人教版必修第三册2020_2021学年高中物理课时分层作业5电势能和电势含解析

1、课时分层作业（五）电势能和电势（时间：40分钟分值：100分）合格基础练一、选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分）1.（多选）下列关于电势高低的判断，正确的是（）A.负电荷从 A移到B时，静电力做正功， A点的电势一定较高B.负电荷从 A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低C.正电荷从 A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低D.正电荷只在静电力作用下由静止开始从A移到B, A点的电势一定较高CD 根据静电力做功和电势能变化的关系，不管是正电荷还是负电荷，只要静电力做 正功，电势能就减少，只要静电力做负功，电势能就增加；正、负电荷在电势高低不同的位 置具有的电势能不同， 正电荷在电

2、势高处具有的电势能大，负电荷在电势低处具有的电势能 大；正电荷只在静电力作用下从静止开始从 A移到B,静电力一定做正功，电势能减小，电 势能降低，故 A点电势一定较高，选项 C D正确。2.关于同一电场的电场线，下列表述正确的是（）A.电场线是客观存在的B.电场线越密，电场强度越小C.沿着电场线方向，电势越来越低D.电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小C 电场是客观存在的， 而电场线是假想的，A错；电场线越密的地方电场越强，B错;沿着电场线的方向电势逐渐降低，C对；负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功，电势 能增加，D错。3.如图所示，Q是带正电的点电荷，Pi、P2为其产生的电场中的两点，若

3、Ei、巳分别为R和P2两点的电场强度的大小，6 1、6 2分别为R和F2两点的电势，则（A. Ei>E,（）i>（）2C.Ei<E,人>62A 由正电荷周围电场线的特点可知B. E>E, 6 i< 6 2D. E<E2, 人<62Ei>E,沿电场线方向电势逐渐降低,选项A正确。4.由如图所示的电场线可判定（） iA.该电场一定是匀强电场B. A点的电势一定低于 B点的电势C.负电荷放在B点的电势能比放在 A点的电势能大D.负电荷放在B点所受电场力方向向右C 由题图可知，该电场线为直线，在我们常接触的电场中， 匀强电场的电场线为直线, 但点电

4、荷的电场线也是直线， 故选项A错误；电势的高低可根据电场线的方向由高电势指向 低电势判断，则（1）A>p,故选项B错误；由于<）A>（）B,故正电荷在 A点的电势能大，而负电荷在B点的电势能大，故选项C正确；负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强的方 向相反，故选项D错误。5.（多选）将一电荷量为+ Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点，则（）A. a点的电场强度比 b点的大B. a点的电势比b点的高C.检验电荷一q在a点的电势能比在 b点的大D.将检验电荷一q从a点移到b点的过程中，电场力做负功ABD

5、由题图可知，a处电场线比b处密，所以E>E,选项A正确；沿着电场线的方向 电势不断降低，a点电势高于不带电金属球的电势，不带电金属球的电势高于b点电势，所以6 a> 6 b,选项B正确；负电荷在高电势点的电势能小，选项 C错误；检验电荷一 q从a 点移到b点时，电势能增大，故电场力做负功，选项 D正确。6 . 一带电油滴在匀强电场 E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不 计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，下列说法正确的是（）A.油滴带正电B.电势能增加C.动能增加D.重力势能和电势能之和增加C 由题图的轨迹可知静电力大于重力且方向向上，由电场方向知油滴带负

6、电，则从a到b静电力做正功，电势能减少，又有静电力做的功大于克服重力做的功，所以动能增力口, 由能量守恒定律知重力势能和电势能之和减少，所以选项C正确。二、非选择题(14分)7 .将带电荷量qi=+1.0 X 108 C的点电荷，从无限远处移到匀强电场中的P点，需克服电场力做功2.0X10 6J, qi在P点受到的电场力是 2.0X105 N,方向向右。试求：(1) P点场强的大小和方向；(2)电荷的电势能在移动过程中如何变化？电荷在P点的电势能是多少？5F 2.0X10、 ， ， ,解析(1) E= . c 8 N/C = 2 000 N/C ,万向向右。q1 1.0 x 10(2)无穷远处

