn)為圓周上和圓心同一高度的一點(diǎn)，B點(diǎn)為圓周上的最高點(diǎn)．在A點(diǎn)的粒子源以相同大小的初速度v0在豎直面內(nèi)沿各個(gè)方向發(fā)射帶正電的同種粒子(不計(jì)粒子重力)，豎直向上發(fā)射的粒子恰好經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，則從圓周上離開的粒子的最大速度大小為(　　) A．3v0 B．2v0 C.v0 D．v0 解析：設(shè)粒子所帶電荷量為＋q，質(zhì)量為m，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，圓周的半徑為R，因豎直向上發(fā)射的粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，故電場(chǎng)方向水平向右，且有a＝，R＝v0t，R＝at2，解得qE＝.粒子從圓周上右側(cè)與圓心等高處離開時(shí)的速度最大，則有qE2R＝mv2－mv，可得v＝3v0，選項(xiàng)A正確． 答案：A 11.在中間位置有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的長(zhǎng)為2l的輕質(zhì)桿兩端固定兩完全相同的質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球1和2，裝置放在如圖所示的關(guān)于豎直線對(duì)稱的電場(chǎng)中，開始時(shí)桿在水平位置靜止．現(xiàn)給小球1一個(gè)豎直向上的速度，讓小球1、2繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸各自轉(zhuǎn)動(dòng)到B、A位置，A、B間電勢(shì)差是U，小球1、2構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)能減少量是(　　) A．一定大于Uq B．一定等于2(Uq＋mgl) C．一定小于Uq D．一定大于Uq＋mgl 解析：桿水平時(shí)，1、2兩球所在處電勢(shì)相等，令電勢(shì)為零，φ0＝0， 設(shè)A、B兩處的電勢(shì)分別為φA和φB，顯然φA＞0，φB＜0，且φA－φC＞φC－φB(C為過(guò)1、2的等勢(shì)線與豎直桿的交點(diǎn))，系統(tǒng)電勢(shì)能的增加量為ΔEp增＝qφA＋qφB＝q(φA＋φB) 據(jù)題意知，φA－φB＝φA＋|φB|＝U 故φA＋φB＜U，再據(jù)能量守恒定律知ΔEk減＝ΔEp增 故有ΔEk減＜qU，可見C選項(xiàng)正確． 答案：C 12.(多選)如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場(chǎng)強(qiáng)度為E、區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，以初速度v0沿ON在豎直面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．ON與水平面的夾角為30，重力加速度為g，且mg＝qE，則(　　) A．電場(chǎng)方向豎直向上 B．小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g C．小球上升的最大高度為 D．若小球在初始位置的電勢(shì)能為零，則小球電勢(shì)能的最大值為 解析：如圖所示，由于帶電小球在豎直面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其合力沿ON方向，而mg＝qE，由三角形定則，可知電場(chǎng)方向與ON方向成120角，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖中幾何關(guān)系可知，小球所受合力為mg，由牛頓第二定律可知a＝g，方向與初速度方向相反，B項(xiàng)正確；設(shè)帶電小球上升的最大高度為h，由動(dòng)能定理可得－mg2h＝0－mv，解得h＝，C項(xiàng)錯(cuò)誤；小球上升過(guò)程中，當(dāng)帶電小球速度為零時(shí)，其電勢(shì)能最大，則Ep＝－WON＝－qE2hcos 120＝，D項(xiàng)正確． 答案：BD 二、非選擇題 13.如圖所示，在距足夠長(zhǎng)的光滑絕緣水平直線軌道上方h高度的P點(diǎn)，固定電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從軌道上的A點(diǎn)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)速度為v.已知點(diǎn)電荷 產(chǎn)生的電場(chǎng)在A點(diǎn)的電勢(shì)為φ(取無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零)，PA連線與水平軌道的夾角為60，試求： (1)物塊在A點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大??； (2)點(diǎn)電荷＋Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在B點(diǎn)的電勢(shì)． 解析：(1)物塊在A點(diǎn)受到點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力F＝ 由幾何關(guān)系可知P、A間距離r＝，設(shè)物塊在A點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大小為N，在豎直方向由平衡條件有N－mg－Fsin 60＝0，解得N＝mg＋. (2)設(shè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在B點(diǎn)的電勢(shì)為φB，由動(dòng)能定理有q(φ－φB)＝mv2－mv 解得φB＝φ＋. 答案：(1)mg＋　(2)φ＋ 14．(2015高考全國(guó)卷Ⅱ)如圖，一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，A、B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)．已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0，方向與電場(chǎng)方向的夾角為60；它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與電場(chǎng)方向的夾角為30.不計(jì)重力．求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差． 解析：設(shè)帶電粒子在B點(diǎn)的速度大小為vB.粒子在垂直于電場(chǎng)方向上的速度分量不變，即vBsin 30＝v0sin 60① 由此得vB＝v0② 設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB，由動(dòng)能定理有qUAB＝m(v－v)③ 聯(lián)立②③式得UAB＝④ 答案：