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1、高考物理一輪復(fù)習(xí)定期跟蹤檢測(cè):第6章 第2單元《電場的能的性質(zhì)》(人教版)
(時(shí)間:45分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(每題7分,共70分)
1.[·海南高考]有關(guān)靜電場,下列說法對(duì)的的是( )
A. 電勢(shì)等于零的物體一定不帶電
B. 電場強(qiáng)度為零的點(diǎn),電勢(shì)一定為零
C. 同一電場線上的各點(diǎn),電勢(shì)一定相等
D. 負(fù)電荷沿電場線方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能一定增長
解析:零電勢(shì)的位置是人為選定的,與物體與否帶電無關(guān),A錯(cuò)誤.電場強(qiáng)度是電勢(shì)隨空間的變化率,兩者的大小之間無直接聯(lián)系,B錯(cuò)誤.沿電場線的方向電勢(shì)是逐漸減少的,C錯(cuò)誤.由于負(fù)電荷在電勢(shì)越低處電勢(shì)能越大,故D對(duì)的.
答案:D
2、
2.電場強(qiáng)度為E=1.0×102 V/m的勻強(qiáng)電場中,有相距d=2.0×10-2 m的a、b兩點(diǎn),則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差也許為( )
A.1.0 V B.2.0 V
C. 3.0 V D.4.0 V
解析:a、b兩等勢(shì)面的最大距離d=2.0×10-2 m,故由公式U=Ed可得a、b間的最大電勢(shì)差Umax=2 V,因此Uab≤2 V,故A、B對(duì)的.
答案:AB[
3.一帶電粒子射入一固定的點(diǎn)電荷Q的電場中,沿如圖所示的虛線由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).A、B兩點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離分別為rA和rB,且rA>rB.若不計(jì)重力,則( )
A.帶電粒子一定帶正電
B
3、.帶電粒子所受電場力先做正功后做負(fù)功
C.帶電粒子在B點(diǎn)的動(dòng)能不小于在A點(diǎn)的動(dòng)能
D.帶電粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能不小于在A點(diǎn)的電勢(shì)能
解析:由帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可判斷受靜電力方向大體向左,靜電力先做負(fù)功后做正功.又rA>rB,故由A到B使帶電粒子離Q變近了,又帶電粒子與Q電性相反,則A到B電場力的總功為負(fù)功、電勢(shì)能增長、動(dòng)能減?。挥蠨對(duì)的.
答案:D
4.[·廣西聯(lián)考]如圖所示,平行線代表電場線,但未標(biāo)明方向,一種帶正電、電荷量為10-6C的粒子在電場中僅受電場力作用,當(dāng)它從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能減少了10-5 J.已知A點(diǎn)的電勢(shì)為-10 V,則如下判斷對(duì)的的是( )
A.粒子的
4、運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線1所示
B.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線2所示
C.B點(diǎn)電勢(shì)為零
D.B點(diǎn)電勢(shì)為-20 V
解析:根據(jù)題意分析得:粒子只受到電場力,當(dāng)它從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能減少了,闡明它從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)電場力做了負(fù)功,因此偏轉(zhuǎn)的狀況應(yīng)當(dāng)如軌跡1所示,因而選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)電場力做功W=qU,電勢(shì)差UAB==-10 V=φA-φB,得φB=0,故C對(duì)的.因此選A、C.
答案:AC
5.[·蘇北模擬]某電場的電場線分布如圖所示,下列說法對(duì)的的是( )
A.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)
B.c點(diǎn)的電場強(qiáng)度不小于d點(diǎn)的電場強(qiáng)度
C.若將一正試探電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場力做負(fù)功
5、D.若將一負(fù)試探電荷由c點(diǎn)移到d點(diǎn),電勢(shì)能增長
解析:沿電場線方向電勢(shì)減少,故A錯(cuò);電場線密集的地方場強(qiáng)大,故B錯(cuò);若將一正試探電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn),是逆著電場線移動(dòng),因此電場力做負(fù)功,C對(duì);若將一負(fù)試探電荷由c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場力做正功,因此電勢(shì)能減少,D錯(cuò).
答案:C
6.[·南京二模]一種電荷量為10-6 C的負(fù)電荷從電場中A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力要做功2×10-6 J,從C點(diǎn)移到D要克服電場力做功7×10-6 J,若已知C點(diǎn)比B點(diǎn)電勢(shì)高3 V,且A、B、C、D四點(diǎn)在同一條電場線上,則下圖中對(duì)的的是( )[
解析:對(duì)A、B兩點(diǎn),由W=qUAB可得UAB== V=-2 V,則B比A
6、電勢(shì)高2 V;同理UCD== V=7 V,即C比D高7 V.由題已知C比B電勢(shì)高3 V,則四點(diǎn)電勢(shì)由高到低的順序?yàn)棣誄>φB>φA>φD,則C選項(xiàng)對(duì)的.
