高中物理滬科版1第二章電場與示波器學(xué)業(yè)分層測評(píng)5

學(xué)業(yè)分層測評(píng)(五)研究電場的能的性質(zhì)(一)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．某電場的一條電場線如圖2-2-4所示，在正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中()圖2-2-4A．電場力對(duì)電荷做正功B．電場力對(duì)電荷不做功C．電荷克服電場力做功D．電勢能增加【解析】正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做正功，電勢能減小，故A正確．【答案】A2．(多選)一個(gè)電荷只在電場力作用下從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場力做了5×10－6J的功，那么()A．電荷在B處時(shí)將具有5×10－6J的電勢能B．電荷在B處將具有5×10－6J的動(dòng)能C．電荷的電勢能減少了5×10－6JD．電荷的動(dòng)能增加了5×10－6J【解析】根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系可知，電場力做正功，電勢能減小，選項(xiàng)C正確；根據(jù)動(dòng)能定理，外力(電場力)對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化，電場力對(duì)物體做功為5×10－6J，物體的動(dòng)能就會(huì)增加5×10－6J，故選項(xiàng)D正確．【答案】CD3．(多選)下列說法中正確的是()A．當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大B．當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能減小C．一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能減小D．一個(gè)正電荷與另一個(gè)負(fù)電荷相互靠近時(shí)，它們的電勢能增大【解析】當(dāng)兩個(gè)同種電荷相互靠近時(shí)，電場力做負(fù)功，電勢能增大；異種電荷相互靠近時(shí)，電場力做正功，電勢能減小．【答案】AC4.兩個(gè)電荷量分別為＋q和－q的帶電小球，固定在一條長為l的絕緣細(xì)桿的兩端，置于電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，桿與場強(qiáng)方向平行，其位置如圖2-2-5所示．若桿繞過O點(diǎn)且垂直于桿的軸線轉(zhuǎn)過180°，則在此過程中電場力做的功為()圖2-2-5A．0 B．qElC．2qEl D．πqEl【解析】電場力做功的特點(diǎn)，只與始末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)；轉(zhuǎn)過180°的過程中，電場力對(duì)＋q、－q均做正功，大小均qEl，總功為2qEl.【答案】C5．如圖2-2-6所示，一帶電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡．M和N是軌跡上的兩點(diǎn)，其中M點(diǎn)在軌跡的最右點(diǎn)．不計(jì)重力，下列表述正確的是()圖2-2-6A．粒子在M點(diǎn)的速率最大B．粒子所受電場力沿電場方向C．粒子在電場中的加速度不變D．粒子在電場中的電勢能始終在增加【解析】根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)物體的受力特點(diǎn)：合力指向軌跡的凹側(cè)，再結(jié)合電場力的特點(diǎn)可知帶負(fù)電的粒子受到的電場力方向與電場線方向相反，B錯(cuò)；從N到M電場力做負(fù)功，減速，電勢能在增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)M點(diǎn)后電場力做正功，加速，電勢能減小，則在M點(diǎn)的速率最小，故A、D錯(cuò)；在整個(gè)過程中只受恒定的電場力，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度不變，故C正確．【答案】C6.(多選)如圖2-2-7所示，A、B、C為電場中同一電場線上的三點(diǎn)．設(shè)電荷在電場中只受電場力作用，則下列說法中正確的是()圖2-2-7A．若在C點(diǎn)無初速度地釋放正電荷，則正電荷向B運(yùn)動(dòng)，電勢能減少B．若在C點(diǎn)無初速度地釋放正電荷，則正電荷向B運(yùn)動(dòng)，電勢能增大C．若在C點(diǎn)無初速度地釋放負(fù)電荷，則負(fù)電荷向A運(yùn)動(dòng)，電勢能增大D．若在C點(diǎn)無初速度地釋放負(fù)電荷，則負(fù)電荷向A運(yùn)動(dòng)，電勢能減少【解析】在C點(diǎn)釋放正電荷，正電荷受的電場力方向是C到B，因此電荷向B的方向運(yùn)動(dòng)，電場力做正功，電勢能減少，A對(duì)；在C點(diǎn)釋放負(fù)電荷，負(fù)電荷受的電場力方向是C到A，因此電荷向A的方向運(yùn)動(dòng)，電場力做正功，電勢能減少，D對(duì)．