高中物理全程学习方略课件：单元质量评估(二)（鲁科选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第2章电势能与电势差 90分钟100分 一 选择题 本大题共12小题 每小题5分 共60分 有的小题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确 把正确选项前的字母填在题后的括号内 1 2010 广东高考 如图是某一点电荷的电场线分布图 下列表述正确的是 A a点的电势高于b点的电势B 该点电荷带负电 C a点和b点电场强度的方向相同D a点的电场强度大于b点的电场强度 解析 选B D 在点电荷的电场中 以点电荷为球心的球面是等势面 又由于顺着电场线方向电势降低 故a点电势低于b点电势 A选项错误 由电场线的分布可知该点电荷带负电 故B选项正确 a点电场线比b点密因而 Ea Eb a b两点的电场线的方向不同 故C选项错误 D选项正确 2 2009 全国高考 图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线 两粒子M N质量相等 所带电荷的绝对值也相等 现将M N从虚线上的O点以相同速率射出 两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示 点a b c为实线与虚线的交点 已知O点电势高于c点 若不计重力 则 A M带负电荷 N带正电荷B N在a点的速度与M在c点的速度大小相同C N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D M在从O点运动至b点的过程中 电场力对它做的功等于零 解析 选B D 虚线为匀强电场中的等势线 由于O点电势高于c点电势 电场线应垂直于虚线向下 根据两粒子的偏转情况可知 M粒子所受电场力方向向下 N粒子所受电场力方向向上 因此M粒子带正电 N粒子带负电 故A错 O a两点的电势差与O c两点的电势差相等 均为U 两粒子电荷量的绝对值相等为q 质量均为m 由动能定理M到c和N到a的速率相等 均为v 故B正确 N从O到a电场力一直对它做正功 故选项C错误 O b两点电势相等 从O到b电场力对M粒子做功为零 选项D正确 3 图中虚线表示等势面 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 实线表示该带正电的小球的运动轨迹 小球在a点的动能等于20eV 运动到b点时的动能等于2eV 若取c点为零势点 则当这个带电小球的电势能等于6eV时 不计重力和空气阻力 它的动能等于 A 16eVB 8eVC 6eVD 4eV 解析 选B 因为相邻两等势面间电势差相等 设为U 则3qU Eka Ekb 18eV 解得U eV由b到c电场力做正功 电势差Ubc 2U eV 所以小球的动能增加qUbc 12eV 到达c点时的动能为Ekc 2eV 12eV 14eV 因为取c点为零电势点 则小球在c点电势能为零 即小球在c点时电势能与动能的和为14eV 且在任何位置都为这一值不变 因此 当小球的电势能为6eV时 动能为14eV 6eV 8eV B正确 4 图中A B C三点都在匀强电场中 已知AC BC ABC 60 BC 20cm 把一个电荷量q 10 5C的正电荷从A移到B 电场力做功为零 从B移到C 电场力做功为 1 73 10 3J 则该匀强电场的场强大小和方向是 A 865V m 垂直AC向左B 865V m 垂直AC向右C 1000V m 垂直AB斜向上D 1000V m 垂直AB斜向下 解析 选D 把电荷q从A移到B电场力不做功 说明A B两点在同一等势面上 因该电场为匀强电场 等势面应为平面 故图中直线AB即为等势线 场强方向应垂直于等势面 可见 选项A B不正确 B点电势比C点低173V 因电场线指向电势降低的方向 所以场强方向必垂直于AB斜向下 场强大小 选项D正确 5 如图所示 实线表示一簇关于x轴对称的等势面 在轴上有A B两点 则 A A点场强小于B点场强B A点场强方向指向x轴负方向C A点场强大于B点场强D A点电势高于B点电势 解析 选A D 由电场线与等势面的关系可知 电场线一定与等势面垂直 且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面 作出相应的电场线分布 如图所示 则可知A B两点处的场强方向应与x轴同向 由电场线的疏密可知 A点处的场强EA小于B点处的场强EB 故正确答案为A D项 6 一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图所示 电场方向竖直向下 若不计空气阻力 则此带电油滴从a点运动到b点的过程中 能量变化情况为 A 动能减小B 电势能增加C 动能和电势能总和减少D 重力势能和电势能之和增加 解析 选C 由油滴的运动轨迹可知 油滴受到向上的电场力 必然带负电 在从a点到b点的运动过程中 电场力做正功 电势能减少 重力做负功 重力势能增加 但动能 重力势能 电势能的总和保持不变 所以动能和电势能总和要减少 选项C对 B错 由运动轨迹为曲线可知电场力F大于重力mg 合力方向向上 由动能定理可知从a点运动到b点 合力做正功 动能增加 选项A D错误 7 MN是一负电荷产生的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 如图中虚线所示 下列说法正确的是 A 负电荷一定位于M左侧B 带电粒子在a点加速度大于b点加速度C 带电粒子在a点电势能大于b点电势能D 带电粒子在a点的动能大于b点的动能 解析 选A C 设MN与ab交点为P 由轨迹弯曲方向可知 粒子在P点的受力FP方向由N M 带电粒子为正 所以场强方向为N M A对 由负电荷场强特点可知 aa ab B错 a b Wab 0 电势能减少 动能增加 C对 D错 8 如图所示是一个示波器工作原理图 电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场 离开电场时偏转量是h 两平行板间距离为d 电势差为U 板长为l 每单位电压引起的偏移量 叫示波器的灵敏度 若要提高其灵敏度 可采用的办法是 A 增大两极板间的电压B 尽可能使板长l做得短些C 尽可能使板间距离d减小些D 