2014高三物理一轮复习 第六章 第2讲 电场能的性质描述2

1 第六章第六章 第第 2 2 讲讲 电场能的性质描述电场能的性质描述 2 2 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 7 分 共 70 分 在每小题给出的四个选项中 有 的只有一个选项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 7 分 选对但不全的得 4 分 有选错的得 0 分 1 2013 届北师大附中检测 如图所示的四个电场中 均有相互对称分布的a b两点 其中电势和场强都相同的是 2 匀强电场中同一平面上三个点A B C 各点电势 A 10 V B 2 V C 6 V 下列各图中电场强度的方向表示正确的是 3 2011 上海高考 两个等量异种点电荷位于x轴上 相对原点对称分布 正确描 述电势 随位置x变化规律的是图 4 图 6 2 19 2013 届延安高三质检 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 6 2 19 所示 若将一个带负电的粒子置于b点 2 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 5 图 6 2 20 2013 届银川一中检测 如图 6 2 20 所示 一质量为m 带电荷量为q的粒子 以初 速度v0从a点竖直向上射入匀强电场中 匀强电场方向水平向右 粒子通过电场中的b点 时 速率为 2v0 方向与电场方向一致 则a b两点间的电势差为 A mv 2q B 3mv q 2 02 0 C 2mv q D 3mv 2q 2 02 0 6 P Q两电荷的电场线分布如图 6 2 21 所示 c d为电场中的两点 一个离子从 a运动到b 不计重力 轨迹如图中虚线所示 则下列判断不正确的是 图 6 2 21 A Q带负电 B c点电势高于d点电势 C 离子在运动过程中受到P的排斥 D 离子从a到b 电场力做负功 7 2013 届黄冈中学检测 如图 6 2 22 所示 在空间直角坐标系O xyz中 有一 四面体C AOB C A O B为四面体的四个顶点 且坐标为O 0 0 0 A L 0 0 B 0 L 0 C 0 0 L D 2L 0 0 是x轴上一点 在坐标原点O处固定着 Q的点电荷 下列说法正确的是 3 图 6 2 22 A A B C三点的电场强度相同 B 电势差UOA UAD C 将一电子由C点分别移动到A B两点 电场力做功相同 D 电子在A点的电势能大于在D点的电势能 8 图 6 2 23 2013 届湖北十二校联考 如图 6 2 23 所示 a b c d是某匀强电场中的四个点 它们正好是一个矩形的四个顶点且ab cd L ad bc 2L 电场线与矩形所在平面平 行 已知a b d点的电势分别为 20 V 24 V 和 12 V 一个质子以速度v0经过b点 速 度方向与bc成 45 角 经过一段时间质子经过c点 不计质子的重力 则 A a点的电势低于c点电势 B 电场强度方向由b指向d C 质子从b点运动到c点 电场力做功 8 eV D 质子从b点运动到c点 电场力做功 10 eV 9 图 6 2 24 在如图 6 2 24 所示的等量同种负电荷连线的中垂线上有A B C三点 AO OC 从A点无初速度释放一带负电的粒子 则 A 粒子将沿AB连线做变加速运动 且一定有加速度aA aB B 粒子将沿AB连线做变加速运动 且一定有电势 B A C 粒子将由A向B方向运动 且在A点的电势能高于在B点的电势能 D 粒子将在AC间做往复运动 10 2013 届铜川模拟 如图 6 2 25 所示 一个电荷量为 Q的点电荷甲 固定在绝 缘水平面上的O点 另一个电荷量为 q 质量为m的点电荷乙 从A点以初速度v0沿它 们的连线向甲运动 到B点时的速度减小到最小为v 已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数 为 A B间距离为L0及静电力常量为k 则下列说法错误的是 4 图 6 2 25 A 点电荷甲在B点处的电场强度大小为 mg q B O B间的距离为 kQq mg C 在点电荷甲形成的电场中 A B间电势差UAB 1 2mv2 1 2mv2 0 q D 从A到B的过程中 电场力对点电荷乙做的功为W mgL0 mv2 mv 1 2 1 22 0 二 非选择题 本题共 2 小题 共 30 分 计算题要有必要的文字说明和解题步骤 有 数值计算的要注明单位 11 图 6 2 26 14 分 匀强电场中的A B C三点构成一边长为a的等边三角形 如图 6 2 26 所 示 场强方向平行于纸面 具有初速度的电子在电场力作用下从B到A动能减少E0 质子 在电场力作用下从C到A动能增加E0 求匀强电场的场强 不计重力 12 图 6 2 27 16 分 2013 届金华模拟 如图 6 2 27 所示 一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部 放置一可视为点电荷的场源电荷A 其电荷量Q 4 10 3 C 场源电荷A形成的电场中 各点的电势表达式为 