2011年高考物理 电势能 静电屏蔽练习

1 20112011 年高考物理年高考物理 电势能电势能 静电屏蔽练习静电屏蔽练习 一 选择题 共 10 小题 每小题 6 分 共 60 分 在每小题给出的四个选项中至少有一 项符合题意 全部选对的得 6 分 漏选的得 3 分 错选的得 0 分 1 2009 高考安徽理综 在光滑的绝缘水平面上 有一个正方形 abcd 顶点 a c 处分别固定一个正点电荷 电荷量相等 如图所 示 若将一个带负电的粒子置于 b 点 自由释放 粒子将沿着对角线 bd 往复运动 粒子从 b 点运动到 d 点的过程中 A 先做匀加速运动 后做匀减速运动 B 先从高电势到低电势 后从低电势到高电势 C 电势能与机械能之和先增大 后减小 D 电势能先减小 后增大 解析 本题考查的是静电场的有关知识 意在考查考生对电场力的性质和能的性 质这一综合知识点的理解和应用能力 粒子在从 b 点到 d 点的过程中虽然是先加速后减速 但不是匀变速 故 A 错误 由等量同种电荷的电场线可知 从 b 点到 d 点电势先升高后降低 故 B 不对 此过程中 粒子只受电场力作用 故其机械能和电势能之和是不变的 故 C 错误 粒子在从 b 点到 d 点的过程中 电场力先做正功再做负功 电势能先减少 后增加 故选 D 答案 D 2 2009 高考广东卷 如图所示 在一个粗糙水平面上 彼此靠近地放置两个带同种电 荷的小物块 由静止释放后 两个物块向相反方向运动 并最终停止 在物块的运动过程 中 下列表述正确的是 A 两个物块的电势能逐渐减少 B 物块受到的库仑力不做功 C 两个物块的机械能守恒 D 物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力 解析 本题考查物体的相互作用 库仑定律和功能关系 意在考查考生对电荷作用 过程的分析以及能量的转化问题的分析能力 由静止释放后 两带电小物块带同种电荷 所 以库仑力对它们均做正功 故电势能都减小 A 正确 B 错误 两小物块运动过程中 因摩擦 力和电场力分别做功 发生机械能和其他能量的相互转化 故机械能不守恒 C 错误 因最终 停止 故 D 错误 答案 A 3 2009 高考四川卷 如图所示 粗糙程度均匀的绝缘斜面下方 O 点处有一正点电荷 带负电的小物体以初速度 v1从 M 点沿斜面上滑 到达 N 点时速度为零 然后下滑回到 M 点 此时速度为 v2 v2 c e f a b 故正电荷在 c 点的电势能小于 d 点电势能 将正电荷由 c 点移到 d 点电场力做负功 B 错误 同理知 C 正 确 正电荷沿虚线由 e 点移到 f 点 电势能先减小后增大 D 正确 a b 等势面疏密程度不同 故电场强度不同 A 错误 答案 CD 8 2009 高考全国 如图所示 一电场的电场线分布关于 y 轴 沿竖直方向 对称 O M N 是 y 轴上的三个点 且 OM MN P 点在 y 轴右侧 MP ON 则 A M 点的电势比 P 点的电势高 B 将负电荷由 O 点移动到 P 点 电场力做正功 C M N 两点间的电势差大于 O M 两点间的电势差 D 在 O 点静止释放一带正电粒子 该粒子将沿 y 轴做直线运动 解析 本题考查由电场线的分布确定电场的任意位置场强大小 电势高低及带电 粒子在电场中力与运动的关系 意在考查考生对电场 线 场强 电势 电势差等基本概念的理解能力 在静 电场中 沿着电场线方向 电势降低 A 正确 负电荷 在电场中受力方向与电场线的切线方向相反 故由 O 向 P 运动时 电场力做负功 B 错误 由电场线的疏密 程度可知 OM 段的任意点场强均大于 MN 段任意点 场强 故移动同一正电荷在 OM 段和 MN 段间运动 电场力在 OM 段做功较多 故 OM 两点间电势差大于 MN 两点间电势差 C 错误 根据电场线关于 y 轴对称 故 y 轴上场强方向处处沿 y 轴正方向 故静电荷受力 始终沿 y 轴正方向 故粒子做直线运动 D 正确 答案 