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高三物理电场能的性质的描述单元复习测试题
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一 、选择题

1.如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC,电势分别为 A、 B、 C,AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下列关系中正确的有( )

A. A> B> CB.EC>EB>EA

C.UAB

D.UAB=UBC

【答案】ABC

【详解】从A到B再到C是顺着电场线的方向,电势应逐渐降低,所以 A> B> C,即A正确.A、B、C三点中A处电场线最疏,C处电场线最密,所以EA

2.图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹.粒子先经过M点,再经过N点,可以判定(  )

A.M点的电势大于N点的电势

B.M点的电势小于N点的电势

C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力

D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力

【答案】选AD.

【详解】沿电场线的方向电势降低,所以φM>φN,选项A对,B错;电场线越密的地方电场强度越大,同一粒子所受电场力越大,所以选项C错,D对.

3. 如图所示,a、b是竖直方向上同一电场线上的两点,一带负电的质点在a点由静止释放,到达b点时速度,则(  )

A.a点电势高于b点电势

B.a点的场强大于b点的场强

C.质点从a点运动到b点的过程中电势能增加

D.质点在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力

【答案】选B.

【详解】负电荷所受电场力向上,所以电场线方向向下,A错;a点电场力大于重力,b点电场力等于重力,B对,D错;质点从a点运动到b点的过程中电场力做正功,电势能减小,C错.

4 如图所示,一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下,从静止开始由b沿直线运动到d,且bd与竖直方向所夹的锐角为45°,则下列结论中不正确的是(  )

A.此液滴带负电荷

B.合外力对液滴做的总功等于零

C.液滴做匀加速直线运动

D.液滴的电势能减少

【答案】选B.

【详解】由题可知,带电液滴只受重力和电场力作用,合力沿bd方向,液滴匀加速运动,C正确;合力做正功,B不正确;电场力方向向右,故液滴带负电荷,A正确;电场力做正功,所以电势能减少,D正确.

5.空间有一匀强电场,在电场中建立如右图所示的直角坐标系O-xyz,M、N、P为电场中的三个点,M点的坐标为(0,a,0),N点的坐标为(a,0,0),P点的坐标为a,a2,a2.已知电场方向平行于直线MN,M点电势为0,N点电势为1 V,则P点的电势为(  )

A.22 V          B.32 V

C.14 V D.34 V

【答案】 D

【详解】 MN间的距离为2a,P点在MN连线上的投影点离M点的距离为32a4,所以P点的电势为:32a42a×1=34 V,D正确.

6.一正电荷在电场中仅在电场力作用下,从A点运动到B点,速度大小随时间变化的图象如图所示,tA、tB分别是电荷在A、B两点对应的时刻,则下列说法中正确的有( )

A.A处的场强一定小于B处的场强

B.A处的电势一定高于B处的电势

C.电荷在A处的电势能一定小于B处的电势能

D.A至B过程中,电场力一定对电荷做正功

【答案】ABD

【详解】由速度图象可知,正电荷的加速度逐渐增大,所受电场力逐渐增大,B处电场强度大于A处电场强度,选项A正确;正电荷从A点运动到B点,在电场力作用下,正电荷速度增大,电场力做正功,所以D正确;电势能减小,电荷在A处的电势能一定大于B处的电势能,A处的电势一定大于B处的电势,选项B正确,C错.

7.在粗糙的斜面上固定一点电荷Q,在M点无初速度的释放带有恒定电荷的小物块,小物块在Q的电场中沿斜面运动到 N点静止.则从M到 N的过程中( )

A.小物块所受的电场力减小

B.小物块的电势能可能增加

C.小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功

D.M点的电势一定高于 N点的电势

【答案】AC

【详解】根据库仑定律: 知F库减小,故A对;由于电荷Q电性未知,故无法判定M、 N两点的电势高低,故D错;虽然电荷Q和小物块的电性都未知,但由题意可判断两者之间必为斥力,故小物块的电势能必然减小(因为电场力对其做正功),故B错;由动能定理有WG+W电+Wf=0,且WG>0,W电>0,故W电8.如图所示,图中K、L、M为静电场中的3个相距较近的等势面.一带电粒子射入此静电场中后,沿abcde轨迹运动.已知 K< L< M,且粒子在ab段做减速运动.下列判断中正确的是( )

