2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 第2講 電場的能的性質(zhì) 新人教版.doc

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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 第2講 電場的能的性質(zhì) 新人教版 1．如圖1所示，將正電荷從A移動到C的過程中，下列說法正確的是(　　)． 圖1 A．從A經(jīng)B到C靜電力對電荷做功最多 B．從A經(jīng)M到C靜電力對電荷做功最多 C．從A經(jīng)N到C靜電力對電荷做功最多 D．不管將正電荷經(jīng)由哪條路徑從A移動到C，靜電力對其做功都相等，且都做正功 解析　靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)，故D正確． 答案　D　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2．電場中等勢面如圖2所示，下列關(guān)于該電場描述正確的是(　　) 圖2 A．A點的電場強(qiáng)度比C點的小 B．負(fù)電荷在A點的電勢能比在C點的電勢能大 C．電荷沿等勢面AB移動的過程中，電場力始終不做功 D．正電荷由A移動到C，電場力做負(fù)功 解析：由等勢面與電場線密集程度的關(guān)系可知，等勢面越密集的地方電場強(qiáng)度越大，故A點的電場強(qiáng)度比C點的大，A錯誤；負(fù)電荷在電勢越高的位置電勢能越小，故B錯誤；沿等勢面移動電荷，電場力不做功，故C正確；正電荷由A移動到C，電場力做正功，故D錯誤． 答案：C 3．如圖3所示，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點，虛線為等勢線．取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點，若將q1、q2移動到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是(　　) 圖3 A．A點電勢大于B點電勢 B．A、B兩點的電場強(qiáng)度相等 C．q1的電荷量小于q2的電荷量 D．q1在A點的電勢能小于q2在B點的電勢能 解析 由題意知點電荷Q帶負(fù)電，所以有φA<φB<0，得|UA∞|>|UB∞|，移動兩試探電荷克服電場力做功相等，有q1|UA∞|＝q2|UB∞|，所以q1EB，B錯誤．根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，q1在A點的電勢能等于q2在B點的電勢能，D錯誤． 答案 C 4．如圖4所示，在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中，有一四面體CAOB，C、A、O、B 為四面體的四個頂點，且O(0,0,0)、A(L,0,0)、B(0，L,0)、C(0,0，L)．D(2L,0,0) 是x軸上一點，在坐標(biāo)原點O處固定著＋Q的點電荷，下列說法正確的是(　　)． 圖4 A．A、B、C三點的電場強(qiáng)度相同 B．電勢差UOA＝UAD C．將一電子由C點分別移動到A、B兩點，電場力做功相同 D．電子在A點的電勢能大于在D點的電勢能 解析　A、B、C三點的電場強(qiáng)度大小相同，方向不同，A錯．電勢差UOA>UAD，B錯．A、B、C三點在同一等勢面上，所以將電子由C分別移到A、B兩點，電場力做功相同，故C對．電子在A點的電勢能小于在D點的電勢能，D錯． 答案　C 5．如圖5所示，在兩等量異種點電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關(guān)于MN對稱、b點位于MN上，d點位于兩電荷的連線上．以下判斷正確的是(　　) 圖5 A．b點場強(qiáng)大于d點場強(qiáng) B．b點場強(qiáng)小于d點場強(qiáng) C．a(chǎn)、b兩點間的電勢差等于b、c兩點間的電勢差 D．試探電荷＋q在a點的電勢能小于在c點的電勢能 解析 兩點電荷連線上的中點是連線上場強(qiáng)最小的點同時也是中垂線上場強(qiáng)最大的點，所以d點場強(qiáng)大于b點場強(qiáng)，B正確、A錯誤；根據(jù)電場分布的對稱性可知，C正確；正試探電荷在電勢高的地方電勢能大，D錯誤． 答案 BC 6．空間有一沿x軸對稱分布的電場，其電場強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖6所示．下列說法中正確的是(　　) 圖6 A．O點的電勢最低 B．x2點的電勢最高 C．x1和－x1兩點的電勢相等 D．x1和x3兩點的電勢相等 解析 沿x軸對稱分布的電場，由題圖可得其電場線以O(shè)點為中心指向正、負(fù)方向(或從正、負(fù)無窮遠(yuǎn)指向O)，沿電場線電勢降落(最快)，所以O(shè)點電勢最高(或最低)，A、B錯誤；由于電場沿x軸對稱分布，則O點到x1與O點到－x1的電勢差相等，故x1與－x1兩點電勢相等，C正確；x1和x3兩點電場強(qiáng)度大小相等，電勢不相等，D錯誤． 答案 C 7．一帶電粒子僅在電場力作用下以初速度v0從t＝0時刻開始運動，其vt圖象如圖7所示．如粒子在2t0時刻運動到A點，5t0時刻運動到B點．以下說法中正確的是(　　)． 圖7 A．