AD 9 2009 高考广东理基 如图 一带负电的粒子以某速度 进入水平向右的匀强电场中 在电场力作用下形成图中所示的 运动轨迹 M 和 N 是轨迹上的两点 其中 M 点在轨迹的最右 端 不计重力 下列表述正确的是 A 粒子在 M 点的速率最大 B 粒子所受电场力沿电场方向 C 粒子在电场中的加速度不变 D 粒子在电场中的电势能始终在增加 4 答案 C 10 2008 高考江苏物理卷 如图所示 实线为电场线 虚线为等势线 且 AB BC 电场中的 A B C 三点的场强分别为 EA EB EC 电势分别为 A B C AB BC 间 的电势差分别为 UAB UBC 则下列关系中正确的有 A A B C B EC EB EA C UAB B C A 项对 因电场线的疏密反映场强的强弱 由图可知 A 点到 C 点电场线变密 则有 EA EB EC B 项对 又因 AB BC 所以 UAB UBC C 项对 D 项错 答案 ABC 二 论述 计算题 本题共 3 小题 共 40 分 解答时应写出必要的文字说明 计算公 式和重要的演算步骤 只写出最后答案不得分 有数值计算的题 答案中必须明确数值和 单位 11 将电荷量为 6 10 6C 的负电荷从电场中 A 点移到 B 点 克服电场力做了 3 10 5J 的功 再将该电荷从 B 点移到 C 点 电场力做了 1 2 10 5J 的功 则该电荷从 A 点移到 B 点 再从 B 点移到 C 点的过程中 电势能变化了多少 解析 A C 两点的电势差为 UAC V 3V WAB WBC q 3 10 5 1 2 10 5 6 10 6 所以电势能的变化量为 E WAC qUAC 6 10 6 3J 1 8 10 5J 负号表示电荷的电势能增加 答案 增加了 1 8 10 5J 12 2010 辽宁大连联考 一长为 L 的细线 上端固定 下端 拴一质量为 m 带电荷量为 q 的小球 处于如图所示的水平向右 的匀强电场中 开始时 将线与小球拉成水平 开始时 将线与 小球拉成水平 然后释放小球由静止开始向下摆动 当细线转过 60 角时 小球到达 B 点速度恰好为零 试求 1 AB 两点的电势差 UAB 2 匀强电场的场强大小 3 小球到达 B 点时 细线对小球的拉力大小 解析 1 小球由 A 到 B 过程中 由动能定理得 mgLsin60 qUAB 0 所以 UAB mgL 2q 3 2 E mg q UAB L Lcos60 3 3 小球在 AB 间摆动 由对称性知 B 处绳拉力与 A 处绳拉力相等 而在 A 处 由水平方向平衡有 FTA Eq mg 所以 FTB FTA mg 33 或在 B 处 沿绳方向合力为零 有 FTB Eqcos60 mgcos30 mg 3 答案 1 mgL 2q 2 mg q 3 mg 333 5 13 如图所示 固定于同一条竖直线上的 A B 是两个带等量异种电荷的点电荷 电 荷量均为 Q 其中 A 带正电荷 B 带负电荷 D C 是它们连线的垂直平分线 A B C 三点构成一边长为 d 的等边三角形 另有一个带电小球 E 质量为 m 电荷量为 q 可视 为点电荷 被长为 L 的绝缘轻质细线悬挂于 O 点 O 点在 C 点的正上方 现在把小球 E 拉起到 M 点 使细线水平绷直且与 A B C 处于同一竖直面内 并由静止开始释放 小 球 E 向下运动到最低点 C 时 速度为 v 已知静电力常量为 k 若取 D 点的电势为零 试求 1 在 A B 所形成的电场中 M 点的电势 M 2 绝缘细线在 C 点所受到的拉力 FT 解析 1 电荷 E 从 M 点运动到 C 点的过程中 电场力做正功 重力做正功 根据 动能定理 qUMC mgL mv2 2 得 M C 两点的电势差为 UMC mv2 2mgL 2q 又因为 C 点与 D 点为等势点 所以 M 点的电势为 M mv2 2mgL 2q 2 在 C 点时 A 对 E 的电场力 F1与 B 对 E 的电场力 F2相等 为 F1 F2 k