2024-2025學(xué)年新教材高中物理第一章靜電場(chǎng)的描述第四節(jié)電勢(shì)能與電勢(shì)課時(shí)檢測(cè)含解析粵教版必修3

PAGE4-電勢(shì)能與電勢(shì)eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．[多選]關(guān)于電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，路徑不同，電場(chǎng)力做功的大小可能不同B．電荷從電場(chǎng)中的某點(diǎn)動(dòng)身，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，又回到了該點(diǎn)，則電場(chǎng)力做功為零C．正電荷沿著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功，負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功D．電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，因?yàn)殡妶?chǎng)力可能對(duì)電荷做功，所以能量守恒定律在電場(chǎng)中并不成立解析：選BC電場(chǎng)力做功和電荷運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做功只和電荷的初、末位置有關(guān)，所以電荷從某點(diǎn)動(dòng)身又回到了該點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零，故B正確；正電荷沿電場(chǎng)線的方向運(yùn)動(dòng)，則正電荷受到的電場(chǎng)力和電荷的位移方向相同，故電場(chǎng)力對(duì)正電荷做正功，同理，負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線的方向運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功，故C正確；電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)雖然有電場(chǎng)力做功，但是電荷的電勢(shì)能和其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化滿意能量守恒定律，故D錯(cuò)誤。2.如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將一電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，第一次沿直線AB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做功為W1；其次次沿路徑ACB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做功為W2；第三次沿曲線ADB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做功為W3，則()A．W1>W2>W3 B．W1<W2<W3C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2>W3解析：選C假設(shè)A、B兩點(diǎn)相距為l，直線AB與電場(chǎng)線的夾角為θ(θ<90°)，依據(jù)功的定義可知，電場(chǎng)力做的功均為qElcosθ，故沿三種路徑移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做功相等，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。3．某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢(shì)分別為φP和φQ，則()A．EP<EQ，φP>φQ B．EP>EQ，φP<φQC．EP>EQ，φP>φQ D．EP<EQ，φP<φQ解析：選AP點(diǎn)處電場(chǎng)線分布稀疏，Q點(diǎn)處電場(chǎng)線分布密集，則EP<EQ。題圖中，電場(chǎng)線的方向是由P指向Q，依據(jù)沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)降低，則P點(diǎn)電勢(shì)大于Q點(diǎn)電勢(shì)，A正確。4.某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φP和φQ，同一摸索電荷在P、Q兩點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小分別為FP、FQ，則()A．FP>FQ，φP>φQ B．FP>FQ，φP<φQC．FP<FQ，φP>φQ D．FP<FQ，φP<φQ解析：選B電場(chǎng)線的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，因P點(diǎn)的電場(chǎng)線較Q點(diǎn)密集，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)較大，同一摸索電荷在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力較大，即FP>FQ；沿著電場(chǎng)線電勢(shì)漸漸降低，可知P點(diǎn)的電勢(shì)低于Q點(diǎn)，即φP<φQ，故B正確。5．兩帶電小球，電荷量分別為＋q和－q，固定在一長(zhǎng)度為l的絕緣細(xì)桿的兩端，置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿與電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行，其位置如圖所示。若此桿繞過(guò)O點(diǎn)垂直于桿的軸轉(zhuǎn)過(guò)180°，則在此轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力做的功為()A．0 B．qElC．2qEl D．πqEl解析：選C電場(chǎng)力對(duì)兩小球均做正功，大小與路徑無(wú)關(guān)，對(duì)每個(gè)小球做的功均為qEl，共為2qEl，故C正確。6．在靜電場(chǎng)中，將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做了負(fù)功，則()A．該電荷的電勢(shì)能肯定減小B．b點(diǎn)的電勢(shì)肯定比a點(diǎn)高C．電場(chǎng)線方向肯定從b指向aD．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定比a點(diǎn)大解析：選B電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能肯定增加，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由φ＝eq\f(Ep,q)知，正電荷在電勢(shì)能越大處電勢(shì)越高，B項(xiàng)正確；b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，但電場(chǎng)線方向不肯定從b指向a，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度大小與電勢(shì)凹凸無(wú)關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)旁邊電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖所示，a、b、c、d為電場(chǎng)中的4個(gè)點(diǎn)，則()A．P、Q兩點(diǎn)處的電荷等量同種B．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．c點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)D．負(fù)電荷從a點(diǎn)到c點(diǎn)，電勢(shì)能削減解析：選D由電場(chǎng)的等勢(shì)面分布可知，P、Q兩點(diǎn)處的電荷為等量異種電荷，Q點(diǎn)處的電荷帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由正電荷到負(fù)電荷電勢(shì)漸漸降低，可知φc＞φd，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；負(fù)電荷從a點(diǎn)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能削減，選項(xiàng)D正確。8．