高中物理人教版1第一章静电场学业分层测评4

学业分层测评(四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．如图1­4­10所示，电场中a、b、c三点，ab＝bc，则把点电荷＋q从a点经b点移到c点的过程中，电场力做功的大小关系有()【导学号：08160028】图1­4­10A．Wab>Wbc B．Wab＝WbcC．Wab<Wbc D．无法比较【解析】由电场线的疏密可知，a点的场强最小，c点的场强最大，位移相同时，bc段受到的平均电场力大，所以Wab<Wbc，故C正确，A、B、D错误．【答案】C2．(多选)如图1­4­11所示，静电喷涂时，喷枪喷出的涂料微粒带电，在带正电被喷工件的电场力作用下，向被喷工件运动，最后吸附在其表面．在涂料微粒向工件靠近的过程中()【导学号：08160029】图1­4­11A．涂料微粒带负电B．离工件越近，所受库仑力越小C．电场力对涂料微粒做负功D．涂料微粒的电势能减小【解析】由图知，工件带正电，则在涂料微粒向工件靠近的过程中，涂料微粒带负电，故A正确．离工件越近，根据库仑定律得知，涂料微粒所受库仑力越大，B错误．涂料微粒所受的电场力方向向左，其位移方向大体向左，则电场力对涂料微粒做正功，其电势能减小．故C错误，D正确，故选A、D.【答案】AD3．如图1­4­12所示，在点电荷Q形成的电场中，正电荷q从A移到B.在此过程中，下列说法正确的是()【导学号：08160030】图1­4­12A．电场力对电荷做正功B．电场力对电荷做负功C．电场力对电荷不做功D．由于不知道移动的路径，因此无法确定电场力是否做功【解析】在正点电荷Q形成的电场中，电场方向指向外侧，沿着电场线方向电势降低．所以A点电势大于B点电势．根据电势能的定义Ep＝qφ，正电荷q从A移到B，在此过程中，电势能减小．根据电场力做功量度电势能的变化知道电场力对电荷做正功，故A正确．【答案】A4.(2023·北京高考)如图1­4­13所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是()图1­4­13A．1、2两点的场强相等B．1、3两点的场强相等C．1、2两点的电势相等D．2、3两点的电势相等【解析】根据电场线的疏密判断电场强度的大小，电场线越密，电场强度越大，所以E1>E2，E1>E3，A、B均错误；电势是标量，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，且在同一等势面上电势相等，所以φ1>φ2，φ2＝φ3，C错误，D正确．【答案】D5．(多选)(2023·资阳高二检测)下列有关电势高低的判断正确的是()A．负电荷从A点移动到B点时，外力做正功，A点的电势一定较低B．负电荷从A点移动到B点时，电势能增加，A点的电势一定较高C．正电荷只在电场力作用下，从A点移动到B点，A点的电势一定较高D．正电荷从A点移动到B点时，其电势能增加，A点电势一定较低【解析】负电荷从A点移动到B点时，外力做正功，但不知道电场力做功的正负，无法判断电势能的变化，故A错误；负电荷从A点移动到B点时，电势能增加，说明电场力做负功，负电荷是顺着电场线方向移动的，故A点电势高，故B正确；正电荷只在电场力作用下，从A点移动到B点，但不知道是不是从静止开始运动的，故无法判断电势高低，故C错误；正电荷从A点移动到B点时，其电势能增加，电场力做负功，故正电荷一定是逆着电场线方向移动的，故A点电势低，故D正确．【答案】BD6．(2023·牡丹江高二检测)将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电势能减少了×10－9J，若将另一等量的负电荷从无穷远处移入电场中的N点，电势能增加了×10－9J，则下列判断正确的是()【导学号：08160031】A．φM<φN<0 B．φN>φM>0C．φN<φM<0 D．φM>φN>0【解析】取无穷远处电势为0，则正电荷在M点的电势能为－×10－9J，负电荷在N点的电势能为×10－9J．由φ＝eq\f(Ep,q)，M、N点的电势φM<0，φN<0，且|φN|>|φM|，即φN<φM<0，故C正确．【答案】C7．(2023·青岛高二检测)某电荷形成的电场的电场线中的A、B两点，检验电荷在电场中的运动轨迹为图1­4­14中虚线所示，关于检验电荷的说法正确的是()图1­4­14A．检验电荷带负电B．检验电荷的电势能一定减小，动能一定增大C．检验电荷的电势能一定增大，动能一定减小D．由B到A，检验电荷的动能一定增加【解析】由图，粒子的运动轨迹向右弯曲，电场线是直线，说明粒子在a、b两点受到的电场力方向均沿电场线向右．则检验电荷带正电，故A错误．带电粒子的运动方向未知，不能判断动能和电势能的变化，故B、C错误．