高考物理第6章第2节知能演练强化闯关新人教选修31.doc

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1、高考物理 第6章第2节 知能演练强化闯关 新人教版选修3-11. (高考全国卷)关于静电场, 以下结论普遍成立的是()A. 电场强度大的地方电势高, 电场强度小的地方电势低B. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C. 在正电荷或负电荷产生的静电场中, 场强方向都指向电势降低最快的方向D. 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点, 电场力做功为零解析: 选C.在静电场中, 电势沿着电场线逐渐降低, 场强方向是电势降低最快的方向, 场强的大小与电场线分布疏密有关, 故A项错误, C项正确. 电场中两点间的电势差既与场强有关又与距离有关, B项错误. 场强为零的一点到场强为零的

2、另一点间的电势差不一定为零, 故电场力做功不一定为零. 比方, 在两个等量同种点电荷形成的电场中, 电场的中心点与边缘点之间. 2.图626(高考单科卷)电场线分布如图626所示, 电场中a, b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb, 电势分别为a和b, 那么()A. EaEb, abB. EaEb, abC. EaEb, ab D. EaEb, ab解析: 选C.电场线的疏密表示电场强度的大小, 得EaEb, 所以A、B错误. 沿着电场线方向电势降低, 所以C正确, D错误. 3.图627如图627所示, xOy平面内有一匀强电场, 场强为E, 方向未知, 电场线跟x轴的负方向夹角为, 电子在

3、坐标平面xOy内, 从原点O以大小为v0沿x正方向的初速度射入电场, 最后打在y轴上的M点. 电子的质量为m, 电荷量为e, 重力不计. 那么()A. O点电势高于M点电势B. 运动过程中电子在M点电势能最小C. 运动过程中, 电子的电势能先减少后增加D. 电场对电子先做负功, 后做正功解析: 选B D.由电子的运动轨迹知, 电子受到的电场力方向斜向上, 故电场方向斜向下, M点电势高于O点, A错误, 电子在M点电势能最小, B正确. 运动过程中, 电子先克服电场力做功, 后电场力对电子做正功, 故C错误, D正确. 4.图628如图628所示, 竖直向上的匀强电场中, 绝缘轻质弹簧竖直立于

4、水平地面上, 上面放一质量为m的带正电小球, 小球与弹簧不连接, 施加外力F将小球向下压至某位置静止. 现撤去力F, 小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中, 重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2, 小球离开弹簧时速度为v, 不计空气阻力, 那么上述过程中()A. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒B. 小球的重力势能增加W1C. 小球与弹簧组成的系统的机械能增加W1mv2D. 小球的电势能减少W2解析: 选 D.此题考查势能大小和机械能守恒. 由于电场力做正功, 故小球与弹簧组成的系统机械能增加, 机械能不守恒, 故A选项错误; 重力做功是重力势能变化的量度, 由题意知重力做负功, 重力势能

5、增加W1, 故B选项错误; 小球与弹簧组成的系统增加的机械能在数值上等于除重力和弹力外, 外力所做的功即W2, 故C选项错误; 根据电场力做功是电势能变化的量度, 电场力做正功电势能减少, 电场力做负功电势能增加, 故D选项正确. 5.图629如图629所示, 带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30的光滑绝缘斜面底部的C点, 斜面上有A、B两点, 且A、B和C在同一直线上, A和C相距为L, B为AC中点. 现将一带电小球从A点由静止释放, 当带电小球运动到B点时速度正好又为零. 假设该带电小球在A点处的加速度大小为, 求: (1)小球运动到B点时的加速度大小. (2)B和A两点间的电势差(用

6、Q和L表示). 解析: (1)物体在A点时mgsin30kmaA物体在B点时kmgsin30maB把aA代入得aB.(2)由(1)过程可得kmg从A到B由动能定理可得mgsin30qUAB0由以上二式得UAB, UBA.答案: (1)(2)一、选择题1. (高考理综卷)在静电场中, 将一正电荷从a点移到b点, 电场力做了负功, 那么()A. b点的电场强度一定比a点大B. 电场线方向一定从b指向aC. b点的电势一定比a点高D. 该电荷的动能一定减小解析: 选C.在静电场中, 正电荷从a点移到b点, 电场力做负功, 是从低电势移到高电势处, 电势能增加, 但不知道是否有其他力做功, 故无法判断