7、电势能为零，电荷在由无穷远处移到该点过程中电场力做负功，电势能增加，在P点的电势能等于该过程中克服电场力做的功Ep=W=2.0X10-6 J。答案(1)2 000 N/C 向右 (2)增加2. 0X10 6 J等级过关练一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1 .在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a、b两点电势和场强都相同的是()ABCDC 因为电势是标量，并且 a、b在题中的四个电场中具有对称性，故四个电场中a、b两点的电势都是相等的，而电场强度是矢量，A图中两对称点的电场强度大小相等、方向相反；B图中两个场强叠加后，a点的场强方向斜向右上方，b点的场强方向

8、斜向右下方；C图中两对称点的场强大小相等，方向都是水平向右；D图中a点的场强方向向上，b点的场强方向向下，因此只有选项 C正确。2 .如图所示，在真空中有两个带相等电荷量的正电荷q1和q2,它们分别固定在 A、B两点，CD为A B连线的中垂线。现将正电荷 q3由C沿CD移至无限远处，在此过程中 ()a % aA. q3的电势能逐渐增加B. q3的电势能先逐渐增加，后逐渐减少C. q3受到的静电力逐渐减小D. q3受到的静电力先逐渐增大，后逐渐减小D CD线上各点场强方向均为 OD,电场强度大小先逐渐增大，再逐渐减小，所受静电力先逐渐增大，再逐渐减小，选项 C错误，选项D正确；静电力一直对电荷

9、q3做正功， 电势能逐渐减小，选项 A、B错误。3.带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线（电场的方向未画出）。在图中，若上极板带正电， 虚线MN穿过两板正中央的一条直线，则关 于这个电场，以下说法正确的是 （）A. a点的场强小于b点的场强B. b点的电势低于c点的电势C.平行金属板之间的电场，可以看作匀强电场D.若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，它必将沿电场线运动到负极板B 由电场线疏密可知，a点场强大于b点场强，选项A错误；由于（）b=（）d,而6 c> 6 d,

10、 所以<h>（1）b,选项B正确；由于电场线不是平行等间距直线，所以平行金属板间电场不能 看作匀强电场，选项C错误；由于有的电场线不是直线，所以电荷不一定沿电场线运动，选项D错误。4.（多选）如图甲所示，AB是电场中的一条直线，电子以某一初速度从A点出发，仅在电场力作用下沿 AB运动到B点，其v-t图像如图乙所示。关于 A、B两点的电场强度 日、B 和电势（J）A、（） B的关系，下列判断正确的是 （）A. Ea>BB.日<EbC. （） A> （j） BD, （j） A< （j） BAC 由v-t图像可知：电子做的是加速度越来越小的变减速运动，电子受到的电

11、场力就是其所受的合外力，即电场力越来越小，由 F=Eq可知，电场强度越来越小，即日Eb, A选项正确；由于电子带负电，其所受的电场力方向与电场强度方向相反，则电场强度的方向应为由A指向B,由沿电场线方向电势越来越低，可得6。（J）b, c选项正确。二、非选择题（本题共2小题，共26分）5. （13分）某电场中有 A B、C三点，三点的电势分别是心=5 V,如=-2 V,巾c =0,现有一电荷量q= - 6xi0 C的点电荷P,求:(1)该点电荷在A、B、C三点的电势能各为多大？(2)若将P从A移到B,则静电力做功多少？电势能变化了多少?(3)若将P从B移到C,则静电力做功多少？电势能变化了多少

12、?解析(1)由题意可知电势(1) A屋 () B,而沿电场线的方向电势降低，则电场线的方向由A指向B,点A的电势能为EA=q 3 6X10 6 CX 5 V= 3X10 5 J点B的电势能为&B=q()b= 6X10 6 CX ( - 2) V =1.2 x 10 5 J点C的电势能为E)c= q()c= 6X10 6 ex 0 v = 0。(2)电荷从A移到B的过程中，电场力做的功为WAB= &a Epb= -3X 10 5 J -1.2 X 10 5 J =-4.2 X 10 5 J ,电势能增大了 4.2 X 10 5 J。(3)电荷从B移到C的过程中，电场力做的功为WB

