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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 第2講 電場(chǎng)的能的性質(zhì) 新人教版 1．如圖1所示，將正電荷從A移動(dòng)到C的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　)． 圖1 A．從A經(jīng)B到C靜電力對(duì)電荷做功最多 B．從A經(jīng)M到C靜電力對(duì)電荷做功最多 C．從A經(jīng)N到C靜電力對(duì)電荷做功最多 D．不管將正電荷經(jīng)由哪條路徑從A移動(dòng)到C，靜電力對(duì)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(guò)的路徑無(wú)關(guān)，故D正確． 答案　D　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2．電場(chǎng)中等勢(shì)面如圖2所示，下列關(guān)于該電場(chǎng)描述正確的是(　　) 圖2 A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的小 B．負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)的電勢(shì)能大 C．電荷沿等勢(shì)面AB移動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力始終不做功 D．正電荷由A移動(dòng)到C，電場(chǎng)力做負(fù)功 解析：由等勢(shì)面與電場(chǎng)線密集程度的關(guān)系可知，等勢(shì)面越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，故A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的大，A錯(cuò)誤；負(fù)電荷在電勢(shì)越高的位置電勢(shì)能越小，故B錯(cuò)誤；沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功，故C正確；正電荷由A移動(dòng)到C，電場(chǎng)力做正功，故D錯(cuò)誤． 答案：C 3．如圖3所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線為等勢(shì)線．取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，若將q1、q2移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)的過(guò)程中外力克服電場(chǎng)力做的功相等，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖3 A．A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì) B．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等 C．q1的電荷量小于q2的電荷量 D．q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能 解析 由題意知點(diǎn)電荷Q帶負(fù)電，所以有φA<φB<0，得|UA∞|>|UB∞|，移動(dòng)兩試探電荷克服電場(chǎng)力做功相等，有q1|UA∞|＝q2|UB∞|，所以q1EB，B錯(cuò)誤．根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能等于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能，D錯(cuò)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(gè)頂點(diǎn)，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(diǎn)，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處固定著＋Q的點(diǎn)電荷，下列說(shuō)法正確的是(　　)． 圖4 A．A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B．電勢(shì)差UOA＝UAD C．將一電子由C點(diǎn)分別移動(dòng)到A、B兩點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相同 D．電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在D點(diǎn)的電勢(shì)能 解析　A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向不同，A錯(cuò)．電勢(shì)差UOA>UAD，B錯(cuò)．A、B、C三點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，所以將電子由C分別移到A、B兩點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相同，故C對(duì)．電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在D點(diǎn)的電勢(shì)能，D錯(cuò)． 答案　C 5．如圖5所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關(guān)于MN對(duì)稱、b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上．以下判斷正確的是(　　) 圖5 A．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) B．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 D．試探電荷＋q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能 解析 兩點(diǎn)電荷連線上的中點(diǎn)是連線上場(chǎng)強(qiáng)最小的點(diǎn)同時(shí)也是中垂線上場(chǎng)強(qiáng)最大的點(diǎn)，所以d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，B正確、A錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)分布的對(duì)稱性可知，C正確；正試探電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，D錯(cuò)誤． 答案 BC 6．空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖6所示．下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖6 A．O點(diǎn)的電勢(shì)最低 B．x2點(diǎn)的電勢(shì)最高 C．x1和－x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 D．x1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 解析 沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng)，由題圖可得其電場(chǎng)線以O(shè)點(diǎn)為中心指向正、負(fù)方向(或從正、負(fù)無(wú)窮遠(yuǎn)指向O)，沿電場(chǎng)線電勢(shì)降落(最快)，所以O(shè)點(diǎn)電勢(shì)最高(或最低)，A、B錯(cuò)誤；由于電場(chǎng)沿x軸對(duì)稱分布，則O點(diǎn)到x1與O點(diǎn)到－x1的電勢(shì)差相等，故x1與－x1兩點(diǎn)電勢(shì)相等，C正確；x1和x3兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，電勢(shì)不相等，D錯(cuò)誤． 答案 C 7．一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下以初速度v0從t＝0時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其vt圖象如圖7所示．如粒子在2t0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，5t0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．以下說(shuō)法中正確的是(　　)． 圖7 A．A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EA＝EB B．A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為φA>φB C．粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做的總功為正 D．粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能先減少后增加 解析　由速度圖象可知粒子在A、B兩點(diǎn)加速度相同，受力相同，故A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)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(diǎn)速度為零，在B點(diǎn)速度不為零，故粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，C正確，D錯(cuò)誤；對(duì)負(fù)電荷，當(dāng)電勢(shì)能減少時(shí)電勢(shì)升高，B錯(cuò)誤． 答案　AC 8．一個(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6中虛線所示，圖8中的一組等距平行實(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(　　)． 圖8 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 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)． 答案　D 9．如圖9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(如圖)，P沿圓周移動(dòng)時(shí)，其電勢(shì)能Ep＝2.510－5sin θ(J)，則(　　)． 圖9 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0，是零勢(shì)面，電場(chǎng)線沿y軸方向，A對(duì)，C錯(cuò)；當(dāng)θ＝90時(shí)，Ep＝2.510－5 J＝EqR，解得E＝500 V/m，方向沿y軸負(fù)方向，B、D錯(cuò)． 答案　A 10．有一靜電場(chǎng)，其電勢(shì)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(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放，電場(chǎng)中P、Q兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為1 mm、4 mm.則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖10 A．粒子將沿x軸正方向一直向前運(yùn)動(dòng) B．粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí)，加速度大小相等、方向相反 C．粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能相等 D．粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功的功率相等 解析 根據(jù)題中的φ－x圖象，畫出電場(chǎng)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(cuò)誤；由牛頓第二定律知，粒子在P、Q兩點(diǎn)時(shí)的加速度滿足aP＝2aQ，則B錯(cuò)誤；由v－t圖象知，粒子在P、Q兩點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間分別是t0和(3－)t0，其速度相等，則C正確；粒子在P、Q兩點(diǎn)時(shí)的功率P＝Eqv，因電場(chǎng)強(qiáng)度不相同，故功率不同，則D錯(cuò)誤． 答案 C 11．如圖11所示，在足夠長(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)處電勢(shì)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(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)受重力、電場(chǎng)力、支持力．分解電場(chǎng)力，由豎直方向受力平衡得FN＝mg＋ksin 60 又因?yàn)閔＝rsin 60 由以上兩式解得支持力大小為FN＝mg＋ (2)從A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得 －qU＝mv2－mv 又因?yàn)閁＝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(shì)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(shí)間后發(fā)現(xiàn)小球打在A點(diǎn)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的軌跡． (2)求A、B間的距離sAB. (3)求小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能． 解析　(1)如下圖所示 (2)設(shè)小球的飛行時(shí)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(dòng)能定理得：mgsAB＝Ek－mv 即Ek＝mgsAB＋mv＝1.04410－4 J. 答案　(1)見(jiàn)解析圖　(2)7.210－2 m　(3)1.04410－4 J