人教版必修第三冊2020_2021學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)5電勢能和電勢含解析

1、課時分層作業(yè)（五）電勢能和電勢（時間：40分鐘分值：100分）合格基礎(chǔ)練一、選擇題（本題共6小題，每小題6分，共36分）1.（多選）下列關(guān)于電勢高低的判斷，正確的是（）A.負(fù)電荷從 A移到B時，靜電力做正功， A點(diǎn)的電勢一定較高B.負(fù)電荷從 A移到B時，電勢能增加，A點(diǎn)的電勢一定較低C.正電荷從 A移到B時，電勢能增加，A點(diǎn)的電勢一定較低D.正電荷只在靜電力作用下由靜止開始從A移到B, A點(diǎn)的電勢一定較高CD 根據(jù)靜電力做功和電勢能變化的關(guān)系，不管是正電荷還是負(fù)電荷，只要靜電力做 正功，電勢能就減少，只要靜電力做負(fù)功，電勢能就增加；正、負(fù)電荷在電勢高低不同的位 置具有的電勢能不同， 正電荷在電

2、勢高處具有的電勢能大，負(fù)電荷在電勢低處具有的電勢能 大；正電荷只在靜電力作用下從靜止開始從 A移到B,靜電力一定做正功，電勢能減小，電 勢能降低，故 A點(diǎn)電勢一定較高，選項(xiàng) C D正確。2.關(guān)于同一電場的電場線，下列表述正確的是（）A.電場線是客觀存在的B.電場線越密，電場強(qiáng)度越小C.沿著電場線方向，電勢越來越低D.電荷在沿電場線方向移動時，電勢能減小C 電場是客觀存在的， 而電場線是假想的，A錯；電場線越密的地方電場越強(qiáng)，B錯;沿著電場線的方向電勢逐漸降低，C對；負(fù)電荷沿著電場線方向移動時電場力做負(fù)功，電勢 能增加，D錯。3.如圖所示，Q是帶正電的點(diǎn)電荷，Pi、P2為其產(chǎn)生的電場中的兩點(diǎn)，若

3、Ei、巳分別為R和P2兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小，6 1、6 2分別為R和F2兩點(diǎn)的電勢，則（A. Ei>E,（）i>（）2C.Ei<E,人>62A 由正電荷周圍電場線的特點(diǎn)可知B. E>E, 6 i< 6 2D. E<E2, 人<62Ei>E,沿電場線方向電勢逐漸降低,選項(xiàng)A正確。4.由如圖所示的電場線可判定（） iA.該電場一定是勻強(qiáng)電場B. A點(diǎn)的電勢一定低于 B點(diǎn)的電勢C.負(fù)電荷放在B點(diǎn)的電勢能比放在 A點(diǎn)的電勢能大D.負(fù)電荷放在B點(diǎn)所受電場力方向向右C 由題圖可知，該電場線為直線，在我們常接觸的電場中， 勻強(qiáng)電場的電場線為直線, 但點(diǎn)電

4、荷的電場線也是直線， 故選項(xiàng)A錯誤；電勢的高低可根據(jù)電場線的方向由高電勢指向 低電勢判斷，則（1）A>p,故選項(xiàng)B錯誤；由于<）A>（）B,故正電荷在 A點(diǎn)的電勢能大，而負(fù)電荷在B點(diǎn)的電勢能大，故選項(xiàng)C正確；負(fù)電荷在電場中所受電場力的方向與該點(diǎn)場強(qiáng)的方 向相反，故選項(xiàng)D錯誤。5.（多選）將一電荷量為+ Q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場線分布如圖所示，金屬球表面的電勢處處相等。a、b為電場中的兩點(diǎn)，則（）A. a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比 b點(diǎn)的大B. a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高C.檢驗(yàn)電荷一q在a點(diǎn)的電勢能比在 b點(diǎn)的大D.將檢驗(yàn)電荷一q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中，電場力做負(fù)功ABD

