2018年高中物理第二章电势能与电势差章末过关检测鲁科版选修3-1

第二章电势能与电势差章末过关检测(二)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(此题共6小题，每题6分，共36分．在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．(2018·山西怀仁一中期中)以下物理量中，哪些与查验电荷相关()A．电场强度EB．电势φC．电势能pD．电势差UEF是由电场自己决定的与q没关．故分析：选C．电场强度＝采纳比值定义法定义的，EqEpq没关，故B错误；A错误；电势φ＝q，是用比值定义法定义的，由电场自己决定的，与电势能E＝φq，故电势能与电荷相关，选项C正确；电势差U＝q，是用比值定义法定义pABW的，由电场自己和A、B两点的地点决定的，与q没关．故D错误．2．对于静电场，以下结论广泛建立的是( )A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B．电场中随意两点之间的电势差只与这两点的场强相关C．对于正电荷而言，电场力做正功，电势能减少，负电荷则反之D．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向分析：选D．电势与电场强度没有直接关系，所以电场强度大的地方电势不必定高，电场强度小的地方电势不必定低，故A错误；在匀强电场中，由公式U＝Ed可知，两点之间的电势差与场强和两点间沿电场线方向的距离都相关，故B错误；依据功能关系，不论正电荷仍是负电荷，只需做正功，电势能都是减小的，做负功电势能都是增添的，应选项C错误；沿电场方向电势降低，并且速度最快，所以D正确．3．在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个－q的查验电荷从电场的无穷远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为，则查验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别W为( )A．pA＝－，φA＝－WB．pA＝，φA＝－WEWqEWqWWC．EpA＝－W，φA＝qD．EpA＝W，φA＝q分析：选C．－q的查验电荷从电场的无穷远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无穷远处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为EpA1＝－W，A点的电势φA＝－WW－q＝q，C正确．4．(2018·湖南衡阳一中高二月考)如下图，、、c为电场中同一条电场线上的三ab点，此中c为线段ab的中点．若一个运动的正电荷先后经过a、b两点，a、b两点的电势分别为φa＝－3V、φb＝7V，则()A．c点电势为2VB．a点的场强小于b点的场强C．正电荷在a点的动能小于在b点的动能D．正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能分析：选D．沿电场线方向电势降低，由题意知电场线向左，只有在匀强电场中c点的电势为2V，故A错误．一条电场线，没法判断电场线的疏密，就没法判断两点场强的大小；所以a点处的场强E可能小于b点处的场强，也可能大于E，故B错误．依据正电荷在电ab势高处电势能大，可知，正电荷从a点运动到b点的过程中战胜电场力做功，电势能必定增大，而由能量守恒得悉，其动能必定减小，故C错误，D正确．5．空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球本来不带电，因为静电感觉，两球在空间形成了如下图稳固的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，、B两点A与两球球心连线位于同向来线上，C、D两点对于直线AB对称，则( )A．A点和B点的电势同样B．C点和D点的电场强度同样C．正电荷从A点移至B点，静电力做正功D．负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先增大后减小分析：选C．由题图可知φA＞φB，所以正电荷从A移至B，静电力做正功，故A错误，C正确．C、D两点场强方向不一样，故B错误．负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先减小后增大，所以D错误．如下图，平行板电容器上极板带正电荷，且与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的正点电荷，以E表示两极板间电场的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角，若保持上极板不动，将下极板向上挪动一小段距离至图中虚线地点，则( )2A．θ增大，E增大，Ep增大B．θ增大，E增大，Ep减小C．θ减小，E不变，Ep增大D．θ减小，E不变，Ep减小εS分析：选D．电容器电量不变；下极板向上挪动时，两板间的距离减小，依据C＝4πkd可知，电容C增大，则依据＝可知，电压U减小；故静电计指针偏角θ减小；两板间QCU的电场强度UQ4πkQU＝＝＝；所以电场强度与板间距没关，所以电场强度不变；依据P＝Ed,P点与下极板的距离d减小，则P点的电势降低，依据E＝qU可知正点电荷在P点PP的电势能减小，应选项D正确．二、多项选择题(此题共4小题，每题6分，共24分．在每题给出的四个选项中，有多个选项切合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．如下图，在点电荷Q产生的电场中，尝试电荷q只在电场力作用下沿椭圆轨道运动．已知Q位于椭圆轨道的一个焦点上，则对于尝试电荷q的说法正确的选项是( )A．从M点运动到N点的过程中电势能增添B．从M点运动到N点的过程中动能增添C．q在M点的加快度比N点的加快度大D．从M点运动到N点，电势能与动能之和不变分析：选ACD．点电荷q沿椭圆轨道运动，必然遇到Q的引力作用，从M点运动到N点的过程中，电场力对q做负功，则q的电势能增添，故A正确．从M点运动到N点的过程中，电场力对q做负功，由动能定理知动能减小，故B错误．M与Q间的距离比N与Q的距离小，由库仑定律知，q在M点所受的库仑力大于在N点所受的库仑力，由牛顿第二定律知，q在点的加快度比N点的加快度大，故C正确．