在電場(chǎng)中把一個(gè)電荷量為6×10－6C的負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服靜電力做功3×10－5(1)電荷從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能如何改變？改變了多少？(2)若規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為多大？解析：(1)電荷克服靜電力做功，即靜電力做負(fù)功，則WAB＝－3×10－5J。由WAB＝EpA－EpB知，電勢(shì)能增加了3×10－5J。(2)若EpB＝0，則由WAB＝EpA－EpB得EpA＝－3×10－5J。答案：(1)增加3×10－5J(2)－3×10－5Jeq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9．圖甲中AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線。若將一負(fù)電荷從A點(diǎn)處由靜止釋放，負(fù)電荷僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度圖像如圖乙所示。關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)凹凸和電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是()A．φA>φB，EA>EB B．φA>φB，EA<EBC．φA<φB，EA>EB D．φA<φB，EA<EB解析：選C負(fù)電荷從A點(diǎn)由靜止釋放(初速度為0)后，能加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，說(shuō)明負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力方向從A指向B，那么電場(chǎng)方向就是由B指向A，由于沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)漸漸降低，所以A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系是φA<φB，負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，它的加速度是漸漸減小的(題圖乙中曲線切線的斜率表示加速度)，由牛頓其次定律知，負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B時(shí)，受到的電場(chǎng)力是漸漸減小的，由E＝eq\f(F,q)知，EA>EB，C正確。10．如圖所示的三條相互平行、距離相等的虛線分別表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，電勢(shì)分別為7V、14V、21V，實(shí)線是一帶電粒子(不計(jì)重力)在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列說(shuō)法正確的是()A．粒子運(yùn)動(dòng)徑跡肯定是a→b→cB．粒子肯定帶正電C．粒子在三點(diǎn)的電勢(shì)能大小關(guān)系為Epc＞Epa＞EpbD．粒子在三點(diǎn)的動(dòng)能大小關(guān)系為Ekb＜Eka＜Ekc解析：選D依據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，粒子可能由a→b→c運(yùn)動(dòng)，也可能由c→b→a運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)等勢(shì)面平行等間距和電勢(shì)的凹凸可知，電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)且方向豎直向上，結(jié)合粒子軌跡的彎曲方向可知粒子所受電場(chǎng)力方向豎直向下，所以粒子帶負(fù)電，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子帶負(fù)電，電勢(shì)越高，電勢(shì)能越小，則Epc<Epa<Epb，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；只有電場(chǎng)力做功，粒子的電勢(shì)能和動(dòng)能之和不變，又Epc<Epa<Epb，所以Ekc>Eka>Ekb，故D項(xiàng)正確。11．[多選]一帶電粒子射入一固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線ABC所示，圖中實(shí)線是同心圓弧，表示電場(chǎng)的等勢(shì)面，不計(jì)重力，可以推斷()A．粒子始終受到排斥力作用B．粒子在A點(diǎn)和C點(diǎn)的速度大小肯定相等C．粒子在B點(diǎn)的動(dòng)能肯定大于在A點(diǎn)的動(dòng)能D．粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能肯定大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能解析：選ABD如題圖所示，軌跡向左彎曲，粒子所受的電場(chǎng)力方向向左，則粒子受到了排斥力作用，故A正確；A、C兩點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上，從A點(diǎn)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零，則A、C兩點(diǎn)動(dòng)能相等，速度大小相等，故B正確；從A點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功，可知粒子的電勢(shì)能增大，動(dòng)能減小，粒子在B點(diǎn)的動(dòng)能肯定小于在A點(diǎn)的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；從B到C過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，可知粒子的電勢(shì)能減小，粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能肯定大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能，故D正確。12．[多選]如圖所示，平行線代表電場(chǎng)線，但未標(biāo)明方向，一個(gè)帶正電、電荷量為10－6C的微粒在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用，當(dāng)它從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能削減了10－5J，則以下推斷正確的是()A．微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡是圖中的虛線1B．微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡是圖中的虛線2C．B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)D．B點(diǎn)電勢(shì)低于A點(diǎn)電勢(shì)解析：選AC帶正電的微粒僅受電場(chǎng)力的作用，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能削減了10－5J，說(shuō)明電場(chǎng)力做負(fù)功，則知電場(chǎng)力方向水平向左，依據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的合力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，可知微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡是題圖中的虛線1，故A正確，B錯(cuò)誤；由于微粒帶正電，電場(chǎng)力水平向左，則電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左，順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低，則B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)，故C正確，D錯(cuò)誤。13.如圖所示，虛線方框內(nèi)存在一勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、B、C為該電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)。已知φA＝12V，φB＝6V，φC＝－6V。試在該方框內(nèi)作出該電場(chǎng)的示意圖(即畫(huà)出幾條電場(chǎng)線)，并要求保留作圖時(shí)所