魯科版高中物理選修31重難強(qiáng)化卷2　電場(chǎng)能的性質(zhì)

1、.重難強(qiáng)化卷二電場(chǎng)能的性質(zhì)40分鐘90分一、選擇題此題共10小題，每題6分，16為單項(xiàng)選擇，710為多項(xiàng)選擇1如圖7所示，光滑絕緣半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)為E.在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、帶電荷量q的小球，由靜止開場(chǎng)沿軌道運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242084】圖7A小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒B小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大C小球電勢(shì)能增加EqRD小球由靜止釋放到達(dá)最低點(diǎn)，動(dòng)能的增量等于mgRB小球在運(yùn)動(dòng)過程中除重力做功外，還有電場(chǎng)力做功，所以機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，重力與電場(chǎng)力均做正功，重力勢(shì)能減少mgR，電勢(shì)能減少EqR，而動(dòng)能增加m

2、gREqR，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，所以速度最大，因此B正確，C、D錯(cuò)誤2如圖8所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心，以R0.20 m為半徑的圓與坐標(biāo)軸交點(diǎn)分別為a、b、c、d，該圓所在平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸正方向成60°角，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為4 V、4 V、4 V，那么以下說法正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242085】圖8A該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E40 V/mB該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E80 V/mCd點(diǎn)的電勢(shì)為2 VDd點(diǎn)的電勢(shì)為4 VD在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，平行等長(zhǎng)的線段兩端的電勢(shì)差相等，有UbcUad，得d4 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；同理得O點(diǎn)電勢(shì)為零，又UaoERsin ，得E40 V/m，選項(xiàng)

3、A、B錯(cuò)誤3如圖9所示，兩個(gè)固定的等量異種電荷，在它們連線的垂直平分線上有a、b、c三點(diǎn)，以下說法正確的選項(xiàng)是圖9Aa點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)高Ba、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向一樣，a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)大Ca、b、c三點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)電勢(shì)相等D一不計(jì)重力的帶電粒子，在a點(diǎn)無初速釋放，那么它將在a、b線上運(yùn)動(dòng)C等量異種電荷連線的垂直平分線是一條等勢(shì)線，一直延伸到無窮遠(yuǎn)處，即a、b、c三點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)電勢(shì)相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向一樣，b處電場(chǎng)線較密，場(chǎng)強(qiáng)較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；帶電粒子在a點(diǎn)無初速釋放，所受的電場(chǎng)力方向與ab連線垂直，不可能沿ab連線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤4如圖10所示，虛線AB和CD分別為橢圓的長(zhǎng)軸和短軸，

4、相交于O點(diǎn)，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別處于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)M、N上，以下說法正確的選項(xiàng)是圖10AA、B兩點(diǎn)電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均一樣BC、D兩點(diǎn)電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均一樣C在虛線AB上O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大D帶正電的試探電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能B根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，結(jié)合等量異種電荷電場(chǎng)線、等勢(shì)面分布對(duì)稱性特點(diǎn)可知，A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一樣，A點(diǎn)電勢(shì)高，C、D兩點(diǎn)電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均一樣，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)電場(chǎng)線疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小可知，在A、B之間，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；O點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)，正電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤5如圖11所示，M和N是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩個(gè)等勢(shì)面，相距為d，電勢(shì)差為U，一

5、質(zhì)量為m的電子以初速度v0通過等勢(shì)面M射入兩等勢(shì)面之間，那么該電子穿過等勢(shì)面N的速度應(yīng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242086】圖11A.Bv0C. D.C電場(chǎng)力對(duì)電子做正功，由eUmv2mv得v，選項(xiàng)C正確6如圖12，P是固定的點(diǎn)電荷，虛線是以P為圓心的兩個(gè)圓帶電粒子Q在P的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，a、b、c為軌跡上的三個(gè)點(diǎn)假設(shè)Q僅受P的電場(chǎng)力作用，其在a、b、c點(diǎn)的加速度大小分別為aa、ab、ac，速度大小分別為va、vb、vc.那么圖12Aaa>ab>ac，va>vc>vbBaa>ab>ac，vb>vc>vaCab>ac>

6、aa，vb>vc>vaDab>ac>aa，va>vc>vbDa、b、c三點(diǎn)到固定的點(diǎn)電荷P的間隔 rb<rc<ra，那么三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由Ek可知Eb>Ec>Ea，故帶電粒子Q在這三點(diǎn)的加速度ab>ac>aa.由運(yùn)動(dòng)軌跡可知帶電粒子Q所受P的電場(chǎng)力為斥力，從a到b電場(chǎng)力做負(fù)功，由動(dòng)能定理|qUab|mvmv<0，那么vb<va，從b到c電場(chǎng)力做正功，由動(dòng)能定理|qUbc|mvmv>0，vc>vb，又|Uab|>|Ubc|，那么va>vc，故va>vc>vb，選項(xiàng)D正確7如圖13

7、所示為某靜電場(chǎng)等勢(shì)面的分布情況，電荷量為1.6×109 C的正電荷從A到B靜電力做功W1，從B到C靜電力做功W2，從C到D靜電力做功W3，假設(shè)從A直接到D靜電力做功W4，那么圖13AW13.2×108 JBW21.6×108 JCW33.2×108 JDW44.8×108 JBD靜電力做功與電荷運(yùn)動(dòng)的途徑無關(guān)，只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)從A到B，靜電力對(duì)電荷做的功為W1qUABqAB1.6×109×4020 J3.2×108 J，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同理可得選項(xiàng)B、D正確，C錯(cuò)誤8a、b、c三個(gè)不同的帶電粒子以一樣的

