2018-2019学年鲁科版高中物理选修3-1重难强化卷2电场能的性质

1、2018-2019 学年鲁科版高中物理选修3-1 重难强化卷 2 电场能的性质1 / 8重难强化卷（二）电场能的性质（40 分钟 90 分）一、选择题（本题共 10 小题，每小题 6 分，16 为单选，710 为多选）1 如图 7 所示，光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E.在与环心等高处放有一质量为 m、带电荷量+ q 的小球，由静止开始沿轨道运动， 下列说法正确的是（）【导学号：46242084】A .小球在运动过程中机械能守恒B .小球经过环的最低点时速度最大C. 小球电势能增加 EqRD.小球由静止释放到达最低点， 动能的增量等于mgRB 小球在运动过程中除重力做功外，

2、还有电场力做功，所以机械能不守恒，A错误；小球运动到最低点的过程中，重力与电场力均做正功，重力势能减少 mgR, 电势能减少 EqR，而动能增加 mgR+ EqR，到达最低点时动能最大，所以速度最 大，因此B 正确，C、D 错误.2.如图 8 所示，以 O 点为圆心，以 R= 0.20 m 为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x 轴正方向成0=60角，已知 a、b、c 三点的电势分别为 4.3 V、4 V、一 4 3 V，则下列说法正确的是（）【导学号：46242085】2018-2019 学年鲁科版高中物理选修3-1 重难强化卷 2 电场能的性质

3、2 / 8图 8A. 该匀强电场的场强 E = 40 3 V/mB. 该匀强电场的场强 E = 80 V/mC. d 点的电势为一 2 3 VD. d 点的电势为一 4 VD 在匀强电场中，平行等长的线段两端的电势差相等，有Ubc= Uad,得 柯=4 V，选项 C 错误，D 正确；同理得 O 点电势为零，又 Uao= ERsin得 E=40 V/m，选项 A、B 错误.3.如图 9 所示，两个固定的等量异种电荷，在它们连线的垂直平分线上有 a、b、c 三点，下列说法正确的是（）爲I&. .0IIIIIiI图 9A. a 点电势比 b 点电势高B. a、b 两点场强方向相同，a 点场强比 b

4、点大C. a、b、c 三点与无穷远电势相等D. 不计重力的带电粒子，在 a 点无初速释放，则它将在 a、b 线上运动C 等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，一直延伸到无穷远处，即 a、b、c 三点与无穷远电势相等，选项 A 错误，C 正确；a、b 两点场强方向相同，b处电场线较密，场强较大，选项 B 错误；带电粒子在 a 点无初速释放，所受的电场力方向与 ab 连线垂直，不可能沿 ab 连线运动，选项 D 错误.4.如图 10 所示，虚线 AB 和 CD 分别为椭圆的长轴和短轴，相交于 O 点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点 M、N 上，下列说法正确的是（）c”i、41m M

5、0 N /j7 一D图 10A. A、B 两点电势、场强均相同B. C、D 两点电势、场强均相同C. 在虚线 AB 上 O 点的场强最大D.带正电的试探电荷在 O 点的电势能小于在 B 点的电势能B 根据顺着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A、B 两点场强相同，A 点电势高，C、D 两点电势、场强均相同, 选项 A错误，B 正确；根据电场线疏密表示场强的大小可知，在 A、B 之间，O 点场强最小，选项 C 错误；O 点电势高于 B 点电势，正电荷在 O 点的电势能大 于在 B 点的电势能，选项 D 错误.2018-2019 学年鲁科版高中物理选修3-1 重

6、难强化卷 2 电场能的性质3 / 85.如图 11 所示，M 和 N 是匀强电场中的两个等势面，相距为 d，电势差为 U， 一质量为 m 的电子以初速度 vo通过等势面 M 射入两等势面之间，则该电子穿过 等势面 N 的速度应是（）【导学号：46242086】0+（7LI图 11A.2eU/mB. vo+ 2eU/mC. ,vo+ 2eU/mD. vo 2eU/m1212/2C 电场力对电子做正功，由 eU= mv qmvo得 v = ：vo+ 2eU/m，选项 C 正确.6.如图 12, P 是固定的点电荷，虚线是以 P 为圆心的两个圆.带电粒子 Q 在 P 的电场中运动，运动轨迹与两圆在同