5、由題圖可知，a處電場線比b處密，所以E>E,選項(xiàng)A正確；沿著電場線的方向 電勢不斷降低，a點(diǎn)電勢高于不帶電金屬球的電勢，不帶電金屬球的電勢高于b點(diǎn)電勢，所以6 a> 6 b,選項(xiàng)B正確；負(fù)電荷在高電勢點(diǎn)的電勢能小，選項(xiàng) C錯誤；檢驗(yàn)電荷一 q從a 點(diǎn)移到b點(diǎn)時，電勢能增大，故電場力做負(fù)功，選項(xiàng) D正確。6 . 一帶電油滴在勻強(qiáng)電場 E中的運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下。若不 計空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動到b的過程中，下列說法正確的是（）A.油滴帶正電B.電勢能增加C.動能增加D.重力勢能和電勢能之和增加C 由題圖的軌跡可知靜電力大于重力且方向向上，由電場方向知油滴帶負(fù)

6、電，則從a到b靜電力做正功，電勢能減少，又有靜電力做的功大于克服重力做的功，所以動能增力口, 由能量守恒定律知重力勢能和電勢能之和減少，所以選項(xiàng)C正確。二、非選擇題(14分)7 .將帶電荷量qi=+1.0 X 108 C的點(diǎn)電荷，從無限遠(yuǎn)處移到勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn)，需克服電場力做功2.0X10 6J, qi在P點(diǎn)受到的電場力是 2.0X105 N,方向向右。試求：(1) P點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向；(2)電荷的電勢能在移動過程中如何變化？電荷在P點(diǎn)的電勢能是多少？5F 2.0X10、 ， ， ,解析(1) E= . c 8 N/C = 2 000 N/C ,萬向向右。q1 1.0 x 10(2)無窮遠(yuǎn)處

7、電勢能為零，電荷在由無窮遠(yuǎn)處移到該點(diǎn)過程中電場力做負(fù)功，電勢能增加，在P點(diǎn)的電勢能等于該過程中克服電場力做的功Ep=W=2.0X10-6 J。答案(1)2 000 N/C 向右 (2)增加2. 0X10 6 J等級過關(guān)練一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1 .在如圖所示的四個電場中，均有相互對稱分布的a、b兩點(diǎn)，其中a、b兩點(diǎn)電勢和場強(qiáng)都相同的是()ABCDC 因?yàn)殡妱菔菢?biāo)量，并且 a、b在題中的四個電場中具有對稱性，故四個電場中a、b兩點(diǎn)的電勢都是相等的，而電場強(qiáng)度是矢量，A圖中兩對稱點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相反；B圖中兩個場強(qiáng)疊加后，a點(diǎn)的場強(qiáng)方向斜向右上方，b點(diǎn)的場強(qiáng)方向

8、斜向右下方；C圖中兩對稱點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，方向都是水平向右；D圖中a點(diǎn)的場強(qiáng)方向向上，b點(diǎn)的場強(qiáng)方向向下，因此只有選項(xiàng) C正確。2 .如圖所示，在真空中有兩個帶相等電荷量的正電荷q1和q2,它們分別固定在 A、B兩點(diǎn)，CD為A B連線的中垂線?，F(xiàn)將正電荷 q3由C沿CD移至無限遠(yuǎn)處，在此過程中 ()a % aA. q3的電勢能逐漸增加B. q3的電勢能先逐漸增加，后逐漸減少C. q3受到的靜電力逐漸減小D. q3受到的靜電力先逐漸增大，后逐漸減小D CD線上各點(diǎn)場強(qiáng)方向均為 OD,電場強(qiáng)度大小先逐漸增大，再逐漸減小，所受靜電力先逐漸增大，再逐漸減小，選項(xiàng) C錯誤，選項(xiàng)D正確；靜電力一直對電荷

9、q3做正功， 電勢能逐漸減小，選項(xiàng) A、B錯誤。3.帶有等量異種電荷的一對平行金屬板，如果兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大，即使在兩極板之間，它的電場線也不是彼此平行的直線，而是如圖所示的曲線（電場的方向未畫出）。在圖中，若上極板帶正電， 虛線MN穿過兩板正中央的一條直線，則關(guān) 于這個電場，以下說法正確的是 （）A. a點(diǎn)的場強(qiáng)小于b點(diǎn)的場強(qiáng)B. b點(diǎn)的電勢低于c點(diǎn)的電勢C.平行金屬板之間的電場，可以看作勻強(qiáng)電場D.若將一正電荷從電場中的任一點(diǎn)由靜止釋放，它必將沿電場線運(yùn)動到負(fù)極板B 由電場線疏密可知，a點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng)，選項(xiàng)A錯誤；由于（）b=（）d,而6 c> 6 d,