A.粒子带负电

B.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度

C.粒子在a点与e点的速度大小相等

D.粒子在a点的电势能小于在d点的电势能

【答案】CD

【详解】因为 k< L,且带电粒子在ab段做减速运动,因此粒子带正电,A错误;由电场线分布情况可知a点场强小于b点场强,因此粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,B错误;a点和e点处在同一等势面上,因此该粒子在该两点的动能、电势能都相等,C正确;b点和d点处在同一等势面上,b、d两点的电势能相等,由于带电粒子在ab段做减速运动即该阶段电场力做负功,电势能增加,即a点的电势能小于b点的电势能,故D正确.

10.如右图所示,有一半圆弧光滑轨道,半径为R,在与圆心等高的位置静止放置一个带正电的小球A,其质量为m,M、N之间有一方向水平向左的匀强电场,让小球A自由滚下进入匀强电场区域,水平面也是光滑的,下列说法正确的是(  )

A.小球一定能穿过MN区域继续运动

B.如果小球没有穿过MN区域,小球一定能回到出发点

C.如果小球没有穿过MN区域,只要电场强度足够大,小球可以到达P点,且到达P点速度大于等于gR

D.如果小球一定能穿过MN区域,电场力做的功为-mgR

【答案】 B

【详解】 小球带正电,进入电场后做减速运动,如果小球达到N点还没有减速到零,说明小球穿过了MN区域,如果小球还没有到N点就减速为零,说明小球不能穿过MN区域,A项错.如果小球没有穿过MN区域,根据能量守恒定律,小球能回到出发点,且速度为零,B项对,C项错.如果小球一定能穿过MN区域,根据动能定理,电场力做的功与重力做的总功之和等于动能的变化,由于不知道小球在N点的速度是否为0,所以无法确定电场力做的功,D项错.

二、非选择题

11.一匀强电场,场强方向是水平的(如图),一个质量为m的带正电的小球,从O点出发、初速度的大小为v0,在电场力与重力的作用下,恰能沿与电场线成θ角的直线运动.求小球运动到点时其电势能与在O点的电势能之差.

【答案】12mv20cos2θ

【详解】设电场强度为E,小球带电荷量为q,因为小球做直线运动,它所受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线,如图所示,所以mg=qEtanθ.

由此可知,小球做匀减速运动的加速度大小为a=gsinθ.

设从O点到点的位移为L,根据运动学公式有

v20=2aL

运动的水平位移为x=Lcosθ.

从O点到点的过程中,电场力做负功,电势能增加,小球在点与O点的电势能之差为ΔEp=qEx.

联立以上五式,解得ΔEp=12mv20cos2θ.

12.一长为L的细线,上端固定,下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中,开始时,将线与小球拉成水平,然后释放,小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时,小球到达B点速度恰好为零.试求:

(1)AB两点的电势差UAB;

(2)匀强电场的场强大小;

(3)小球到达B点时,细线对小球的拉力大小.

【答案】(1)-3mgL2q (2)3mgq (3)3mg

【详解】取向下为正

(1)小球由A到B过程中,由动能定理得

mgLsin 60°+qUAB=0,所以UAB=-3mgL2q.

(2)E=|UAB|L-Lcos 60°=3mgq

(3)小球在AB间摆动,由对称性知,B处绳拉力与A处绳拉力相等,而在A处,由水平方向平衡有:

TA=qE=3mg 所以TB=TA=3mg

或在B处,沿绳方向合力为零,有

TB=qEcos 60°+mgcos 30°=3mg.

高三物理下册说课稿《自感与互感》 人教版高三物理选修3-3第一轮复习重点:第一节
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