2012高考物理单元卷 电场能的性质

用心 爱心 专心1 第三模块第三模块 第第 6 6 章章 第第 2 2 单元单元 一 选择题 1 在静电场中 A 电场强度处处为零的区域内 电势一定也处处为零 B 电场强度处处相同的区域内 电势一定也处处相同 C 电场强度的方向总是跟等势面垂直 D 电势降低的方向就是电场强度的方向 解析 电场强度的大小和电势的高低没有直接关系 不能根据电场强度的大小判断电 势的高低 也不能根据电势的高低判断电场强度的大小 A B 均错 电场强度的方向一定 跟等势面垂直 C 对 沿电场强度的方向电势降低 但电势降低的方向不一定是电场强度 的方向 D 错 答案 C 图 15 2 如图 15 所示 P Q是两个电荷量相等的异种电荷 在其电场中有a b c三点在 一条直线上 平行于P Q的连线 b在P Q连线的中垂线上 下列说法正确的 abbc 是 A a b c B a c b C Ea Eb Ec D Eb Ea Ec 解析 根据电场力做功判断 若从a到b到c移动一正的试探电荷 电场力做正功 电势降低 所以 A 正确 由于a点和c点关于P Q连线的中垂线对称 场强大小应相等 但方向不同 所以 C D 错误 答案 A 用心 爱心 专心2 图 16 3 2008 年江苏卷 如图 16 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 正确 由电场线的密集程度可以看出电场强度大小关系为EC EB EA B 对 电场线密集的地方电势降落较快 故UBC UAB C 对 D 错 答案 ABC 图 17 4 2009 年宁夏卷 空间有一匀强电场 在电场中建立如图 17 所示的直角坐标系O xyz M N P为电场中的三个点 M点的坐标为 0 a 0 N点的坐标为 a 0 0 P点的 坐标为 a 已知电场方向平行于直线MN M点电势为 0 N点电势为 1 V 则P点的 a 2 a 2 电势为 A V B V 2 2 3 2 C V D V 1 4 3 4 解析 根据电场线与等势面的关系 把立体图转化为平面图 因 M 0 N 1 V 则 P P P V 故 D 正确 3 4 图 18 用心 爱心 专心3 答案 D 图 19 5 2009 年徐州模拟 如图 19 所示 MN是负点电荷电场中的一条电场线 一个带正电 的粒子 不计重力 从a到b穿越这条电场线的轨迹如图 19 中虚线所示 下列结论中正确的 是 A 带电粒子从a到b运动的过程中动能逐渐减小 B 带电粒子在a点时的电势能大于在b点时的电势能 C 负点电荷一定位于N点右侧 D 带电粒子在a点时的加速度大于在b点时的加速度 解析 由轨迹可判断合力方向 由合力 加速度 方向可判断出速度的相对大小和电势 能的高低 可知 AD 正确 答案 AD 图 20 6 如图 20 所示 虚线表示等势面 相邻两等势面间的电势差相等 有一带正电的小 球在电场中运动 实线表示该小球的运动轨迹 小球在a点的动能等于 20 eV 运动到b 点时的动能等于 2 eV 若取c点为零势点 则当这个带电小球的电势能等于 6 eV 时 不计 重力和空气阻力 它的动能等于 A 16 eV B 14 eV C 6 eV D 4 eV 解析 从a到b由动能定理可知 电场力做功Wab 18 eV 则从a到b电势能增加 量 Eab 18 eV 由等势面特点及c点为零势点可知 a点电势能Ea 12 eV 又由动能 和电势能之和不变可判断 B 正确 答案 B 图 21 7 2009 年广东卷 如图 21 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 用心 爱心 专心4 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 电势能的增 减 取决于电场力做功的正 负 两滑块由静止释放 电场力做 正功故电势能减少 A 正确 答案 A 图 22 8 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点 电场线 粒子在A点的初速度 v0及运动轨迹如图 22 所示 可以判定 A 粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度 B 粒子在A点的动能小于它在B点的动能 C 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D 电场中A点的电势低于B点的电势 解析 由电场线的疏密可知场强EB EA 所以粒子的加速度aB aA A 项正确 由定性 画出的等势面并根据沿电场线方向电势降低 可知电势 A B D 项错 由粒子运动轨迹 的弯曲趋向可知电场力做正功 所以动能增大 电势能减小 即EkB EkA EpB EpA B 项对 C 项错 答案 AB 9 一质量为m的带电小球 在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出 小球的加速度 大小为g 阻力不计 关于小球在下落h的过程中能量的变化 以下说法中正确的是 2 3 A 动能增加了mgh 1 3 B 电势能增加了mgh 1 3 C 机械能减少了mgh 1 3 用心 爱心 专心5 D 重力势能减少了mgh 2 3 解析 由加速度可求出电场力大小为mg 方向竖直向上 小球在下落h的过程中 1 3 电场力做功W电 mgh 电势能增加mgh 机械能减少了mgh 合力做功W合 mgh 1 3 1 3 1 3 2 3 动能增加了mgh 重力势能减少了mgh 故 BC 正确 2 3 答案 BC 图 23 10 如图 23 所示 水平固定的小圆盘A的电荷量为Q 取小圆盘的电势为零 从盘心 O释放一质量为m 电荷量为 q的小球 由于电场的作用 小球竖直上升的高度可达盘中 心竖直线上的C点 OC h 又知道过竖直线上B点时小球的速度最大 由此可确定Q所形 成的电场中的哪些物理量 A B点的场强 B C点的场强 C B点的电势 D C点的电势 解析 因小球在B点的速度最大 故合外力为零 可求出B点的场强 A 选项正 确 由O运动到C的过程中 电势能转化为重力势能 而据题意O点电势为零 可求C点 的电势 D 选项正确 答案 AD 二 计算题 图 24 11 一匀强电场 场强方向是水平的 如图 24 一个质量为m的带正电的小球 从O 点出发 初速度的大小为v0 在电场力与重力的作用下 恰能沿与电场线成 角的直线 运动 求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差 用心 爱心 专心6 图 25 解析 设电场强度为E 小球带电荷量为q 因为小球做直线运动 它所受的电场力 qE和重力mg的合力必沿此直线 如图 25 所示 所以mg qEtan 由此可知 小球做匀减速运动的加速度大小为a g sin 设从O点到最高点的位移为L 根据运动学公式有 v 2aL 2 0 运动的水平位移为x Lcos 从O点到最高点的过程中 电场力做负功 电势能增加 小球在最高点与O点的电势 能之差为 Ep qEx 联立以上五式 解得 Ep mvcos2 1 22 0 答案 mvcos2 1 22 0 图 26 12 如图 26 所示 一平行板电容器水平放置 板间距离为d 上极板开有一小孔 质 量均为m 带电荷量均为 q的两个带电小球 视为质点 其间用长为L的绝缘轻杆相连 处于竖直状态 已知d 2L 今使下端小球恰好位于小孔中 由静止释放 让两球竖直下 落 当下端的小球到达下极板时 速度刚好为零 试求 1 两极板间匀强电场的电场强度