2019-2020年高考物理一轮复习 6.2电场能的性质的描述课时提升作业 沪科版选修3-1.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 6.2电场能的性质的描述课时提升作业 沪科版选修3-1一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出)1.(多选)(xx江苏高考)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-q在a点的电势能比在b点的大D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功2.(xx大连模拟)如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线,A、B是这条直线上的两点。一带负电的粒子以速度vA经过A点向B点运动,一段时间后,粒子以速度vB经过B点,且vB与vA方向相反,不计粒子重力,下列说法正确的是()A.A点的场强小于B点的场强B.A点的电势高于B点的电势C.粒子在A点的速度小于在B点的速度D.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能3.(xx福州模拟)如图所示,虚线是某一静电场的一簇等势线及其电势值,一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时,恰能沿图中的实线从A点飞到B点,则下列判断正确的是()A.该粒子带负电B.A点的场强大于B点的场强C.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能D.粒子在A点的动能小于在B点的动能4.(xx上海高考)两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示,已知A点电势高于B点电势。若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb,则()A.a处为正电荷,qaqbC.a处为负电荷,qaqb5.(多选)(xx杭州模拟)如图所示为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点。在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J,电场力做的功为1.5 J。则下列说法正确的是()A.粒子带负电B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5JC.粒子在A点的动能比在B点多0.5JD.粒子在A点的机械能比在B点少1.5J二、计算题(本题15分。需写出规范的解题步骤)6.(xx潍坊模拟)如图所示,带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30的光滑绝缘斜面底部的C点,斜面上有A、B两点,且A、B和C在同一直线上,A和C相距为L,B为AC中点。现将一带电小球从A点由静止释放,当带电小球运动到B点时速度恰好为零。已知带电小球在A点处的加速度大小为,静电力常量为k,求：(1)小球运动到B点时的加速度大小。(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)。强化专练(建议：25分钟)强化点1：电势高低及电势能大小的判断1.(多选)(xx天津高考)两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A为MN上的一点。一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则()A.q由A向O的运动是匀加速直线运动B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C.q运动到O点时的动能最大D.q运动到O点时电势能为零2.(xx三亚模拟)如图所示,有四个等量异种电荷,放在正方形的四个顶点处,A、B、C、D为正方形四个边的中点,O为正方形的中心,下列说法中正确的是()A.A、B、C、D四个点的电场强度相同B.O点电场强度等于零C.将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点,电场力做功为零D.将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点,试探电荷具有的电势能增大强化点2：电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹的综合3.(xx重庆高考)如图所示,高速运动的粒子被位于O点的重原子核散射,实线表示粒子运动的轨迹,M、N和Q为轨迹上的三点,N点离核最近,Q点比M点离核更远,则()A.粒子在M点的速率比在Q点的大B.三点中,粒子在N点的电势能最大C.在重核产生的电场中,M点的电势比Q点的低D.粒子从M点运动到Q点,电场力对它做的总功为负功4.(多选)(2011江苏高考)一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势面彼此平行,不计粒子的重力。下列说法正确的有()A.粒子带负电荷B.粒子的加速度先不变,后变小C.粒子的速度不断增大D.粒子的电势能先减小,后增大5.(xx合肥模拟)x轴上有两点电荷Q1和Q2,Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中的曲线所示,规定无限远处电势为零,下列推理与图像信息不符合的是()A.Q1一定大于Q2B.Q1和Q2一定是同种电荷,但不一定是正电荷C.电势最低处P点的电场强度为0D.Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点强化点3：电场中的功能关系6.(xx浙江高考)“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M板正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。(1)判断半球面A、B的电势高低,并说明理由;(2)求等势面C所在处电场强度E的大小;(3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为A、B和C,则到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量Ek左和Ek右分别为多少?(4)比较|Ek左|与|Ek右|的大小,并说明理由。答案解析素能全练1.【解题指南】(1)场强大小的比较看电场线的疏密;(2)电势高低的比较看电场线的方向;(3)电场力做功根据W=Uq判断,判断时将正负号代入。【解析】选A、B、D。