8、程度初速度由同一點(diǎn)垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，其軌跡如圖14所示，粒子的重力不計(jì)，其中b粒子恰好能飛出電場(chǎng)，由此可以肯定 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242087】圖14A三個(gè)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tatbtcB三個(gè)粒子的比荷，a粒子的最大C三個(gè)粒子的速度變化量相等D電場(chǎng)力對(duì)a、b做的功無法確定BD程度的初速度一樣，由程度位移可以判斷三個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tatbtc，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；帶電粒子在豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，由y··t2知，選項(xiàng)B正確；由于初速度一樣，那么速度的方向偏轉(zhuǎn)得越大，速度的變化量越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；三個(gè)粒子的電荷量無法確定，故電場(chǎng)力做的功無法確定，選項(xiàng)D正

9、確9如圖15所示為某一點(diǎn)電荷所形成的一簇電場(chǎng)線，a、b、c三條虛線為三個(gè)帶電粒子以一樣的速度從O點(diǎn)射入電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中b虛線是以點(diǎn)電荷為圓心的一段圓弧，AB的長(zhǎng)度等于BC的長(zhǎng)度，且三個(gè)粒子的電荷量大小相等，不計(jì)粒子重力，那么以下說法正確的選項(xiàng)是圖15Aa一定是正粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，b和c一定是負(fù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡B由于AB的長(zhǎng)度等于BC的長(zhǎng)度，故|UAB|UBC|Ca虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度越來越小，c虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度越來越大，b虛線對(duì)應(yīng)的粒子的加速度大小不變Db虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量大于c虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量CD只能判斷b和c對(duì)應(yīng)的粒子是同種電荷，與a對(duì)應(yīng)的粒子是異種電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于A與

10、B間的場(chǎng)強(qiáng)比B與C間的場(chǎng)強(qiáng)小，那么|UAB|UBC|，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；a虛線對(duì)應(yīng)的粒子通過的電場(chǎng)線逐漸變疏，即場(chǎng)強(qiáng)逐漸變小，所受的電場(chǎng)力逐漸變小，加速度逐漸變小，c虛線對(duì)應(yīng)的粒子通過的電場(chǎng)線逐漸變密，即場(chǎng)強(qiáng)逐漸變大，加速度逐漸變大，b虛線對(duì)應(yīng)的粒子通過的電場(chǎng)線疏密不變，即場(chǎng)強(qiáng)不變，加速度不變，選項(xiàng)C正確；b虛線對(duì)應(yīng)的粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在O點(diǎn)有qEOF向b，c虛線對(duì)應(yīng)的粒子做近心運(yùn)動(dòng)，在O點(diǎn)有qEOF向c，結(jié)合F向m可知b虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量大于c虛線對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量，選項(xiàng)D正確10空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，有一電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)以速率v0射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0.現(xiàn)有另一電荷量為

11、q、質(zhì)量為m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0.假設(shè)忽略重力的影響，那么A在O、A、B三點(diǎn)中，B點(diǎn)電勢(shì)最高B在O、A、B三點(diǎn)中，A點(diǎn)電勢(shì)最高COA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差大DOA間的電勢(shì)差比BA間的電勢(shì)差小AD正電荷由O到A，動(dòng)能增加，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，電勢(shì)降低，O點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)高；負(fù)電荷從O到B，動(dòng)能增加，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，電勢(shì)升高，B點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)高，所以B點(diǎn)電勢(shì)最高，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤由以上分析可知，A、O、B三點(diǎn)中，有qUOAmv，qUBOmv，UOAUBO，UOAUBA，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確二、非選擇題此題共2小題，共30分1115分如圖16

12、所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度E104 N/C的程度勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一根長(zhǎng)l15 cm的細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一個(gè)質(zhì)量m3 g、電荷量q2×106 C的帶正電小球，當(dāng)細(xì)線處于程度位置時(shí)，小球從靜止開場(chǎng)釋放，g取10 m/s2.圖161小球到達(dá)最低點(diǎn)B的過程中重力勢(shì)能、電勢(shì)能分別變化了多少？2假設(shè)取A點(diǎn)電勢(shì)為零，小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能、電勢(shì)分別為多大？3小球到B點(diǎn)時(shí)速度為多大？繩子張力為多大？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242088】解析1根據(jù)功能關(guān)系有Epmgl4.5×103 JEp電Eql3×103 J.2Ep電EpBEpAEpB3×103 JEpAAqEpBBqB V1.5

13、×103 V.3小球從A到B的過程，由動(dòng)能定理得mglEqlmv所以vB1 m/s在B點(diǎn)對(duì)小球分析得Tmg代入數(shù)據(jù)解得T5×102 N.答案1重力勢(shì)能變化了4.5×103 J電勢(shì)能變化了3×103 J23×103 J1.5×103 V31 m/s5×102 N1215分如圖17所示，程度放置的兩平行金屬板A、B相距d，電容為C，開場(chǎng)兩板均不帶電，A板接地且中央有孔現(xiàn)將帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電液滴一滴一滴地從小孔正上方h高處無初速度地滴下，落向B板后電荷全部傳給B板試求：圖171第幾滴液滴在A、B間可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)？2可以到達(dá)B板的液滴不會(huì)超過多少滴？解析1當(dāng)電荷量為q的液滴落在B板上時(shí)，電容器的兩極板上