13、C= Bb bc= 1.2X10 5 J,电势能减小了 1.2X10-5J。答案(1) -3X10 5 J 1.2X10 5J 0(2) -4.2X10 5 J 电势能增大了 4.2 X10 5 J(3)1.2 X10 5 J 电势能减小了 1.2X10-5 J6. (13分)如图所示，在匀强电场中，电场线与水平方向的夹角为0 ,有一质量为m带电荷量为+ 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 OA恰好呈 水平状态。(重力加速度为g)(1)求电场强度的大小；(2)若用外力使小球绕 O点做半径为L的圆周运动沿圆弧(图中虚线)从A点运动到O点 正下方的B点，求此过程中电场力

14、对小球做的功。解析(1)小球静止在A点时，根据平衡方程得：qEsin 0 mg= 0则匀强电场的场强为：E=口。(2)小球沿圆弧从 A运动到B的过程中，沿电场线方向发生的位移为：s=Lcos 0+Lsin根据功的定义式可知，该过程中电场力做的功为:VAB= - qE（ Lcos 8+Lsin 0 ）则：VAB= - mgLCOS-+ 1。s sin 0cos一mgLsn会员升级服务第一拨清北季神马，有清华北大学靠方法论课；还有清华学新向所有的父母亲述自己求学之路;衡水名校试卷悄悄的上线T；扫qq舞取官冏不首发课程，很多人我没告诉他够！会员qq专事等你来擦赠送：高中地理第五章4抛体运动的规律A组

15、：合格性水平训练1 .（平抛运动的理解）关于平抛运动，下列说法正确的是 （）A.平抛运动是非匀变速运动B.平抛运动是匀速运动C.平抛运动是匀变速曲线运动D.平抛运动的物体落地时的速度可能是竖直向下的答案 C解析 做平抛运动的物体只受重力作用，产生恒定的加速度，是匀变速运动，其初速度与合外力不共线，是曲线运动，故平抛运动是匀变速曲线运动，A、B错误，C正确；平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，故落地时的速度是水平方向的分速度和竖直方向的分速度的合速度，其方向一定与竖直方向（或水平方向）有夹角，D错误。2 .（平抛运动的理解）从离地面h高处投出 A B、C三个小球，A

16、球自由下落，B球以 速度V水平抛出，C球以速度2v水平抛出，则它们落地时间 tA、tB、tc的关系是（不计空气 阻力）（）A. t A< t B< t C B . t A> t B> t CC. t A< t B= t C D . t A= t B= t C答案 D解析 平抛运动物体的飞行时间仅与高度有关，与水平方向的初速度大小无关，故tB=t C,而平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，所以tA=tB=tC, D正确。3 .（平抛运动规律的应用）（多选）两个物体做平抛运动的轨迹如图所示，设它们抛出的初速度分别为va、vb,从抛出至碰到台上的时间分别为ta、tb,则

17、（A. va > vbC. t a > t bD. t a< t b答案 AD12解析由题图知，hb> ha,因为h=2gt ,所以taVtb,又因为X=vot ,且Xa>Xb,所以 va >vb, A、D 正确。4 .（平抛运动规律的应用）如图所示，在同一竖直面内，小球 a、b从高度不同的两点, 分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间 t a和tb后落到与两抛出点水平距离相等的 P点。若不计空气阻力，下列关系式正确的是 （ ）13.12 h= 2gt可知tbta,而小球a、b运动的水平A正确。A. ta>tb, vaVvb B . ta>

18、;tb, va>vbC. taVtb, vaVvb D . taVtb, va>vb答案 A解析由于小球b距地面的高度小，由距离相等，由X=v0t可知，vaVvb。由此可知5 .（平抛运动规律的应用）（多选）物体以初速度V0水平抛出，若不计空气阻力，重力加速度为g,则当其竖直分位移与水平分位移相等时，以下说法中正确的是A.竖直分速度等于水平分速度B.瞬时速度大小为C.运动的时间为D.运动的位移大小为2 2v2g答案BCD解析由位移相等可知v0t =2,解得t=2；，又由于Vy=gt=2Vo,所以 V = vX + Vy=5v0,s = x2+ y2=y2v0t =2、/2vo Z一