A、B兩點的電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EA＝EB B．A、B兩點的電勢關(guān)系為φA>φB C．粒子從A點運動到B點時，電場力做的總功為正 D．粒子從A點運動到B點時，電勢能先減少后增加 解析　由速度圖象可知粒子在A、B兩點加速度相同，受力相同，故A、B兩點的電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EA＝EB，A正確；由速度圖象可知粒子在A點速度為零，在B點速度不為零，故粒子從A點運動到B點時，電場力做正功，電勢能減少，C正確，D錯誤；對負(fù)電荷，當(dāng)電勢能減少時電勢升高，B錯誤． 答案　AC 8．一個電子只在電場力作用下從a點運動到b點，軌跡如圖6中虛線所示，圖8中的一組等距平行實線表示的可能是電場線也可能是等差等勢面，則以下說法正確的是(　　)． 圖8 A．無論圖中的實線是電場線還是等勢面，a點的場強(qiáng)都比b點的場強(qiáng)小 B．無論圖中的實線是電場線還是等勢面，a點的電勢都比b點的電勢高 C．無論圖中的實線是電場線還是等勢面，電子在a點的電勢能都比在b點的電勢能小 D．如果圖中的實線是等勢面，電子在a點的速率一定大于在b點的速率 解析　根據(jù)運動軌跡可以判斷電子所受電場力方向指向曲線內(nèi)側(cè)，如果平行實線是電場線，電場方向向左，則從a到b電場力做正功，動能增大、電勢能減小，C錯；如果平行實線是等勢面，電場方向向上，則從a到b電場力做負(fù)功，動能減小、電勢能增大，D正確；不管平行實線是電場線還是等勢面都表示勻強(qiáng)電場，a、b兩點的場強(qiáng)相等，A錯；電勢高低則要根據(jù)具體情況而確定，B錯． 答案　D 9．如圖9所示，勻強(qiáng)電場方向平行于xOy平面，在xOy平面內(nèi)有一個半徑為R＝5 m的圓，圓上有一個電荷量為q＝＋110－8 C的試探電荷P，半徑OP與x軸正方向的夾角為θ(如圖)，P沿圓周移動時，其電勢能Ep＝2.510－5sin θ(J)，則(　　)． 圖9 A．x軸位于零勢面上 B．電場強(qiáng)度大小為500 V/m，方向沿y軸正方向 C．y軸位于零勢面上 D．電場強(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軸上的勢能為0，是零勢面，電場線沿y軸方向，A對，C錯；當(dāng)θ＝90時，Ep＝2.510－5 J＝EqR，解得E＝500 V/m，方向沿y軸負(fù)方向，B、D錯． 答案　A 10．有一靜電場，其電勢隨x坐標(biāo)的改變而改變，變化的圖線如圖10所示．若將一帶負(fù)電的粒子(重力不計)從坐標(biāo)原點O由靜止釋放，電場中P、Q兩點的橫坐標(biāo)分別為1 mm、4 mm.則下列說法正確的是(　　) 圖10 A．粒子將沿x軸正方向一直向前運動 B．粒子經(jīng)過P點與Q點時，加速度大小相等、方向相反 C．粒子經(jīng)過P點與Q點時，動能相等 D．粒子經(jīng)過P點與Q點時，電場力做功的功率相等 解析 根據(jù)題中的φ－x圖象，畫出電場強(qiáng)度E隨x的變化圖象及粒子的v－t圖象，如圖所示，由圖可知A錯誤；由牛頓第二定律知，粒子在P、Q兩點時的加速度滿足aP＝2aQ，則B錯誤；由v－t圖象知，粒子在P、Q兩點時對應(yīng)的時間分別是t0和(3－)t0，其速度相等，則C正確；粒子在P、Q兩點時的功率P＝Eqv，因電場強(qiáng)度不相同，故功率不同，則D錯誤． 答案 C 11．如圖11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，固定電荷量為＋Q的點電荷．一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的物塊(可視為質(zhì)點)，從軌道上的A點以初速度v0沿軌道向右運動，當(dāng)運動到P點正下方B點時速度為v.已知點電荷產(chǎn)生的電場在A點的電勢為φ(取無窮遠(yuǎn)處電勢為零)，PA連線與水平軌道的夾角為60，試求： 圖11 (1)物塊在A點時受到軌道的支持力大小； (2)點電荷＋Q產(chǎn)生的電場在B點的電勢． 解析 (1)物塊在A點受重力、電場力、支持力．分解電場力，由豎直方向受力平衡得FN＝mg＋ksin 60 又因為h＝rsin 60 由以上兩式解得支持力大小為FN＝mg＋ (2)從A運動到P點正下方B點的過程中，由動能定理得 －qU＝mv2－mv 又因為U＝φB－φA＝φB－φ， 由以上兩式解得φB＝(v－v2)＋φ. 答案 (1)mg＋　(2)(v－v2)＋φ 12．一帶電平行板電容器被豎直安放，如圖12所示，兩板間距d＝0.1 m，電勢差U＝1 000 V．現(xiàn)從平行板上A處以vA＝3 m/s的速度水平向左射入一帶正電小球(已知小球的電荷量q＝10－7 C，質(zhì)量m＝0.02 g)，經(jīng)一段時間后發(fā)現(xiàn)小球打在A點正下方的B處(g取10 m/s2)， 圖12 (1)在圖上粗略畫出帶電小球從A點運動到B點的軌跡． (2)求A、B間的距離sAB. (3)求小球到達(dá)B點時的動能． 解析　(1)如下圖所示 (2)設(shè)小球的飛行時間為t，則： 在豎直方向上有sAB＝gt2， 在水平方向上有t＝＝＝， 解得sAB＝7.210－2 m. (3)從A到B由動能定理得：mgsAB＝Ek－mv 即Ek＝mgsAB＋mv＝1.04410－4 J. 答案　(1)見解析圖　(2)7.210－2 m　(3)1.04410－4 J