10、 所以<h>（1）b,選項(xiàng)B正確；由于電場線不是平行等間距直線，所以平行金屬板間電場不能 看作勻強(qiáng)電場，選項(xiàng)C錯誤；由于有的電場線不是直線，所以電荷不一定沿電場線運(yùn)動，選項(xiàng)D錯誤。4.（多選）如圖甲所示，AB是電場中的一條直線，電子以某一初速度從A點(diǎn)出發(fā)，僅在電場力作用下沿 AB運(yùn)動到B點(diǎn)，其v-t圖像如圖乙所示。關(guān)于 A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度 日、B 和電勢（J）A、（） B的關(guān)系，下列判斷正確的是 （）A. Ea>BB.日<EbC. （） A> （j） BD, （j） A< （j） BAC 由v-t圖像可知：電子做的是加速度越來越小的變減速運(yùn)動，電子受到的電

11、場力就是其所受的合外力，即電場力越來越小，由 F=Eq可知，電場強(qiáng)度越來越小，即日Eb, A選項(xiàng)正確；由于電子帶負(fù)電，其所受的電場力方向與電場強(qiáng)度方向相反，則電場強(qiáng)度的方向應(yīng)為由A指向B,由沿電場線方向電勢越來越低，可得6。（J）b, c選項(xiàng)正確。二、非選擇題（本題共2小題，共26分）5. （13分）某電場中有 A B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)的電勢分別是心=5 V,如=-2 V,巾c =0,現(xiàn)有一電荷量q= - 6xi0 C的點(diǎn)電荷P,求:(1)該點(diǎn)電荷在A、B、C三點(diǎn)的電勢能各為多大？(2)若將P從A移到B,則靜電力做功多少？電勢能變化了多少?(3)若將P從B移到C,則靜電力做功多少？電勢能變化了多少

12、?解析(1)由題意可知電勢(1) A屋 () B,而沿電場線的方向電勢降低，則電場線的方向由A指向B,點(diǎn)A的電勢能為EA=q 3 6X10 6 CX 5 V= 3X10 5 J點(diǎn)B的電勢能為&B=q()b= 6X10 6 CX ( - 2) V =1.2 x 10 5 J點(diǎn)C的電勢能為E)c= q()c= 6X10 6 ex 0 v = 0。(2)電荷從A移到B的過程中，電場力做的功為WAB= &a Epb= -3X 10 5 J -1.2 X 10 5 J =-4.2 X 10 5 J ,電勢能增大了 4.2 X 10 5 J。(3)電荷從B移到C的過程中，電場力做的功為WB

13、C= Bb bc= 1.2X10 5 J,電勢能減小了 1.2X10-5J。答案(1) -3X10 5 J 1.2X10 5J 0(2) -4.2X10 5 J 電勢能增大了 4.2 X10 5 J(3)1.2 X10 5 J 電勢能減小了 1.2X10-5 J6. (13分)如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，電場線與水平方向的夾角為0 ,有一質(zhì)量為m帶電荷量為+ q的帶電小球，用長為 L的細(xì)線懸掛于 O點(diǎn)，當(dāng)小球靜止時，細(xì)線 OA恰好呈 水平狀態(tài)。(重力加速度為g)(1)求電場強(qiáng)度的大??；(2)若用外力使小球繞 O點(diǎn)做半徑為L的圓周運(yùn)動沿圓弧(圖中虛線)從A點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn) 正下方的B點(diǎn)，求此過程中電場力

14、對小球做的功。解析(1)小球靜止在A點(diǎn)時，根據(jù)平衡方程得：qEsin 0 mg= 0則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為：E=口。(2)小球沿圓弧從 A運(yùn)動到B的過程中，沿電場線方向發(fā)生的位移為：s=Lcos 0+Lsin根據(jù)功的定義式可知，該過程中電場力做的功為:VAB= - qE（ Lcos 8+Lsin 0 ）則：VAB= - mgLCOS-+ 1。s sin 0cos一mgLsn會員升級服務(wù)第一撥清北季神馬，有清華北大學(xué)靠方法論課；還有清華學(xué)新向所有的父母親述自己求學(xué)之路;衡水名校試卷悄悄的上線T；掃qq舞取官冏不首發(fā)課程，很多人我沒告訴他夠！會員qq專事等你來擦贈送：高中地理第五章4拋體運(yùn)動的規(guī)律A組

