2019屆高考物理總復(fù)習(xí)第七章靜電場(chǎng)第二節(jié)電場(chǎng)能的性質(zhì)課后達(dá)標(biāo).docx

第二節(jié) 電場(chǎng)能的性質(zhì)學(xué)生用書(shū)P321(單獨(dú)成冊(cè))(建議用時(shí)：60分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場(chǎng)，實(shí)線和虛線分別表示電場(chǎng)線和等勢(shì)線兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，設(shè)電場(chǎng)力對(duì)兩電子做的功分別為Wa和Wb，a、b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb，則()AWaWb，EaEbBWaWb，EaEbCWaWb，EaEb DWaWb，EaEb.選項(xiàng)A正確2已知電荷均勻分布的絕緣球，球殼對(duì)殼內(nèi)點(diǎn)電荷的作用力為零，對(duì)球殼外點(diǎn)電荷的作用力等于將所有電荷量全部集中在球心的點(diǎn)電荷對(duì)球外點(diǎn)電荷的作用力若真空中有一半徑為R的均勻帶正電的絕緣球，通過(guò)其球心作一條直線，用r表示該直線上某點(diǎn)到球心的距離，則該直線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨r變化的圖象正確的是()解析：選A.該球的電荷密度，球內(nèi)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于以距球心的距離r為半徑的球體所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，大小Ek，球外某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度Ek，只有選項(xiàng)A正確3如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn)，在以它們?yōu)轫旤c(diǎn)的三角形中，a30，c90.電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行已知a、b和c點(diǎn)的電勢(shì)分別為(2) V、(2) V和2 V該三角形的外接圓上最低、最高電勢(shì)分別為()A(2) V、(2) VB0、4 VC. V、 VD0、2 V解析：選B.如圖，圓心O是ab的中點(diǎn)，所以圓心O點(diǎn)的電勢(shì)為2 V，所以O(shè)c是等勢(shì)線，則電場(chǎng)線如圖中MN所示，方向由M指向N.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)均勻降低，過(guò)圓心的電勢(shì)為2 V，作aPMN，則aP為等勢(shì)線，則UOPOa V，UONUOPONOP1cos 30，解得UON2 V，則圓周上電勢(shì)最低為0，最高為4 V，選B.4如圖所示，a、b、c、d是某勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)，abcdL，adbc2L，電場(chǎng)線與矩形所在的平面平行已知a點(diǎn)電勢(shì)為20 V，b點(diǎn)電勢(shì)為24 V，d點(diǎn)電勢(shì)為12 V一個(gè)質(zhì)子從b點(diǎn)以速度v0射入此電場(chǎng)，入射方向與bc成45角，一段時(shí)間后經(jīng)過(guò)c點(diǎn)不計(jì)質(zhì)子的重力下列判斷正確的是()Ac點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)B場(chǎng)強(qiáng)的方向由b指向dC質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c，電場(chǎng)力做功為8 eVD質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c，電場(chǎng)力做功為4 eV解析：選C.由于是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故a、d的中點(diǎn)(設(shè)為E)電勢(shì)應(yīng)為a、d兩點(diǎn)的一半，即16 V，那么E、b的中點(diǎn)F電勢(shì)是20 V，和a點(diǎn)一樣連接a、F得到等勢(shì)線，則電場(chǎng)線與它垂直，正好是由b指向E.那么cE平行于aF，故c點(diǎn)電勢(shì)與E相同，也為16 V，小于a點(diǎn)電勢(shì)，A錯(cuò)誤；場(chǎng)強(qiáng)的方向由b指向E，B錯(cuò)誤；從b到c電勢(shì)降落了8 V，質(zhì)子電荷量為e，質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c，電場(chǎng)力做功8 eV，電勢(shì)能減小8 eV，C正確，D錯(cuò)誤5(2018河北張家口模擬)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)，其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中Ox2段是關(guān)于直線xx1對(duì)稱的曲線，x2x3段是直線，則下列說(shuō)法正確的是()Ax1處電場(chǎng)強(qiáng)度不為零B粒子在Ox2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x2x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)C. x2x3段的電場(chǎng)強(qiáng)度大小方向均不變，為一定值D在O、x1、x2、x3處電勢(shì)O、1、 2、3的關(guān)系為32O1解析：選C.