带电粒子从B运动到A的过程中，电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力对粒子做正功，粒子的动能增大，故D正确．【答案】D8．(2023·天水高二检测)如图1­4­15所示，P、Q是两个电荷量相等的异种电荷，在其电场中有a、b、c三点在一条直线上，平行于P、Q的连线，b点在P、Q连线的中垂线上，a、c关于中垂线对称，分别用φa、φb和φc表示三点的电势，用Ea、Eb、Ec分别表示三点的场强．下列说法正确的是()【导学号：08160032】图1­4­15A．φa>φb>φc B．φa>φc>φbC．Ea>Eb>Ec D．Eb>Ea>Ec【解析】根据电场力做功判断：若从a到b到c移动一正的试探电荷，电场力做正功，电势降低，所以A正确；由于点a和点c关于P、Q连线的中垂线对称，故a、c两点的场强大小相等，但方向不同，所以C、D错误．【答案】A[能力提升]9．(多选)(2023·山东高考)如图1­4­16所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，虚线是以＋Q所在点为圆心、eq\f(L,2)为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称．下列判断正确的是()图1­4­16A．b、d两点处的电势相同B．四个点中c点处的电势最低C．b、d两点处的电场强度相同D．将一试探电荷＋q沿圆周由a点移至c点，＋q的电势能减小【解析】根据等量异种点电荷电场线及等势线的分布可知b、d两点电势相同，电场强度大小相等、方向不同，选项A对，C错．c点电势为0，由a经b到c，电势越来越低，正电荷由a经b到c电势能越来越小，选项B、D正确．【答案】ABD10．(多选)(2023·济南高二检测)如图1­4­17所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判断正确的是()【导学号：08160033】图1­4­17A．O点电场强度为零B．D点电场强度为零C．若将点电荷＋q从O移向C，电势能增大D．若将点电荷－q从O移向C，电势能增大【解析】题中A、B两个＋Q在O点的场强矢量和为0，所以O点的场强等于C点点电荷在O点产生的场强(不为零)，A选项错误；题中A、B、C三点电荷在D点产生的场强如图所示，大小相等，设EA＝EB＝EC＝E，EA、EB的矢量和沿x轴正方向，大小也等于E，EC方向沿x轴负方向，故三个场强的矢量和为0，B选项正确；x轴上x<0的区间，合场强方向沿x轴负方向，所以将正电荷从O移向C，电场力做正功，电势能减小，将负电荷从O移向C，电场力做负功，电势能增加，C选项错误，D选项正确．【答案】BD11．如图1­4­18所示的一匀强电场，场强方向水平向左．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，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动．求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差．图1­4­18【解析】设小球的电荷量为q，因小球做直线运动，则它受到的电场力Eq和重力mg的合力必沿初速度反方向，如图所示．有mg＝Eqtanθ，由此可知，小球做匀减速直线运动的加速度大小为a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(\f(mg,sinθ),m)＝eq\f(g,sinθ)设从O点到最高点的路程为s，有veq\o\al(2,0)＝2as，运动的水平距离为l＝scosθ，联立解得电场力做功W＝－qEl＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)cos2θ，电势能之差ΔEp＝－W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)cos2θ.【答案】eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)cos2θ12．(2023·宜春高二检测)如图1­4­19所示，在匀强电场中，电场线与水平方向的夹角为θ，有一质量为m，带电量为＋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)【导学号：08160034】图1­4­19(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，求此过程中电场力对小球做的功．【解析】(1)小球静止在A点时，根据平衡方程得：qEsinθ－mg＝0则匀强电场的场强为：E＝eq\f(mg,qsinθ).(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