15、：合格性水平訓(xùn)練1 .（平拋運(yùn)動的理解）關(guān)于平拋運(yùn)動，下列說法正確的是 （）A.平拋運(yùn)動是非勻變速運(yùn)動B.平拋運(yùn)動是勻速運(yùn)動C.平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動D.平拋運(yùn)動的物體落地時的速度可能是豎直向下的答案 C解析 做平拋運(yùn)動的物體只受重力作用，產(chǎn)生恒定的加速度，是勻變速運(yùn)動，其初速度與合外力不共線，是曲線運(yùn)動，故平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動，A、B錯誤，C正確；平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動，故落地時的速度是水平方向的分速度和豎直方向的分速度的合速度，其方向一定與豎直方向（或水平方向）有夾角，D錯誤。2 .（平拋運(yùn)動的理解）從離地面h高處投出 A B、C三個小球，A

16、球自由下落，B球以 速度V水平拋出，C球以速度2v水平拋出，則它們落地時間 tA、tB、tc的關(guān)系是（不計空氣 阻力）（）A. t A< t B< t C B . t A> t B> t CC. t A< t B= t C D . t A= t B= t C答案 D解析 平拋運(yùn)動物體的飛行時間僅與高度有關(guān)，與水平方向的初速度大小無關(guān)，故tB=t C,而平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動為自由落體運(yùn)動，所以tA=tB=tC, D正確。3 .（平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用）（多選）兩個物體做平拋運(yùn)動的軌跡如圖所示，設(shè)它們拋出的初速度分別為va、vb,從拋出至碰到臺上的時間分別為ta、tb,則

17、（A. va > vbC. t a > t bD. t a< t b答案 AD12解析由題圖知，hb> ha,因?yàn)閔=2gt ,所以taVtb,又因?yàn)閄=vot ,且Xa>Xb,所以 va >vb, A、D 正確。4 .（平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用）如圖所示，在同一豎直面內(nèi)，小球 a、b從高度不同的兩點(diǎn), 分別以初速度va和vb沿水平方向拋出，經(jīng)過時間 t a和tb后落到與兩拋出點(diǎn)水平距離相等的 P點(diǎn)。若不計空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是 （ ）13.12 h= 2gt可知tbta,而小球a、b運(yùn)動的水平A正確。A. ta>tb, vaVvb B . ta>

18、;tb, va>vbC. taVtb, vaVvb D . taVtb, va>vb答案 A解析由于小球b距地面的高度小，由距離相等，由X=v0t可知，vaVvb。由此可知5 .（平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用）（多選）物體以初速度V0水平拋出，若不計空氣阻力，重力加速度為g,則當(dāng)其豎直分位移與水平分位移相等時，以下說法中正確的是A.豎直分速度等于水平分速度B.瞬時速度大小為C.運(yùn)動的時間為D.運(yùn)動的位移大小為2 2v2g答案BCD解析由位移相等可知v0t =2,解得t=2；，又由于Vy=gt=2Vo,所以 V = vX + Vy=5v0,s = x2+ y2=y2v0t =2、/2vo Z一

19、，故A錯誤，日C、D正確。g6.（平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用）斜面上有P、R & T四個點(diǎn)，如圖所示，PR= RS= ST從P點(diǎn)正上方的Q點(diǎn)以速度v水平拋出一個物體，物體落于 R點(diǎn)，若從Q點(diǎn)以速度2v水平拋出一個物體，不計空氣阻力，則物體落在斜面上的（）A. R與S間的某一點(diǎn)B. S點(diǎn)C. S與T間某一點(diǎn)D. T點(diǎn)答案 A解析 平拋運(yùn)動的時間由下落的高度決定，下落的高度越高，運(yùn)動時間越長。如果沒有斜面，從 Q點(diǎn)以速度2v平拋，物體下落至與 R等高時，其位置恰位于 S點(diǎn)的正下方的一 點(diǎn)，但實(shí)際當(dāng)中斜面阻礙了物體的下落，物體會落在R與S點(diǎn)之間斜面上的某個位置，A項(xiàng)正確。7.（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動問