根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：Epq，場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系：E，得：E.Epx圖象切線的斜率等于，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，x1處切線斜率為零，則x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故A錯(cuò)誤x2x3段斜率不變，場(chǎng)強(qiáng)不變，即電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向均不變，選項(xiàng)C正確由題圖看出在Ox1段圖象切線的斜率不斷減小，由上式知場(chǎng)強(qiáng)減小，粒子所受的電場(chǎng)力減小，加速度減小，做非勻變速運(yùn)動(dòng)x1x2段圖象切線的斜率不斷增大，場(chǎng)強(qiáng)增大，粒子所受的電場(chǎng)力增大，做非勻變速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系：Epq，粒子帶負(fù)電，q0，則知：電勢(shì)能越大，粒子所在處的電勢(shì)越低，所以有32O1，故D錯(cuò)誤6(2018四川名校檢測(cè))如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三條電場(chǎng)線，實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，由此可知()A帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的速度大于在Q點(diǎn)時(shí)的速度B帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大C帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)時(shí)的小，比在P點(diǎn)時(shí)的大D帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的加速度小于在Q點(diǎn)時(shí)的加速度解析：選A.根據(jù)牛頓第二定律可得maqE，又根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可以得出Q、R兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系為EREQ，則帶電粒子在R、Q兩點(diǎn)處的加速度的大小關(guān)系為aRaQ，故D錯(cuò)誤；由于帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受電場(chǎng)力作用，只有動(dòng)能與電勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，則帶電粒子的動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變，故C錯(cuò)誤；根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡與速度、合外力的關(guān)系可知，帶電粒子在R處所受電場(chǎng)力的方向?yàn)檠仉妶?chǎng)線向右，又由于該粒子帶負(fù)電，則R處電場(chǎng)的方向應(yīng)該向左，根據(jù)等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系可得R、Q兩點(diǎn)處電勢(shì)的關(guān)系為RQ，根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系Epq及帶電粒子的電性可得R、Q兩點(diǎn)處電勢(shì)能的關(guān)系為EpREpQ，則R、Q兩點(diǎn)處動(dòng)能的關(guān)系為EkREkQ，根據(jù)動(dòng)能的定義式Ekmv2可得R、Q兩點(diǎn)處速度大小的關(guān)系為vRvQ，故A正確；P、Q兩點(diǎn)處電勢(shì)的關(guān)系為PQ，根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系Epq及帶電粒子的電性可得P、Q兩點(diǎn)處電勢(shì)能的關(guān)系為EpPEpQ，故B錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題7.如圖所示，A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場(chǎng)中一個(gè)邊長(zhǎng)為10 cm的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為1 V、2 V、3 V，正六邊形所在平面與電場(chǎng)線平行下列說(shuō)法正確的是()A通過(guò)CD和AF的直線應(yīng)為電場(chǎng)中的兩條等勢(shì)線B勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為10 V/mC勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)橛蒀指向AD將一個(gè)電子由E點(diǎn)移到D點(diǎn)，電子的電勢(shì)能將減少1.61019 J解析：選ACD.由AC的中點(diǎn)電勢(shì)為2 V，所以BE為等勢(shì)線，CD、AF同為等勢(shì)線，故A正確；CA為電場(chǎng)線方向，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E V/m V/m，故B錯(cuò)誤，C正確；電子在移動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)其做正功，電勢(shì)能減小，由UEDUBC1 V，WEDeUED1.61019 J，D正確8.(高考全國(guó)卷)如圖，在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P、F四點(diǎn)，M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，F(xiàn)為MN的中點(diǎn)，M30.M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用M、N、P、F表示，已知MN ，PF，點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi)，則 ()A點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上B連接PF的線段一定在同一等勢(shì)面上C將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功DP大于M解析：選AD.電場(chǎng)是由正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，所以電場(chǎng)線由正點(diǎn)電荷指向無(wú)窮遠(yuǎn)處，并且跟點(diǎn)電荷距離相等的點(diǎn)，電勢(shì)相等，場(chǎng)強(qiáng)大小相等由于MN，PF，所以點(diǎn)電荷Q到M和N的距離相等，到P和F的距離相等，即過(guò)F作MN的中垂線，然后作FP的中垂線，兩中垂線的交點(diǎn)為點(diǎn)電荷Q所在的位置，由幾何知識(shí)得Q在MP上，如圖所示，選項(xiàng)A正確；點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中等勢(shì)面是球面，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；正試探電荷與Q同號(hào)，所以受斥力作用，故將其從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做正功，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系知點(diǎn)電荷Q距M的距離大，距P的距離小，所以MP，故選項(xiàng)D正確9(高考上海卷)靜電場(chǎng)在x軸上的場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷()A在x2和x4處電勢(shì)能相等B由x1運(yùn)動(dòng)到x3的過(guò)程中電勢(shì)能增大C由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先增大后減小D由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先減小后增大解析：選BC.