19、，故A错误，日C、D正确。g6.（平抛运动规律的应用）斜面上有P、R & T四个点，如图所示，PR= RS= ST从P点正上方的Q点以速度v水平抛出一个物体，物体落于 R点，若从Q点以速度2v水平抛出一个物体，不计空气阻力，则物体落在斜面上的（）A. R与S间的某一点B. S点C. S与T间某一点D. T点答案 A解析 平抛运动的时间由下落的高度决定，下落的高度越高，运动时间越长。如果没有斜面，从 Q点以速度2v平抛，物体下落至与 R等高时，其位置恰位于 S点的正下方的一 点，但实际当中斜面阻碍了物体的下落，物体会落在R与S点之间斜面上的某个位置，A项正确。7.（与斜面结合的平抛运动问

20、题 ）两个相同高度的斜面倾角分别为 30°、60° ,两小球 分别由斜面顶端以相同水平速度 v水平抛出，如图所示，不计空气阻力，假设两球都能落在 斜面上，则分别向左、右两侧抛出的小球下落高度之比为（ ）A. 1 ： 2 B , 3 ： 1C. 1 ： 9 D , 9 ： 1答案 C解析 根据平抛运动的规律以及落在斜面上的特点可知，x=vt, y=；gt2, tan e =（分别将e为30。、60。代入可得两球平抛所经历的时间之比为1 ： 3,两球下落高度之比为1 ： 9, C正确。8.（与斜面结合的平抛运动问题）跳台滑雪是勇敢者的运动，运动员在专用滑雪板上，不带雪杖在助滑路

21、上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动极为壮观。设一位运动员由a点沿水平方向跃起，到山坡 b点着陆，如图所示。测得 a、b间距离L= 40 mq山坡倾角0 =30° ,山坡可以看成一个斜面。试计算（不计空气阻力，g取10 m/s2）：（1）运动员起跳后在空中从a至ij b飞行的时间;（2）运动员在a点的起跳速度大小。答案 （1）2 s （2）10 :3 m/s解析（1）运动员做平抛运动，其位移为 L,将位移分解，其竖直方向上的位移Lsin 01 . 2= ,gt解得t =2X40Xsin3010 水平方向上的位移Lcos e =vct解得运动员在a点的起跳速度v&#

22、176;=10，3 m/s。B组：等级性水平训练9 .（综合）如图所示，从一根内壁光滑的空心竖直钢管A的上端边缘，沿直径方向向管 内水平抛入一钢球，球与管壁多次相碰后落地（球与管壁相碰时间不计）。若换一根等高但较粗的内壁光滑的空心竖直钢管B,用同样的方法抛入此钢球，则运动时间（）A.在A管中的球运动时间长B.在B管中的球运动时间长C.在两管中的球运动时间一样长D.无法确定答案 C度V0抛出一个小球，不计空气阻力,它落在斜面上B点所用的时间为2vosin 92votan 9A. B.C. g答案解析设小球落在B点时竖直速度为Vy速度与水平方向的夹角为由推论知tan （3= 2tan 0 ,而且t

23、an (3Vy ,一,所以 Vy=2votan 8 ,故 t =VoVy 2votan 0B正确。11.（与斜面结合的平抛运动问题）一水平抛出的小球落到一倾角为3的斜面上时，其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图中虚线所示。 则小球在竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比为（ 一 12tan b C. tornD.12tan (3解析 小球被抛出后，做平抛运动，与管壁发生碰撞，水平方向速度反向，竖直方向 速度不变，竖直方向仍然只受重力，做自由落体运动，小球的落地时间只取决于竖直高度,Co所以从同一高度水平抛出，小球在空中的运动时间不会改变。故选A点，以水平速10 .（与斜面结合的平抛运动问题）

24、如图所示，从倾角为 e的斜面上的答案 Dy解析 设小球在竖直方向下落的距离y与水平方向通过的距离x之比等于tan a ,即xtan a ,如图所示。又 tan 0 =r, tan 0 =2tan a ,所以 y=tan a 1 ° ,故 D正确。tan （3x2tan （312.（ 一般抛体运动问题）（多选）如图所示，水平地面上不同位置的三个小球斜上抛，沿 三条不同的路径运动最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响,下列说法正确的是（）A.沿路径1抛出的小球落地的速率最大B.沿路径3抛出的小球在空中运动的时间最长C.三个小球抛出的初速度竖直分量相等D.三个小球抛出的初速度水平分量相等答案 AC解析 根据运动的合成与分解，将初速度分解为竖直方向和水平方向的分速度，三个