其中k为静电力常量 r为空间某点到场源电荷A的距 kQ r 离 现有一个质量为m 0 1 kg 的带正电的小球B 它与A球间的距离为a 0 4 m 此时 小球B处于平衡状态 且小球B在场源电荷A形成的电场中具有的电势能的表达式为 5 Ep k 其中r为A与B之间的距离 另一质量为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方 Qq r H 0 8 m 处自由下落 落在小球B上立刻与小球B粘在一起以 2 m s 的速度向下运动 它 们到达最低点后又向上运动 向上运动到达的最高点为P g取 10 m s2 k 9 109 N m2 C2 求 1 小球C与小球B碰撞前的速度v0的大小 小球B的电荷量q为多少 2 小球C与小球B一起向下运动的过程中 最大速度为多少 答案与解析 1 解析 选项 A 中 a b两点场强的方向不同 A 项错误 选项 B 中a b两点 电势和场强均相同 B 项正确 选项 C 中a点电势高于b点电势 C 项错误 选项 D 中 a b两点场强的方向不同 D 项错误 答案 B 2 解析 由题意可知AB的中点电势为 6 V 与C相连就是一条等势线 而电场 线与等势线垂直 方向指向电势低的方向 选项 D 正确 答案 D 3 解析 电场线从正电荷 或无穷远 出发终止于无穷远 或负电荷 且沿着电场线方向电势越 来越低 故越靠近正点电荷的位置电势越高 越靠近负点电荷的位置电势越低 电势是标 量 正值一定大于负值 故若取两电荷连线的中垂面为零势能面 则靠近负点电荷的电势 均为负值 靠近正点电荷的电势均为正值 故 A 正确 当然也可以将等势面与地理的 等 高线 进行类比 正点电荷处于正立的山口处 负点电荷处于倒立的山口处 显然 A 正 确 答案 A 4 解析 6 由于负电荷受到的电场力是变力 加速度是变化的 所以 A 错 由等量正点电荷的电 场分布知道 在两电荷连线的中垂线上O点的电势最高 所以从b到d 电势先增大后减 小 故 B 错 由于只有电场力做功 所以只有电势能与动能的相互转化 故电势能与机械 能之和守恒 C 错 由b到O电场力做正功 电势能减小 由O到d电场力做负功 电势 能增加 D 对 答案 D 5 解析 由题意可知 粒子受重力和水平方向的电场力作用 由加速度定义 a v t 可得加速度的大小ax 2ay 2g 由牛顿第二定律可知 qE 2mg 水平位移 x v0t 竖直位移y v0t 2 即x 2y 因此电场力做功W1 qEx qUab 重力做功 W2 mgy W1 4 由动能定理得 W1 W2 m 2v0 2 mv 解得 Uab 1 2 1 22 0 2mv2 0 q 答案 C 6 解析 根据电场线从正电荷出发到负电荷终止的特点可知 P带正电荷 Q带 负电荷 A 正确 由 顺着电场线方向电势逐渐降低 可知 c点电势高于d点电势 B 正 确 由离子从a运动到b的轨迹弯曲方向可知 离子在运动过程中受到P的吸引 C 错误 离子从a到b 电场力做负功 D 正确 答案 C 7 解析 A B C三点的电场强度大小相同 方向不同 A 错误 电势差 UOA UAD B 错误 电子在A点的电势能小于在D点的电势能 D 错误 答案 C 8 解析 在匀强电场中相互平行的直线上 距离相等的点间电势差相等 则 a b d c 可得 c 16 V A 错误 如图所示 延长ba至e 使ae ba 则 e 16 V 连接ce则得到一条等势线 过点b作ce的垂线 垂足为f 因沿电场线方向 电势降低 故场强方向由b指向f B 错误 质子从b点到c点电场力做功W e b c 8 eV C 正确 D 错误 7 答案 C 9 解析 带负电的粒子在A点受到的电场力竖直向上 故粒子将沿AB连线向上加 速运动 电场力做正功 电势能减少 故 C 正确 D 错误 因沿BA方向电势降低 故 B A B 正确 但是沿AB方向电场强度是变化的 无法确定何处粒子受电场力最大 故也无法确定粒子在A B两点的加速度大小关系 A 错误 答案 BC 10 解析 点电荷乙到B点时的速度最小 此时有静电力F qE mg 点电荷 甲在B点处产生的电场强度大小为E A 项正确 设O B间 F q mg q 的距离为R 在B点有k mg 则O B间的距离R 所以 B 项正确 从A到 Qq R2 kQq mg B的过程中 由功能关系得qUAB mgL0 mv2 mv 则电场力对点电荷乙做的功为 1 2 1 22 0 W qUAB mgL0 mv2 mv A B间电势差UAB 则 C 项错误 D 1 2 1 22 0 mgL0 1 2mv2 1 2mv2 0 q 项正确 答案 C 11 解析 根据动能定理得电子从B到A过程中 eUBA E0 UBA E0 e 质子从C到A过程中 eUCA E0 UCA E0 e 由 可知B C两点电势相等且大于A点电势 即 B C A 因为电场为匀强电场 所以BC连线为等势面 如图中虚线 与BC垂直为电场线 如图 中实线 所以 E UBA asin 60 E0 e 3a 2 2 3E0 3ae 方向垂直BC指向A 答案 方向垂直BC指向A 2 3E0 3ae 8 12 解析 1 小球C自由下落H时获得速度v0 由机械能守恒得 mgH mv 1 22 0 解得v0 4 m s 2gH 小球B在