20、題 ）兩個相同高度的斜面傾角分別為 30°、60° ,兩小球 分別由斜面頂端以相同水平速度 v水平拋出，如圖所示，不計空氣阻力，假設(shè)兩球都能落在 斜面上，則分別向左、右兩側(cè)拋出的小球下落高度之比為（ ）A. 1 ： 2 B , 3 ： 1C. 1 ： 9 D , 9 ： 1答案 C解析 根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律以及落在斜面上的特點(diǎn)可知，x=vt, y=；gt2, tan e =（分別將e為30。、60。代入可得兩球平拋所經(jīng)歷的時間之比為1 ： 3,兩球下落高度之比為1 ： 9, C正確。8.（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動問題）跳臺滑雪是勇敢者的運(yùn)動，運(yùn)動員在專用滑雪板上，不帶雪杖在助滑路

21、上獲得高速后水平飛出，在空中飛行一段距離后著陸，這項(xiàng)運(yùn)動極為壯觀。設(shè)一位運(yùn)動員由a點(diǎn)沿水平方向躍起，到山坡 b點(diǎn)著陸，如圖所示。測得 a、b間距離L= 40 mq山坡傾角0 =30° ,山坡可以看成一個斜面。試計算（不計空氣阻力，g取10 m/s2）：（1）運(yùn)動員起跳后在空中從a至ij b飛行的時間;（2）運(yùn)動員在a點(diǎn)的起跳速度大小。答案 （1）2 s （2）10 :3 m/s解析（1）運(yùn)動員做平拋運(yùn)動，其位移為 L,將位移分解，其豎直方向上的位移Lsin 01 . 2= ,gt解得t =2X40Xsin3010 水平方向上的位移Lcos e =vct解得運(yùn)動員在a點(diǎn)的起跳速度v&#

22、176;=10，3 m/s。B組：等級性水平訓(xùn)練9 .（綜合）如圖所示，從一根內(nèi)壁光滑的空心豎直鋼管A的上端邊緣，沿直徑方向向管 內(nèi)水平拋入一鋼球，球與管壁多次相碰后落地（球與管壁相碰時間不計）。若換一根等高但較粗的內(nèi)壁光滑的空心豎直鋼管B,用同樣的方法拋入此鋼球，則運(yùn)動時間（）A.在A管中的球運(yùn)動時間長B.在B管中的球運(yùn)動時間長C.在兩管中的球運(yùn)動時間一樣長D.無法確定答案 C度V0拋出一個小球，不計空氣阻力,它落在斜面上B點(diǎn)所用的時間為2vosin 92votan 9A. B.C. g答案解析設(shè)小球落在B點(diǎn)時豎直速度為Vy速度與水平方向的夾角為由推論知tan （3= 2tan 0 ,而且t

23、an (3Vy ,一,所以 Vy=2votan 8 ,故 t =VoVy 2votan 0B正確。11.（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動問題）一水平拋出的小球落到一傾角為3的斜面上時，其速度方向與斜面垂直,運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示。 則小球在豎直方向下落的距離與水平方向通過的距離之比為（ 一 12tan b C. tornD.12tan (3解析 小球被拋出后，做平拋運(yùn)動，與管壁發(fā)生碰撞，水平方向速度反向，豎直方向 速度不變，豎直方向仍然只受重力，做自由落體運(yùn)動，小球的落地時間只取決于豎直高度,Co所以從同一高度水平拋出，小球在空中的運(yùn)動時間不會改變。故選A點(diǎn)，以水平速10 .（與斜面結(jié)合的平拋運(yùn)動問題）

24、如圖所示，從傾角為 e的斜面上的答案 Dy解析 設(shè)小球在豎直方向下落的距離y與水平方向通過的距離x之比等于tan a ,即xtan a ,如圖所示。又 tan 0 =r, tan 0 =2tan a ,所以 y=tan a 1 ° ,故 D正確。tan （3x2tan （312.（ 一般拋體運(yùn)動問題）（多選）如圖所示，水平地面上不同位置的三個小球斜上拋，沿 三條不同的路徑運(yùn)動最終落在同一點(diǎn)，三條路徑的最高點(diǎn)是等高的，若忽略空氣阻力的影響,下列說法正確的是（）A.沿路徑1拋出的小球落地的速率最大B.沿路徑3拋出的小球在空中運(yùn)動的時間最長C.三個小球拋出的初速度豎直分量相等D.三個小球拋出的初速度水平分量相等答案 AC解析 根據(jù)運(yùn)動的合成與分解，將初速度分解為豎直方向和水平方向的分速度，三個