7、一平面内，a、b、c 为轨迹上的三个点.若Q 仅受 P 的电场力作用，其在 a、b、c 点的加速度大小分别为 aa、ab、ac，速度 大小分别为 Va、Vb、Vc.则（）图 12A. aaabac，VaVcVbB. aaabac，VbvcvaC. abacaa，VbVcVaD. abacaa，VaVcVb2018-2019 学年鲁科版高中物理选修3-1 重难强化卷 2 电场能的性质4 / 8D a、b、c 三点到固定的点电荷 P 的距离 rbvrcvra，则三点的电场强度由 E= kQ可知EbEcEa，故带电粒子 Q 在这三点的加速度 abacaa.由运动轨迹可知带 电粒子 Q 所受 P 的电

8、场力为斥力，从 a 到 b 电场力做负功，由动能定理一|qUab|1212qmvavO，则 vbVb，又 |Uab|Ubc|，则 VaVc，故 VaVcVb，选项 D 正确.7.如图 13 所示为某静电场等势面的分布情况，电荷量为 1.6X109C 的正电荷 从 A到 B静电力做功 W1,从 B到 C静电力做功W2,从C到D静电力做功 W3, 若从 A 直接到 D静电力做功BD 静电力做功与电荷运动的路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关.从 A 到 B,静电力对电荷做的功为 W1= qUAB= q（机一姐）=1.6X109X（ 40 +20）J= 3.2X108J,选项 A 错误；同理可

9、得选项 B、D 正确，C 错误.8. a、b、c 三个不同的带电粒子以相同的水平初速度由同一点垂直于场强方向 进入偏转电场，其轨迹如图 14 所示，粒子的重力不计，其中 b 粒子恰好能飞出 电场，由此可以肯定（）【导学号：46242087】图 14A .三个粒子在电场中的运动时间 taVtbVtcB.三个粒子的比荷 m, a 粒子的最大C.三个粒子的速度变化量相等2b2b1 1一2b2b1 1B.C.D.W=3.2X108JW2=1.6X108JW3=3.2X108JW4= 4.8X108J2018-2019 学年鲁科版高中物理选修3-1 重难强化卷 2 电场能的性质5 / 8D 电场力对 a

10、、b 做的功无法确定BD 水平的初速度相同，由水平位移可以判断三个带电粒子在电场中运动的时 间taVtb= tc,选项 A 错误；带电粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速运动， 由 y=舟冒t2知，选项 B 正确；由于初速度相同，则速度的方向偏转得越大，速 度的变化量越大，选项 C 错误；三个粒子的电荷量无法确定，故电场力做的功 无法确定，选项 D 正确.9 .如图 15 所示为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c 三条虚线为三个带 电粒子以相同的速度从 O 点射入电场的运动轨迹，其中 b 虚线是以点电荷为圆 心的一段圆弧，AB 的长度等于 BC 的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不 计粒

11、子重力，则下列说法正确的是（）图 15A.a 一定是正粒子的运动轨迹，b 和 c 一定是负粒子的运动轨迹B.由于 AB 的长度等于 BC 的长度，故|UAB|=|UBC|C.a 虚线对应的粒子的加速度越来越小，c 虚线对应的粒子的加速度越来越大， b虚线对应的粒子的加速度大小不变D.b 虚线对应的粒子的质量大于 c 虚线对应的粒子的质量CD 只能判断 b 和 c 对应的粒子是同种电荷，与 a 对应的粒子是异种电荷，选 项 A错误；由于 A 与 B 间的场强比 B 与 C 间的场强小，贝 U|UAB|V|UBC|,选项 B 错误；a 虚线对应的粒子通过的电场线逐渐变疏，即场强逐渐变小，所受的电场