电场强度的大小由电场线的疏密决定,由题图可知,a点的场强较大,A项正确;沿着电场线方向电势降低,可见a点的电势较高,B项正确;对于带负电的检验电荷,从a点移至b点,电场力做负功,电势能增大,C项错误,D项正确。2.【解析】选B。如果电场为匀强电场并且场强方向向右,也可出现题干所述情况,A错误;带负电的粒子先向右减速后向左加速,其受力向左,电场线方向向右,故A点的电势高于B点的电势,B正确;带负电的粒子受到向左的力,由A到B电场力做负功,动能减小,速度减小,粒子在A点的速度大于在B点的速度,粒子在A点的电势能小于在B点的电势能,C、D错误。3.【解析】选B。由于电场线是从电势高的等势面指向电势低的等势面,所以可以判断出此电场是由负电荷所产生的,位置大约在A点左上方,由粒子轨迹的弯曲方向可判断该粒子带正电,由A到B电场力做负功,电势能增大,动能减小。综上所述,本题只有B正确。【加固训练】如图所示,一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点,其中M点是轨迹的最右点。不计重力,下列表述正确的是()A.粒子在M点的速率最大B.粒子所受电场力沿电场方向C.粒子在电场中的加速度不变D.粒子在电场中的电势能始终在增加【解析】选C。根据做曲线运动的物体所受合力指向轨迹的凹侧的特点,再结合电场力的特点可知粒子带负电,即受到的电场力方向与电场方向相反,B错;从N点到M点电场力做负功,粒子做减速运动,电势能增加,当到达M点后电场力做正功,粒子做加速运动,电势能减小,则粒子在M点的速度最小,A、D错;在整个过程中粒子只受电场力,根据牛顿第二定律可知加速度不变,C正确。4.【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点：(1)以无穷远处电势为零;(2)正电荷周围的电势为正,负电荷周围的电势为负。【解析】选B。根据A点电势高于B点电势可知,a处为正电荷,a电荷处的等势面比b电荷处的等势面密,所以qaqb,选项B正确。5.【解析】选C、D。从粒子的运动轨迹可以看出,粒子所受的电场力方向与场强方向相同,粒子带正电,A错误;粒子从A点运动到B点,电场力做功1.5J,说明电势能减少1.5J,B错误;对粒子应用动能定理得：W电+W重=EkB-EkA,代入数据解得EkB-EkA=1.5J-2.0 J=-0.5 J,C正确;粒子机械能的变化量等于除重力外其他力做的功,电场力做功1.5J,则粒子的机械能增加1.5 J,D正确。6.【解析】(1)带电小球在A点时：mgsin30-k=maA (3分)带电小球在B点时：-mgsin30=maB (3分)且aA=可解得：aB=。 (1分)(2)由A点到B点应用动能定理得：mgsin30-UBAq=0 (3分)由mgsin30-k=maA=m可得：mg=k (3分)可求得：UBA=。 (2分)答案：(1)(2)强化专练1.【解题指南】解答本题可按以下思路进行：(1)先根据等量同种正电荷的电场分布确定电荷q从A到O的电场力情况;(2)再根据电场力做功情况判断出电势能和动能变化。【解析】选B、C。根据等量同种正电荷的电场线分布,可知从A到O的运动过程中电荷q受的电场力方向不变,大小不断变化,到O点时电场力为零,故q的运动不是匀加速直线运动,是变加速直线运动,A错;由电场力的方向,知电荷q由A向O运动的过程中电场力做正功,电势能不断减小,动能不断增大,到O点,电势能最小,动能最大,B、C对;选无穷远为零势能点,O点的场强为零,电势为正值,由Ep=q知,电荷q在O点的电势能为负值,D错。2.【解析】选C。由点电荷电场叠加规律以及对称关系可知,A、C两点电场强度相同,B、D两点电场强度相同,A错误;在O点电场强度向右,不为零,B错误;由电场分布和对称关系可知,将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点,电场力做功为零,C正确;将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点,电场力做正功,试探电荷具有的电势能减小,D错误。3.【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)根据粒子的运动轨迹判断重核的电性。(2)根据电场力的做功情况判断电势能的变化。(3)沿电场线方向,电势降低。【解析】选B。由题图粒子的运动轨迹可知,粒子受重原子核的斥力作用而运动,故重核带正电,周围电势为正;因Q点比M点离核更远,故粒子从M到Q,电场力做正功,动能增大,速度增大,A、D均错;N点离核最近,电势能最大,B对;沿电场线方向,电势降低,故M点比Q点电势高,C错。4.【解题指南】解答本题时注意理解：(1)粒子轨迹弯向的一侧与所受电场力的方向的关系;(2)电场力做功与电势能以及动能变化的关系。【解析】选A、B。根据粒子在非匀强电场中的运动轨迹可以判断所受电场力方向向左偏下,所以粒子带负电,A对;粒子由高电势向低电势运动,电场力做负功,电势能增加,动能减少,C、D错;非匀强电场等势面间距变大,场强变小,电场力以及加速度变小,B对。5.【解析】选B。两个点电荷间的电势都为正,因此两点电荷都为正电荷,B不符合图像信息;两个正点电荷的连线上有一点场强为零,正的试探电荷从两个电荷中的任一电荷附近沿连线向场强为零的点移动时电势都降低,到场强为零的点,电势最低,C符合图像信息;场强为零的点离Q1远,故Q1一定大于Q2,A符合图像信息;Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点,D符合图像信息。【总结提升】由-x图像分析场强、电势的大小关系(1)在-x图像中可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势高低关系确定电场强度的方向。(2)电场强度的大小等于-x图线的斜率大小,电场强度为零处,-x图线存在极值,其切线的斜率为零。(3)在-x图像中分析移动电荷时电势能的变化,可用WAB=qUAB,分析WAB的正负,然后做出判断。6.【解题指南】解答本题可按以下思路进行：(1)电子做圆周运动时,电场力提供向心力;(2)在只有电场力做功的情况下,电场力做的功等于电子动能的变化。【解析】(1)电子(带负电)做圆周运动,电场力方向指向球心,电场方向从B指向A,半球面B的电势高于半球面A的电势。(2)根据题意,电子在电场力作用下做圆周运动,考虑到圆轨道上的电场强度大小相同,有：eE=mEk0=mv2R=联立解得：E=(3)电子运动时只有电场力做功,根据动能定理,有Ek=qU对到达N板左边缘的电子,电场力做正功,动能增加,有Ek左=e(B-C)到达N板右边缘的电子,电场力做负功,动能减小,有Ek右=e(A-C)(4)根据电场线特点,等势面B与C之间的电场强度大于C与A之间的电场强度,考虑到等势面间距相等,有|B-C|A-C|,即|Ek左|Ek右|。答案：(1)见解析(2)(3)e(B-C)e(A-C)(4)|Ek左|Ek右|理由见解析