答案:C
7.[·重慶理綜]空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一種點(diǎn)電荷,其P點(diǎn)處為正電荷,P、Q兩點(diǎn)附近電場的等勢(shì)面分布如圖所示,a、b、c、d為電場中的4個(gè)點(diǎn),則( )
A.P、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種 B.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相似
C.c點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì) D.負(fù)電荷從a到c,電勢(shì)能減少
解析:P、Q兩點(diǎn)處的電荷等量異種,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;c點(diǎn)的電勢(shì)高于d點(diǎn)的電勢(shì),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;負(fù)電荷
7、從a到c,電場力做功,電勢(shì)能減少,選項(xiàng)D對(duì)的.
答案:D
8. [·海南物理]如圖,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)電荷的粒子僅在電場力作用下先從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),再從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn),則( )
A. 兩過程中電場力做的功相等
B. 前一過程中電場力做的功不小于后一過程中電場力做的功
C. 前一過程中,粒子電勢(shì)能不斷減小
D. 后一過程中,粒子動(dòng)能不斷減小
解析:因φb>φc,因此o點(diǎn)的電荷為正電荷,Uab>Ubc,由W=qU可知,Wcb<Wba,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤.前后兩個(gè)過程中,電場力均做正功,
8、粒子的電勢(shì)能均減小,動(dòng)能均增大,故C項(xiàng)對(duì)的,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案:C
9.如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場中有一絕緣斜面,斜面上有一帶電金屬塊沿斜面滑下,已知在金屬塊滑下的過程中動(dòng)能增長了12 J,金屬塊克服摩擦力做功8 J,重力做功24 J,則如下判斷對(duì)的的是( )
A.金屬塊帶負(fù)電荷[
B.金屬塊克服電場力做功8 J
C.金屬塊的電勢(shì)能減少4 J
D.金屬塊的機(jī)械能減少12 J
解析:金屬塊滑下的過程中動(dòng)能增長了12 J,由動(dòng)能定理知合外力做功12 J,其中涉及重力、摩擦力和電場力做功,摩擦力做功Wf=-8 J,重力做功WG=24 J,因此可得電場力做功WF=-4 J,電場力做負(fù)
9、功,金屬塊帶正電,電勢(shì)能增長了4 J,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤;由功能關(guān)系可知,機(jī)械能的變化ΔE=Wf+WF=-12 J,即機(jī)械能減少12 J,選項(xiàng)D對(duì)的.
答案:D
10.如圖所示為兩個(gè)等量點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場,一帶正電粒子從a點(diǎn)射入電場后沿圖中的實(shí)線運(yùn)動(dòng),虛線是等勢(shì)線,下列說法對(duì)的的是( )
A. 兩等量點(diǎn)電荷均帶正電
B. a點(diǎn)電勢(shì)不小于b點(diǎn)電勢(shì)
C. 由a到b的過程中帶電粒子的動(dòng)能減小
D. 如不懂得粒子帶何種電荷,則無法判斷粒子在a點(diǎn)和b點(diǎn)電勢(shì)能的大小關(guān)系
解析:根據(jù)等勢(shì)線的特點(diǎn),可知為等量異種電荷,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的特點(diǎn),受力指向軌跡的凹側(cè),可知左側(cè)為正電荷,
10、右側(cè)為負(fù)電荷,因此a點(diǎn)電勢(shì)不小于b點(diǎn)電勢(shì),B項(xiàng)對(duì)的;由a到b的過程中電場力對(duì)帶電粒子做正功,粒子的動(dòng)能增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;不管該粒子帶正電還是負(fù)電,由a到b的過程中電場力均做正功,電勢(shì)能減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案:B
二、非選擇題(共30分)
11.(15分)一勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)方向是水平的(如圖),一種質(zhì)量為m的帶正電的小球,從O點(diǎn)出發(fā),初速度的大小為v0,在電場力與重力的作用下,恰能沿與場強(qiáng)的反方向成θ角的直線運(yùn)動(dòng).求小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)其電勢(shì)能與在O點(diǎn)的電勢(shì)能之差.[
解析:設(shè)電場強(qiáng)度為E,小球帶電量為q,由于小球做直線運(yùn)動(dòng),它所受的電場力qE和重力mg的合力必沿此直線,
如圖所示.因此
11、F合= qE=
由此可知,小球做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a=
設(shè)從O點(diǎn)到最高點(diǎn)的位移為x,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v=2ax
運(yùn)動(dòng)的水平位移為x′=xcosθ
從O點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功,電勢(shì)能增長,小球在最高點(diǎn)與O點(diǎn)的電勢(shì)能之差為:ΔEp=qEx′
聯(lián)立以上五式,解得:ΔEp=mvcos2θ.
答案:mvcos2θ
12.(15分)如圖所示,在足夠長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)生的電場在A點(diǎn)的電勢(shì)為φ(取無窮遠(yuǎn)處電勢(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小;
(2)點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電勢(shì).
解析:(1)物塊在A點(diǎn)受重力、電場力、支持力.分解電場力,由豎直方向受力平衡得
FN=mg+ksin60°
又由于h=rsin60°
由以上兩式解得支持力為FN=mg+.
(2)從A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)的過程中,由動(dòng)能定理得
-qU=mv2-mv
又由于U=φB-φA=φB-φ,
由以上兩式解得φB=(v-v2)+φ.
答案:(1)mg+ (2)(v-v2)+φ