12、 力逐渐变小，加速度逐渐变小，c 虚线对应的粒子通过的电场线逐渐变密，即场 强逐渐变大，加速度逐渐变大，b 虚线对应的粒子通过的电场线疏密不变，即场 强不变，加速度不变，选项 C 正确；b 虚线对应的粒子做匀速圆周运动，在 O 点有 qEo= F向b，c 虚线对应的粒子做近心运动，在 O 点有 qEo F向c,结合 F2018-2019 学年鲁科版高中物理选修3-1 重难强化卷 2 电场能的性质6 / 82向二 m*可知 b 虚线对应的粒子的质量大于 c 虚线对应的粒子的质量，选项D正确.10. 空间存在匀强电场，有一电荷量为+ q、质量为 m 的粒子从 O 点以速率 vo射入电场，运动到 A

13、 点时速率为 2vo.现有另一电荷量为一 q、质量为 m 的粒子以 速率 2vo仍从 O 点射入该电场，运动到 B 点时速率为 3vo.若忽略重力的影响，则 ()A.在 O、A、B 三点中，B 点电势最高B.在 O、A、B 三点中，A 点电势最高C. OA 间的电势差比 BO 间的电势差大D. OA 间的电势差比 BA 间的电势差小AD 正电荷由 O 到 A，动能增加，电场力做正功，电势能减少，电势降低，O点电势比 A 点高；负电荷从 O 到 B，动能增加，电场力做正功，电势能减少，电势升高，B 点电势比 O 点高，所以 B 点电势最高，选项 A 正确，B 错误.由UOAVUBA，故选项 C

14、错误，D 正确.二、非选择题(本题共 2 小题，共 30 分)11. (15 分)如图 16 所示，在电场强度 E= 104N/C 的水平匀强电场中，有一根长1 = 15 cm 的细线，一端固定在 O 点，另一端系一个质量 m= 3 g、电荷量 q = 2X106C 的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g 取 10 m/s2.01-1J11i/RJ图 16(1)小球到达最低点 B 的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？若取 A 点电势为零，小球在 B 点的电势能、电势分别为多大？(3)小球到 B 点时速度为多大？绳子张力为多大？【导学号：46242088】3解析根据功能关

15、系有AEp=- mgl= 4.5X1。-J3AEp电=Eql=3X10-J.(2) JEp电=EpB EpA以上分析可知,A、O、B 三点中，有qUoA= |mv2,qUB0=5mv2,UOAVUBO,2018-2019 学年鲁科版高中物理选修3-1 重难强化卷 2 电场能的性质7 / 83EpB=3X103JEpA= gqEpB=招 q33X1033妇=6V = 1.5X103V.2X10(3) 小球从 A 到 B 的过程，由动能定理得mgl- Eql = gmvB所以VB=1 m/s在 B 点对小球分析得2mvBT mg=-p代入数据解得 T= 5X102N.333答案重力势能变化了一 4

16、.5X10J 电势能变化了 3X10J (2)3X1032J 1.5X10 V (3)1 m/s 5X10 N12. (15 分)如图 17 所示，水平放置的两平行金属板 A、B 相距 d,电容为 C,开 始两板均不带电，A 板接地且中央有孔现将带电荷量为 q、质量为 m 的带电液 滴一滴一滴地从小孔正上方 h 高处无初速度地滴下，落向 B 板后电荷全部传给 B 板试求：叫TAi-*i ii-图 17(1) 第几滴液滴在 A、B 间可能做匀速直线运动？(2) 能够到达 B 板的液滴不会超过多少滴？解析(1)当电荷量为 q 的液滴落在 B 板上时，电容器的两极板上的电荷量增加， 由U=Q=nq 可知，两极板间电压U也增大，极板间匀强电场的电场强度E=号将 增大.当带电液滴在两板间做匀速直线运动时，