高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)二十六 電場(chǎng)能的性質(zhì)-人教版高三物理試題
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1、課時(shí)作業(yè) 二十六 電場(chǎng)能的性質(zhì) (限時(shí):45分鐘) (班級(jí)________ 姓名________) 1.勻強(qiáng)電場(chǎng)中同一平面上三個(gè)點(diǎn)A、B、C,各點(diǎn)電勢(shì)ΦA(chǔ)=10 V,ΦB=2 V,ΦC=6 V,下列各圖中電場(chǎng)強(qiáng)度的方向表示正確的是( ) A B C D 2.(17年鹽城模擬)(多選)某靜電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖所示,下列說(shuō)法中正確的是( ) 第2題圖 A.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)榍€上該點(diǎn)的切線方向 B.負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)的電勢(shì)能小 C.將正電荷由圖中A點(diǎn)移到C
2、點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功 D.將電荷從圖中A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力不做功 第3題圖 3.如圖所示,在兩等量異種點(diǎn)電荷連線上有D、E、F三點(diǎn),且DE=EF.K、M、L分別為過(guò)D、E、F三點(diǎn)的等勢(shì)面.一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子,從a點(diǎn)射入電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示,以|Wab|表示該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做功的數(shù)值,以|Wbc|表示該粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做功的數(shù)值,則( ) A.|Wab|=|Wbc| B.|Wab|<|Wbc| C.粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn),動(dòng)能減少 D.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)較b點(diǎn)的電勢(shì)低 4.一個(gè)電子只在電場(chǎng)力作用下從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),軌跡如圖中虛線所示,圖中的一
3、組等距平行實(shí)線表示的可能是電場(chǎng)線也可能是等差等勢(shì)面,則以下說(shuō)法正確的是( ) 第4題圖 A.無(wú)論圖中的實(shí)線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面,a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都比b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小 B.無(wú)論圖中的實(shí)線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面,a點(diǎn)的電勢(shì)都比b點(diǎn)的電勢(shì)高 C.無(wú)論圖中的實(shí)線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面,電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能都比在b點(diǎn)的電勢(shì)能小 D.如果圖中的實(shí)線是等勢(shì)面,電子在a點(diǎn)的速率一定大于在b點(diǎn)的速率 5.(多選)四個(gè)點(diǎn)電荷位于正方形四個(gè)角上,電荷量及其附近的電場(chǎng)線分布如圖所示.a(chǎn)b、cd分別是正方形兩組對(duì)邊的中垂線,O為中垂線的交點(diǎn),P、Q分別為ab、cd上的兩點(diǎn),OP>OQ,則( ) 第5
4、題圖 A.P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)的小 B.P點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)的低 C.OP兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于OQ間的電勢(shì)差 D.一帶正電的試探電荷在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)大 第6題圖 6.(多選)一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的 v-t圖象如圖所示,其中t1和t2分別是電荷運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)的時(shí)刻,下列說(shuō)法正確的是( ) A.該電荷由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功 B.a(chǎn)點(diǎn)處的電場(chǎng)線比b點(diǎn)處的電場(chǎng)線密 C.a(chǎn)、b兩點(diǎn)電勢(shì)的關(guān)系為φa<φb D.電荷的電勢(shì)能一定不斷減小 7.(多選)一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng),