依据能量守恒定律知，从点运动到N点，电MM势能与动能之和保持不变，故D正确．8．(高考山东卷)如图甲所示，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t＝0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v沿中线射入两板间，T时间内微粒303匀速运动，T时刻微粒恰巧经金属板边沿飞出．微粒运动过程中未与金属板接触．重力加快度的大小为g.对于微粒在0～T时间内运动的描绘，正确的选项是( )A．末速度大小为2v0B．末速度沿水平方向1C．重力势能减少了2mgdD．战胜电场力做功为mgdT2分析：选BC．0～3微粒做匀速直线运动，则E0q＝mg.3～3没有电场作用，微粒做平抛运动，竖直方向上a＝g.2T03直向上．因为两段时间相等，故抵达金属板边沿时，微粒速度为v0，方向水平，选项A错误，选项B正确；从微粒进入金属板间到走开，重力做功G＝·d1，重力势能减少，选项Wmg22mgdG电电1C正确；由动能定理知W－W＝0，W＝2mgd，选项D错误．9．(2018·湖北天门市、仙桃市、潜江市期末联考)如下图，A、B、C、D是真空中一正四周体的四个极点(正四周体是由四个全等正三角形围成的空间关闭图形)，全部棱长都为a.此刻A、B两点分别固定电荷量分别为＋q和－q的两个点电荷，静电力常量为k，以下说法正确的选项是( )A．CD棱上各点电势相等kqB．C、D两点的场强方向同样，大小相等且均为a2C．将一负电荷沿CD棱从C点挪动到D点，电场力先做正功后做负功D．将一正电荷沿CD棱从C点挪动到D点，电场力先做正功后做负功分析：选AB．据题，＋q、－q是两个等量异种点电荷，经过AB的4中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等，C、D两点的场强都与等势面垂直，方向指向B一侧，方向同样，依据对称性可知，场强盛小相等，故、D两点的场强、电势C均同样．两个电荷在C点产生的场强盛小：1＝2＝kq120°，则C点的合2，方向的夹角为EEakq，如图．故A、B正确；因CD是等势面，故不论是正电荷仍是负电荷沿a122CD棱从C点挪动到D点，电场力都不做功，选项C、D错误．10．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、从虚线上的O点以同样速率射出，两粒子在电场中运MN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点的速度大小相等C．N在从O点运动至a点的过程中战胜电场力做功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分析：选BD．由O点电势高于c点电势知，场强方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的曲折方向知N粒子所受电场力方向向上，M粒子所受电场力方向向下，故M粒子带正电、N粒子带负电，A错误；N粒子从O点运动到a点，电场力做正功．M粒子从O点运动到c点电场力也做正功．因为UaO＝UOc，且M、N粒子质量相等，电荷的绝对值相等，由动能定理易知B正确；因O点电势低于a点电势，且N粒子带负电，故N粒子运动中电势能减少，电场力做正功，C错误；O、b两点位于同一等势线上，D正确．三、非选择题(此题共3小题，共40分．解答时应写出必需的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不可以得分．有数值计算的题，答案中一定明确写出数值和单位)11．(12分)(2018·西藏拉萨中学高二月考)如下图，电荷量为－e、质量为的电子m从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它经过电场B点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，求：5电子从B点射出的速度vB；A、B两点间的电势差．分析：(1)电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，Bv00B点的速度v＝cos60°＝2v.(2)电子从A运动到B由动能定理得：－eU＝1212ABBA、B两点间的电势差12122mvmv20203mv0AB－eU＝＝－2e.2答案：(1)2v03mv0(2)－2e12.(14分)(2018·济南要点中学联考)如图，在足够长的圆滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点，固定电荷量为＋Q的点电荷，一质量为、带电荷量为＋q的物块(可视为质点)，m从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v，已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无量远处电势为零)，PA连线与水平轨道的夹角为60°，试求：物块在A点时对轨道的压力；点电荷＋Q产生的电场在B点的电势．qQ分析：(1)带电体间的库仑力为：F＝kr2h此中，r＝sin60°对物块受力剖析可得，N＝mg＋Fcos30°3kqQ由以上三式得，N＝mg＋8h2依据牛顿第三定律，物块对轨道的压力633kqQN′＝N＝mg＋8h2，方向竖直向下．从A运动到B点的过程中，由动能定理得，1212mv－mv022又UAB＝φA－φB＝φ－φBqUABm22解得φB＝2q(v0－v)＋φ.3kqQ答案：(1)mg＋2方向竖直向下8hm22(2)2q(v0－v)＋φ13．(14分)(2018·福州四校联考)如图，ABD为竖直平面内的绝缘轨道，此中AB段是长为s＝1.25m的粗拙水平面，其动摩擦因数为μ＝0.1，BD段为半径R＝0.2m的圆滑半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强盛小E＝5.0×103V/m.一带负电小球以速度v0沿水平轨道向右运动，接着进入半圆轨道后，恰能经过最高点D点．已知小球的质量为m＝2.0×10－2kg，所带电荷量q＝2.0×10－5C，g＝10m/s2，(水平轨道足够长，小球可视为质点，整个运动过程无电荷转移)．求：小球能经过轨道最高点D时