由題圖可知， x1到x4場(chǎng)強(qiáng)先變大，再變小，則點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力先增大后減小，C正確，D錯(cuò)誤由x1到x3及由x2到x4過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，知A錯(cuò)誤，B正確10.(2018天津模擬)如圖所示為空間某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線，a、b兩點(diǎn)為其中一條豎直向下的電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，該兩點(diǎn)的高度差為h，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點(diǎn)靜止釋放后沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度大小為，則下列說(shuō)法中正確的是()A質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點(diǎn)靜止釋放后沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中動(dòng)能增加量等于電勢(shì)能減少量Ba、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差UC質(zhì)量為m、帶電荷量為2q的小球從a點(diǎn)靜止釋放后沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度大小為D質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點(diǎn)靜止釋放后沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度大小為解析：選BD.質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點(diǎn)靜止釋放后沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能與電勢(shì)能之和守恒，其動(dòng)能增加量等于重力勢(shì)能、電勢(shì)能的減少量之和，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)a、b之間的電勢(shì)差為U，由題意，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點(diǎn)靜止釋放后沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度大小為，根據(jù)動(dòng)能定理，mghqUm3gh，解得qUmgh，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差U，選項(xiàng)B正確；質(zhì)量為m、帶電荷量為2q的小球從a點(diǎn)靜止釋放后沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理得mgh2qUmv，解得v12，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點(diǎn)靜止釋放后沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理得mghqUmv，解得v2，選項(xiàng)D正確三、非選擇題11.(2018浙江金華模擬)如圖所示，一豎直固定且光滑絕緣的直圓筒底部放置一可視為點(diǎn)電荷的場(chǎng)源電荷A，其電荷量Q4103 C，場(chǎng)源電荷A形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)表達(dá)式為，其中k為靜電力常量，r為空間某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷A的距離現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m0.1 kg的帶正電的小球B，它與A球間的距離為a0.4 m，此時(shí)小球B處于平衡狀態(tài)，且小球B在場(chǎng)源電荷A形成的電場(chǎng)中具有的電勢(shì)能的表達(dá)式為Epk，其中r為A與B之間的距離另一質(zhì)量也為m的不帶電絕緣小球C從距離B的上方H0.8 m處自由下落，落在小球B上立刻與小球B黏在一起以2 m/s的速度向下運(yùn)動(dòng)，它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)，向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)為P.(g取10 m/s2，k9109 Nm2/C2)求：(1)小球C與小球B碰撞前的速度v0的大??？小球B的電荷量q為多少？(2)小球C與小球B一起向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，最大速度為多少？解析：(1)小球C自由下落H時(shí)獲得速度v0，由機(jī)械能守恒得：mgHmv解得v04 m/s小球B在碰撞前處于平衡狀態(tài)，對(duì)B球由平衡條件得：mg代入數(shù)據(jù)得：q108 C.(2)設(shè)當(dāng)B和C向下運(yùn)動(dòng)的速度最大為vm時(shí)，與A相距x，對(duì)B和C整體，由平衡條件得2mgk代入數(shù)據(jù)得：x0.28 m由能量守恒得：2mv22mga2mv2mgxk代入數(shù)據(jù)得vm2.16 m/s.答案：(1)4 m/s108 C(2)2.16 m/s12(2018濰坊模擬)如圖所示，帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷固定在傾角為30的光滑絕緣斜面底部的C點(diǎn)，斜面上有A、B兩點(diǎn)，且A、B和C在同一直線上，A和C相距為L(zhǎng)，B為AC中