使电子入射速度v0大些 解析 选C 本题是一个通过计算进行选择的问题 因为 所以 要使灵敏度大些 选项中符合要求的只有C 9 如图 一束 粒子沿中心轴射入两平行金属板之间的匀强电场中后 分成三束a b c 则 A 初速度va EkcD 动能变化量 Eka Ekb Ekc 解析 选A C 粒子做平抛运动 竖直方向上加速度相同 竖直方向上y at2 整理得ta tb tc a的水平位移小于b的水平位移 vatc 所以vb Ekc 10 如图所示 在a点由静止释放一个质量为m 电荷量为q的带电粒子 粒子到达b点时速度恰好为零 设ab所在的电场线竖直向下 a b间的高度差为h 则 A 带电粒子带负电B a b两点间的电势差Uab C b点场强大于a点场强D a点场强大于b点场强 解析 选A B C 带电粒子由a点到b点的过程中 重力做正功 而动能没有增加 说明电场力做负功 根据动能定理有mgh qUab 0 解得a b两点间电势差为 因为a点电势高于b点电势 Uab 0 所以粒子带负电 选项A B正确 带电粒子由a点到b点的过程中 在重力和电场力共同作用下 先加速运动后减速运动 因为重力为恒力 所以电场力为变力 且电场力越来越大 由此可见 b点场强大于a点场强 选项C正确 D错误 11 2010 长春高二检测 如图所示为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线 若将该电容器两端的电压从40V降低到36V 对电容器来说正确的是 A 是充电过程B 是放电过程C 该电容器的电容为5 0 10 2FD 电容器的电量变化量为0 20C 解析 选B 由电容定义式C 可知 当电压降低时 两极板电荷量减少 故电容器放电 A错误 B正确 由图可知电容器的电容C F 5 0 10 3F C错误 由公式C 可得电容器的电量变化量 Q C U 5 0 10 3 40 36 C 0 02C D错误 12 如图所示 在点电荷 Q形成的电场中 已知a b两点在同一等势面上 甲 乙两个带电粒子运动的轨迹分别是acb和adb曲线 两个粒子经过a点时具有相同的动能 由此可以判断 A 甲经过c和乙经过d时具有相同的动能B 甲 乙两粒子带异种电荷C 若取无穷远为零电势点 则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能D 两粒子经过b点时具有相同的动能 解析 选B C D 由粒子的运动轨迹可以判断 甲受引力作用 由a到c电场力对甲做正功 甲动能增加 乙受斥力作用 由a到d电场力对乙做负功 乙动能减少 故A错误 B正确 若取无穷远处为零电势点 则c d两点电势相等且为正值 甲为负电荷 在c点的电势能是负值 乙为正电荷 在d点的电势能为正值 故C正确 由a运动到b 电场力对两粒子做功为零 其动能不变 故D正确 二 计算题 本大题共4小题 共40分 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 13 8分 图中 水平放置的A B两平行板相距h 有一质量为m 带电量为 q的小球在B板之下距离为H的M处以速度v0竖直向上进入两板间 欲使小球恰好打到A板 试讨论A B板间的电势差是多大 解析 小球由M处以初速度v0竖直向上进入两板间 小球恰好打到A板 在此过程中小球受到重力和电场力的作用 重力对小球做负功 电场力对小球所做功的正 负要看AB两板的电势高低 若A B时 电场力对小球做负功 若AB时 mg H h qUAB mv02 2分 UAB 2分 AB时 UAB A B时 UBA 14 8分 如图所示 光滑绝缘细杆竖直放置 它与以正点电荷Q为圆心的某圆交与B C两点 质量为m 带电荷量为 q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑 已知q Q AB h 小球滑到B点时的速度大小为 求 1 小球由A到B的过程中电场力做的功 2 A C两点间的电势差 解析 1 因为Q是正点电荷 所以以Q为圆心的圆面是一个等势面 这是一个重要的隐含条件 因为杆是光滑的 所以小球从A到B过程中只有两个力做功 电场力做功WE和重力做功mgh 由动能定理得 WE mgh mvB2 2分 由已知vB 联立解得WE m 3gh mgh mgh 2分 2 因为B C在同一个等势面上 所以 即UAB UAC由W qU得 qUAB mgh 2分 UAC UAB 2分 答案 1 mgh 2 15 12分 如图所示 在方向竖直向下的匀强电场中 一绝缘轻细线一端固定于O点 另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动 小球的带电量为q 质量为m 绝缘细线长为L 电场的场强为E 若带电小球恰好能通过最高点A 则在A点时小球的速率v1为多大 小球运动到最低点B时的速率v2为多大 运动到B点时细线对小球的拉力为多大 解析 小球受重力 电场力 细线拉力作用 它恰好能通过最高点 说明细线拉力TA 0 2分 这时重力和电场力的合力提供圆周运动的向心力 故有qE mg 2分 解得v1 1分 小球由A运动到B点 绳子拉力不做功 重力和电场力做功 由动能定理得 qE mg 2L mv22 mv12 2分 得v22 1分 将v1的表达式代入得v2 1分 在B点 三个力的合力提供圆周运动的向心力 有TB mg Eq 2分 TB 6 mg qE 1分 答案 6 mg qE 16 12分 一束电子流在经U 5000V的加速电场加速后 在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场 如图所示 若两极板间距d 1 0cm 板长l 5 0cm 那么 要使电子能从平行板间飞出 两个极板上最多能加多大电压 解析 设极板间的电压为U 时 电子能飞离平行板间的偏转电场 加速过程 由动能定理得eU mv02 2分 进入偏转电场 电子在平行于板面的方向上做匀速运动 l v0t 2分 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动 加速度 2分 偏转距离 y at2 2分 能飞出的条件为 y 2分 联立以上解得 U V 400V 2分 答案 400V 本部分内容讲解结束 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全