5、其電勢(shì)能E隨位移x變化的關(guān)系如圖所示,其中O~x2段是對(duì)稱的曲線,x2~x3段是直線,則下列說(shuō)法正確的是( ) 第7題圖 A.從x1到x3帶電粒子的加速度一直增大 B.從x1到x3帶電粒子的速度一直減小 C.粒子在O~x2段做勻變速運(yùn)動(dòng),x2~x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng) D.x1、x2、x3處電勢(shì)φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ1>φ2>φ3 8.如圖所示,空間中存在沿x軸的靜電場(chǎng),其電勢(shì)φ沿x軸的分布如圖所示,x1、x2、x3、x4是x軸上的四個(gè)點(diǎn),質(zhì)量為m、帶電量為-q的粒子(不計(jì)重力),以初速度v0從O點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng),在粒子沿x軸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的
6、是( ) 第8題圖 A.粒子在x2點(diǎn)的速度為0 B.從x1到x3點(diǎn)的過(guò)程中,粒子的電勢(shì)能先減小后增大 C.若粒子能到達(dá)x4處,則v0的大小至少應(yīng)為 D.若v0=,則粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能為3qφ0 9.(多選)如圖所示,水平面MN的下方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶電小球由MN上方的A點(diǎn)以一定初速度水平拋出,從B點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng),到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度方向恰好水平,由此可知( ) 第9題圖 A.從B到C,小球的動(dòng)能減小 B.從B到C,小球的電勢(shì)能減小 C.從A到B與從B到C小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定相等 D.從A到B與從B到C小球的速度變化量大小一
7、定相等 10.如圖所示,兩個(gè)平行金屬板A、B中間為一勻強(qiáng)電場(chǎng),A、B相距10 cm,C、D為電場(chǎng)中的兩點(diǎn),CD=8 cm,CD連線和電場(chǎng)方向成60°角,C點(diǎn)到A板的距離為2 cm,已知質(zhì)子從C點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力做功為3.2×10-17 J.求: (1)勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。? (2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差. (3)若將A板接地,則C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多大? 第10題圖 11.如圖所示,直角坐標(biāo)系處于豎直面內(nèi),第一、二象限存在著平滑連接的光滑絕緣軌道.第一象限內(nèi)的軌道呈拋物線形狀,其方程為y=x2;第二象限內(nèi)的軌道呈半圓形狀,半徑為R,B點(diǎn)是其最高點(diǎn),且第二象限處于豎
8、直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電小球,從與B點(diǎn)等高的A點(diǎn)靜止釋放,小球沿著軌道運(yùn)動(dòng)且恰能運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).重力加速度為g,求: (1)小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力F; (2)第二象限內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E; (3)小球落回拋物線軌道時(shí)的動(dòng)能Ek. 第11題圖 課時(shí)作業(yè)(二十六) 電場(chǎng)能 的性質(zhì)1.D 【解析】 由題意可知AB的中點(diǎn)電勢(shì)為6 V,與C相連就是一條等勢(shì)線,而電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直,方向指向電勢(shì)低的方向,選項(xiàng)D正確.故選D. 2.BD 3.C 【解析】 根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布情況可知,DE段場(chǎng)強(qiáng)大
9、于EF段場(chǎng)強(qiáng),由公式U=Ed定性分析得知,DE間電勢(shì)差的絕對(duì)值大于EF間電勢(shì)差的絕對(duì)值,由電場(chǎng)力做功公式W=qU得,|Wab|>|Wbc|.故A、B錯(cuò)誤;由圖看出,電荷的軌跡向左彎曲,則知其所受的電場(chǎng)力大致向左,所以等量異種點(diǎn)電荷中正電荷在左側(cè),負(fù)電荷在右側(cè),a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì),粒子由a到b過(guò)程中,電勢(shì)能增大,動(dòng)能減?。蔆正確,D錯(cuò)誤. 4.D 【解析】 根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷電子所受電場(chǎng)力方向指向曲線內(nèi)側(cè),如果平行實(shí)線是電場(chǎng)線,電場(chǎng)方向向左,則從a到b電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增大、電勢(shì)能減小,C錯(cuò);如果平行實(shí)線是等勢(shì)面,電場(chǎng)方向向上,則從a到b電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小、電勢(shì)能增大,D正確;不