【答案】AD7．(多選)如圖2-2-8所示，點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn)，一帶電粒子在庫侖力作用下，做以Q為焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)．M、N為橢圓長軸端點(diǎn)上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是()圖2-2-8A．帶電粒子與點(diǎn)電荷的電性相同B．帶電粒子與點(diǎn)電荷的電性相反C．帶電粒子在M點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能D．帶電粒子在M點(diǎn)的電勢能小于在N點(diǎn)的電勢能【解析】帶電粒子繞點(diǎn)電荷Q做橢圓運(yùn)動(dòng)，受引力作用，故電性相反，A錯(cuò)誤，B正確．帶電粒子由M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，電場力做負(fù)功，電勢能增加，故C錯(cuò)誤，D正確．【答案】BD8．如圖2-2-9所示的是一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E＝2×102N/C，現(xiàn)讓一個(gè)電荷量q＝－4×10－8C的電荷沿電場方向從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，MN間的距離s＝30cm圖2-2-9(1)電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢能的變化；(2)M、N兩點(diǎn)間的電勢差．【解析】(1)電荷克服靜電力做功為W＝qEs＝4×10－8×2×102×J＝×10－6J，即電荷電勢能增加了×10－6J.(2)從M點(diǎn)到N點(diǎn)電荷克服靜電力做功，即靜電力對(duì)電荷做負(fù)功，即WMN＝－×10－6J，則M、N兩點(diǎn)間的電勢差為UMN＝eq\f(WMN,q)＝eq\f(－×10－6,－4×10－8)V＝60V.【答案】(1)電荷電勢能增加了×10－6J(2)M、N兩點(diǎn)間的電勢差為60V[能力提升]9．(多選)某靜電場的電場線分布如圖2-2-10所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，同一正電荷在P、Q兩點(diǎn)的電勢能分別為WP和WQ，則()圖2-2-10A．EP>EQ B．EP<EQC．WP<WQ D．WP>WQ【解析】由圖P點(diǎn)電場線密，電場強(qiáng)度大，故A正確，B錯(cuò)誤．正電荷從P移到Q，電場力做正功，電勢能減小，故C錯(cuò)誤，D正確．【答案】AD10．某電場的電場線分布如圖2-2-11實(shí)線所示，一帶電粒子在電場力作用下經(jīng)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)軌跡如虛線所示．粒子重力不計(jì)，則粒子的加速度、動(dòng)能、電勢能的變化情況是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37930017】圖2-2-11A．若粒子帶正電，其加速度和動(dòng)能都增大，電勢能增大B．若粒子帶正電，其動(dòng)能增大，加速度和電勢能都減小C．若粒子帶負(fù)電，其加速度和動(dòng)能都增大，電勢能減小D．若粒子帶負(fù)電，其加速度和動(dòng)能都減小，電勢能增大【解析】由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲方向可知，帶電粒子所受電場力大致向右，與軌跡上每一點(diǎn)的切線方向即瞬時(shí)速度方向成銳角，則電場力對(duì)帶電粒子做正功，其電勢能減小，動(dòng)能增大．電場線越來越密，場強(qiáng)增大，粒子所受的電場力增大，加速度增大，這些結(jié)論與粒子的電性無關(guān)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．【答案】C11．如圖2-2-12所示，在場強(qiáng)E＝104N/C的水平勻強(qiáng)電場中，有一根長l＝15cm的細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一個(gè)質(zhì)量m＝3g、電荷量q＝2×10－6C的小球，當(dāng)細(xì)線處于水平位置時(shí)，小球從靜止開始釋放，則小球到達(dá)最低點(diǎn)B圖2-2-12【解析】根據(jù)動(dòng)能定理得mgl－qEl＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(\f(2l,m)mg－qE)＝1m/s.【答案】1m/s12．如圖2-2-13所示，勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度E＝×102N/C，方向水平向右，一點(diǎn)電荷q＝×10－8C，沿半徑R＝20cm的圓周，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)．已知∠AOB＝90°，且OB圖2-2-13(1)這一過程中電場力做的功是多少？是做