7、动能的变化, AD错误, C正确; 但电场线方向不一定从b点指向a点, B错误. 2.图6210(省示范高中皖北协作区高三联考)如图6210所示, 在两点电荷Q1和Q2的连线上有a、b、c三点, 测得b点的场强为零. 现将一个检验电荷q从a点沿此直线经过b点移到c点, 在此过程中检验电荷q的电势能变化情况为()A. 不断增加B. 先增加后减少C. 不断减少 D. 先减少后增加a到b电场力做正功, 电势能减少, 从b到c电场力做负功, 电势能增加, 所以D项正确. 3. ( 高三调研)如图6211所示, 实线是一个电场中的电场线, 虚线是一带电粒子在此电场中运动的轨迹, 假设带电粒子是从a处运动

8、到b处的, 以下有关a、b两处的比拟正确的选项是()图6211A. 运动到a处的加速度较大B. b处的电势较高C. 带电粒子在b处时电势能较小D. 带电粒子在a处时速度较小解析: 选A.根据电场线越密处场强越强的特点, 粒子在a处的场强较强, 由a知a处的加速度较大, A正确; 由于沿电场线方向电势降低, 那么b处的电势较低, B错; 由粒子的运动轨迹知, 粒子所受电场力向右, 所以粒子由a处运动到b处, 电场力做负功, 粒子的电势能增加, 动能减小, 故C、D错. 4.图6212(名校高考冲刺卷)如图6212所示, 在一匀强电场区域中, 有A、B、C、D四点恰好位于同一平行四边形的四个顶点,

9、 A、B、C三点电势分别为A1 V, B4 V, C0, 那么D点电势D大小为()A. 3 V B. 2 VC. 0 D. 1 VUABUDC, 即ABDC, 可知D3 V, A正确. 5.图6213(市八校联考)如图6213所示, 在匀强电场中有一半径为R的圆O, 场强方向与圆O所在平面平行, 场强大小为E, 电荷量为q的带正电微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域, 只在电场力作用下运动, 从圆周上不同点离开圆形区域, 其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大, 图中O是圆心, AB是圆的直径, AC是与AB成角的弦, 那么()A. 匀强电场的方向沿AC方向B. 匀强电场的方向

10、沿CO方向C. 从A到C电场力做功为2qERcosD. 从A到C电场力做功为2qERcos2C点离开的粒子动能最大, 说明从A到C电场力做正功, A电势高于C, 且AC两点间电势差最大, 所以C是圆周上电势最低的点. 匀强电场中的等势线是直线, 圆上没有C的等势点, 也就是过C点的等势线为圆上过C点的切线. 由于电场线与等势线垂直, 由电势高的点指向电势低的点, 所以, 电场方向沿OC方向, A、B错; 电场力做功WqE|AC|cosqE(2Rcos)cos2qERcos2, C错D对, 此题选 D.6.图6214(静安高三期末)一带电粒子射入一固定的点电荷Q的电场中, 沿如图6214所示的虚

11、线由A点运动到B点. A、B两点到点电荷Q的距离分别为rA和rB, 且rArB.假设不计重力, 那么()A. 带电粒子一定带正电B. 带电粒子所受电场力先做正功后做负功C. 带电粒子在B点的动能大于在A点的动能D. 带电粒子在B点的电势能大于在A点的电势能解析: 选 D.根据轨迹应弯向合力指的那一侧可知电子所受的电场力为斥力, 故粒子与电荷Q带同种电荷, 但不能确定正负, A错; 由粒子受斥力和粒子的运动轨迹可知, 电场力先做负功后做正功, B错; 因rArB, 故粒子从A点到B点, 电场力做负功, 动能减小, 电势能增加, 选项C错, D对. 7.图6215(、联考)如图6215所示, 虚线

12、a、b、c代表电场中的三个等势面, 相邻等势面之间的电势差相等, 即UabUbc, 实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹, P、Q是这条轨迹上的两点. 据此可知, 以下说法正确的选项是()A. 三个等势面中, c的电势最高B. 带电质点通过P点时的电势能较Q点大C. 带电质点通过P点时的动能较Q点大D. 带电质点通过P点时的加速度较Q点大解析: 选ABD.等差等势面密集的地方场强大, 稀疏的地方场强小, 由题图知P点的场强大, 那么质点通过P点时的加速度大, 应选项D对. 根据电场线与等势面垂直, 定性画出P、Q两点的电场线, 假设质点从Q向P运动, 根据初速度的方向和轨