10、管平行實(shí)線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)面都表示勻強(qiáng)電場(chǎng),a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等,A錯(cuò);電勢(shì)高低則要根據(jù)具體情況而確定,B錯(cuò).故選D. 5.AD 【解析】 根據(jù)電場(chǎng)的疊加,且OP>OQ,可知P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)的小,故A正確;ab是等勢(shì)線,根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,可得P點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)的高,故B錯(cuò)誤;ab和cd是兩條等勢(shì)面,且電勢(shì)相等,所以O(shè)P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于OQ間的電勢(shì)差,故C錯(cuò)誤;由于ΦQ>ΦM,則WQM=q(ΦQ-ΦM)>0,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故D正確;故選AD. 6.CD 【解析】 由圖像可知電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功,電勢(shì)能減小,因此A錯(cuò)誤,D正確;負(fù)電荷的電勢(shì)能減小,從a到b電勢(shì)升高,所以
11、C正確;從圖像可知a處的切線斜率小,加速度小,電場(chǎng)強(qiáng)度小,電場(chǎng)線稀疏,所以B錯(cuò)誤. 7.BD 【解析】 粒子的加速度與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比,由圖可知:在0~x1段,加速度減??;在x1~x2段,加速度增大;在x2~x3段,加速度不變,故A、C錯(cuò)誤;從x1到x3電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正向,負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向向左,所以粒子做減速運(yùn)動(dòng),故B正確;沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,故D正確.故選BD. 8.C 【解析】 根據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,由φ-x圖象,畫(huà)出沿x軸方向的場(chǎng)強(qiáng)方向(圖中箭頭指向)及各點(diǎn)電勢(shì)分布如圖所示.由圖示知,O和x2兩點(diǎn)電勢(shì)相等,O到x2過(guò)程,電場(chǎng)力做功為0,動(dòng)能不變,故粒子在x2點(diǎn)的速
12、度為v0,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從x1到x3過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷一直做負(fù)功,粒子的電勢(shì)能一直增加,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從x3到x4過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功,故粒子若能到達(dá)x4點(diǎn),需能到達(dá)x3點(diǎn).假設(shè)粒子恰好到達(dá)x3,由動(dòng)能定理得W=qφ0=mv,故v0大小至少為,選項(xiàng)C正確;粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力所做正功的最大值為qφ0,若v0=,則動(dòng)能最大值為2qφ0,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 第8題圖 9.AD 【解析】 根據(jù)帶電小球在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可知,帶電小球受到的合力豎直向上,電場(chǎng)力豎直向上,并且電場(chǎng)力大于重力,從B到C,合外力對(duì)小球做負(fù)功,小球的動(dòng)能減小,A對(duì);電場(chǎng)力對(duì)小球做負(fù)功,小球的電勢(shì)能增大,B錯(cuò);全過(guò)程
13、小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),由于AB的水平距離和BC的水平距離大小關(guān)系不確定,所以兩段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的大小關(guān)系也不確定,C錯(cuò);C點(diǎn)的速度恰好水平,可知兩段的速度變化量的大小一定相等,D對(duì).故選AD. 10.(1)5000 V/m (2)500 V (3)-100 V?。?00 V 【解析】 (1)根據(jù)UCD=得:UCD= V=200 V,由U=Ed得:E== V/m=5000 V/m. (2)UAB=E·dAB=5000×10×10-2 V=500 V. (3)ΦC=UCA=-E·dCA=-5000×2×10-2 V=-100 V,ΦD=UDA=-E×(ddC+dCA)=-5000×(
14、8×10-2×cos60°+2×10-2) V=-300 V. 11.(1)5mg 方向豎直向下 (2) (3)mgR 【解析】 (1)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,有mg·2R=mv在O點(diǎn)處,對(duì)小球由牛頓第二定律得FN-mg=mv/R解得FN=5mg由牛頓第三定律可知小球?qū)壍缐毫Υ笮镕=5mg,方向豎直向下;(2)小球恰能運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),說(shuō)明小球所受的電場(chǎng)力向上.由牛頓第二定律得mg-qE=mv/R 小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得qE·2R=mv-0解得vB=2E= ;(3)小球從B點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)落回拋物線軌道時(shí)的坐標(biāo)為(x,y),有x=vBt,2R-y=gt2,x、y滿足關(guān)系y=x2,小球從B點(diǎn)到拋物線軌道,由動(dòng)能定理得mg=Ek- mv解得Ek=mgR.
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