13、迹偏转方向可判定质点在Q点所受电场力F的方向如下图, 可以得出等势面c的电势最高, 选项A正确. 由Q向P运动过程中, 电场力做负功, 动能减少, 电势能增加, 应选项B对C错. 假设质点从P向Q运动, 也可得出选项B正确. 8.图6216(长安一中高三质检)如图6216所示, 虚线a、b、c为三个同心圆面, 圆心处为一个点电荷. 现从b、c之间一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相同的带电粒子, 分别沿PM、PN运动到M、N, M、N两点都处于圆周c上, 以下判断正确的选项是()A. 两粒子带同种电荷B. 两粒子带异种电荷C. 到达M、N时两粒子速率仍相等D. 到达M、N时两粒子速率vM

14、vNPM运动的粒子与点电荷电性相同, 沿PN运动的粒子与点电荷电性相反, 所以B项正确. 假设点电荷为正电荷, 电场力对沿PM运动的粒子做正功, 大小为W, 对沿PN运动的粒子做负功, 大小为W, 由于两粒子初速率相同, 根据动能定理有vMvN.9.图6217(商南高中质检)如图6217所示, 匀强电场场强大小为E, 方向与水平方向夹角为(45), 场中有一质量为m, 电荷量为q的带电小球, 用长为L的细线悬挂于O点, 当小球静止时, 细线恰好水平. 现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点, 小球电荷量不变, 那么在此过程中()A. 外力所做的功为mgLcotB. 带电小球的电势能增加q

15、EL(sincos)C. 带电小球的电势能增加2mgLcotD. 合外力所做的功为0解析: 选ABD.带电小球拉到最低点的过程中, 重力做功为WGmgL, 电场力做功为WEqEL(sincos). 根据动能定理, 动能变化为零, 所以合外力做功为零, 即WGWEWF0, 得外力做功为WFqEL(sincos)mgL, 因小球静止时, 细线恰好水平, 根据力的平衡, 有qEsinmg, 所以qE, 解得WFmgLcot.因为电场力做负功, 所以电势能增加qEL(sincos). 10. 如图6218所示, 实线为方向未知的三条电场线, 虚线分别为等势线1、2、3, MNNQ, 电荷量相等的a、b

16、两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出. 仅在电场力作用下, 两粒子的运动轨迹如下图, 那么()图6218A. a一定带正电, b一定带负电B. a加速度减小, b加速度增大C. M、N两点的电势差|UMN|等于N、Q两点的电势差|UNQ|D. a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小解析: 选B D.由带电粒子的运动轨迹, 结合曲线运动的特点可知带电粒子所受的电场力方向, 但因为电场线的方向不确定, 故不能判断带电粒子带电的性质, A错; 由电场线的疏密可知, a的加速度将减小, b的加速度将增大, B正确; 因为等势线1与2之间的电场强度比2与3之间的电场强

17、度要大, 故1、2之间的电势差要大于2、3之间的电势差, 所以a从等势线2到3的动能变化量要小于b从等势线2到1的动能变化量, C错, D正确. 二、非选择题11. 有一带电荷量q3106C的点电荷, 从电场中的A点移到B点时, 克服静电力做功6104J, 从B点移到C点时静电力做功9104J.求: (1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)假设以B点为电势零点, 那么A、C两点的电势各为多少？点电荷在A、C两点的电势能各为多少？解析: (1)由题知WAB6104J, UAB V200 V, UBC V300 V, UCAUCBUBAUBC(UAB)300 V200 V100 V.(2)假

18、设B0, 那么AUABB200 V, CBUBC300 V, 点电荷在A点的电势能EpAqA3106200 J6104J, 点电荷在C点的电势能EpCqC3106300 J9104J.答案: (1)200 V300 V100 V(2)200 V300 V6104J9104J12.图6219如图6219所示的匀强电场中, 有a、b、c三点, ab5 cm, bc12 cm, 其中ab沿电场方向, bc和电场方向成60角, 一个电荷量为q4108 C的正电荷从a移到b电场力做功为W11.2107 J, 求: (1)匀强电场的场强E; (2)电荷从b移到c, 电场力做的功W2; (3)a、c两点的电势差Uac.解析: 由于电场力做功WqU与路径无关, 只与初、末位置间的电势差有关, 故可根据的电场力做功先求电势差, 再根据匀强电场中场强与电势差的关系确定场强E.反之亦然. (1)根据题意, 有W1qUabE由两式得E V/m60 V/m.(2)设b、c两点沿场强方向的距离为d1, 有UbcEd1d1bccos60W2qUbc由式得W2qEbccos60410860121020.5 J1.44107 J.(3)设电荷从a移到c电场力做功为W, 有WW1W2WqUac由式得Uac V V6.6 V.答案: (1)60 V/m(2)1.44107 J(3)6.6 V