（新課標(biāo)）2018年高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)（三十八）電場(chǎng)性質(zhì)的應(yīng)用（題型研究課）.docVIP

課時(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)(三十八) 電場(chǎng)性質(zhì)的應(yīng)用 (題型研究課)一、單項(xiàng)選擇題1.(2017株洲檢測(cè))半徑為r的均勻帶電球體，在通過(guò)球心o的直線上，各點(diǎn)的電場(chǎng)分布如圖所示。當(dāng)xr時(shí)，電場(chǎng)分布與電荷量全部集中在球心時(shí)相同。已知靜電力常量為k，則()a球面是個(gè)等勢(shì)面，球體是個(gè)等勢(shì)體b在x軸上x(chóng)r處電勢(shì)最高cxprd球心o與球面間電勢(shì)差的大小為e0r解析：選c從題圖上看，球內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度都不等于零，因此球體不是等勢(shì)體，a錯(cuò)誤；在x軸上x(chóng)r處場(chǎng)強(qiáng)最大，而不是電勢(shì)最高，b錯(cuò)誤；ep，e，因?yàn)閑pe，所以xpr，c正確；假設(shè)球心o與球面間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，且大小為e0，則電勢(shì)差的大小ue0r，但是o與球面間的電場(chǎng)并不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，因此d錯(cuò)誤。2.x軸上有兩點(diǎn)電荷q1和q2，q1和q2之間各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)高低如圖中曲線所示，從圖中可看出下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()aq1一定大于q2bq1和q2一定是同種電荷，但不一定是正電荷c電勢(shì)最低處p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零dq1和q2之間各點(diǎn)的電場(chǎng)方向都指向p點(diǎn)解析：選b場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)離q1遠(yuǎn)，因此q1一定大于q2，a正確；兩個(gè)點(diǎn)電荷間的電勢(shì)都為正，因此兩點(diǎn)電荷都為正電荷，b錯(cuò)誤；兩正點(diǎn)電荷的連線上有一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，一正的檢驗(yàn)電荷從兩電荷中的任一電荷附近沿連線向場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)移動(dòng)時(shí)電勢(shì)都降低，到場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)，電勢(shì)最低，c正確；q1和q2之間各點(diǎn)的電場(chǎng)方向都指向p點(diǎn)，d正確；本題選擇不正確的，故選b。3在點(diǎn)電荷q的電場(chǎng)中的o點(diǎn)，由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的試探電荷，試探電荷運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)的速度大小為v。若該試探電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)中的a點(diǎn)時(shí)，需克服電場(chǎng)力做功為w，試探電荷運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)的速度大小仍為v，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。則下列判斷正確的是()a電場(chǎng)中a點(diǎn)電勢(shì)ab電場(chǎng)中o點(diǎn)電勢(shì)為oc試探電荷的最大速度為vm dao間電勢(shì)差為uao解析：選a正試探電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中a點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功w，表明電場(chǎng)力為斥力，場(chǎng)源電荷帶正電，由電場(chǎng)力做功得wqua(a)q，a點(diǎn)電勢(shì)a，a項(xiàng)正確；若將試探電荷從o移到a，由動(dòng)能定理得quoamv20，而uoaoa，解得o，b項(xiàng)錯(cuò)誤；該試探電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)中的a點(diǎn)時(shí)，需克服電場(chǎng)力做功w，試探電荷運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)的速度大小仍為v，則試探電荷在無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)速度最大，由動(dòng)能定理有wmvm2mv2，則vm ，c項(xiàng)錯(cuò)誤；uaouoa，即uao，d項(xiàng)錯(cuò)誤。4.如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即uabubc，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)(不計(jì)重力)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，m、n是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知不正確的是()a三個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最高b帶電質(zhì)點(diǎn)在m點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在n點(diǎn)具有的電勢(shì)能大c帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)m點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過(guò)n點(diǎn)時(shí)大d帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)m點(diǎn)時(shí)的加速度比通過(guò)n點(diǎn)時(shí)大解析：選c已知實(shí)線是一帶正電質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，由運(yùn)動(dòng)軌跡可以看出電場(chǎng)力應(yīng)指向曲線的凹側(cè)，且與等勢(shì)面垂直，受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向一致，畫(huà)出電場(chǎng)線方向，電場(chǎng)線方向由a指向c，如圖，順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，a正確；正電荷在電勢(shì)越高處電勢(shì)能越大，所以，質(zhì)點(diǎn)在m點(diǎn)電勢(shì)能大，b正確；質(zhì)點(diǎn)在電勢(shì)能越小處動(dòng)能越大，所以質(zhì)點(diǎn)通過(guò)m點(diǎn)時(shí)動(dòng)能小，c錯(cuò)誤；m點(diǎn)處等勢(shì)面比n點(diǎn)密，所以m點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大，質(zhì)點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大，加速度就大，d正確。本題選不正確的，故選c。5(2017江蘇省清江中學(xué)月考)某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖所示，其中間一根電場(chǎng)線是直線，一帶正電的粒子從直線上的o點(diǎn)由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，取o點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿直線向右為x軸正方向，粒子的重力忽略不計(jì)，在從o到a運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)速度和加速度a隨時(shí)間t的變化，運(yùn)動(dòng)徑跡上電勢(shì)和粒子的動(dòng)能ek隨位移x的變化圖線可能正確的是()解析：選a根據(jù)題圖可知，從o到a點(diǎn)，電場(chǎng)線疏密反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，所以電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大，方向不變，因此電荷受到的電場(chǎng)力先減小后增大，故加速度先減小后增大，a正確；在速度時(shí)間圖像中圖像的斜率表示加速度，斜率逐漸減小，加速度減小，而加速度是先減小后增大的，b錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)差降低，而電勢(shì)與位移的圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，圖中斜率逐漸增大，表示電場(chǎng)強(qiáng)度增大，不符合題意，c錯(cuò)誤；動(dòng)能與位移的圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，圖中斜率逐漸增大，表示電場(chǎng)強(qiáng)度增大，不符合題意，d錯(cuò)誤。6一個(gè)帶負(fù)電荷q，質(zhì)量為m的小球，從光滑絕緣的斜面軌道的a點(diǎn)由靜止下滑，小球恰能通過(guò)半徑為r的豎直圓形軌道的最高點(diǎn)b而做圓周運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在豎直方向上加如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)，若仍從a點(diǎn)由靜止釋放該小球，則()a小球不能過(guò)b點(diǎn)b小球仍恰好能過(guò)b點(diǎn)c小球能過(guò)b點(diǎn)，且在b點(diǎn)與軌道之間壓力不為零d以上說(shuō)法都不對(duì)解析：選b沒(méi)有電場(chǎng)時(shí)，最高點(diǎn)速度設(shè)為v，則mgm又根據(jù)機(jī)械能守恒定律：mg(h2r)mv2，解得hr加上電場(chǎng)時(shí)，恰好過(guò)最高點(diǎn)需要的速度設(shè)為v則mgqem，v 而由動(dòng)能定理，得mg(h2r)qe(h2r)mv2，v 說(shuō)明小球仍恰好能過(guò)b點(diǎn)，故選項(xiàng)b正確。二、多項(xiàng)選擇題7.兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示，一帶電粒子以某一速度從圖中a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中實(shí)線所示，若粒子只受靜電力作用，則下列關(guān)于帶電粒子的判斷正確的是()a帶正電b速度先增大后減小c電勢(shì)能先增大后減小d經(jīng)過(guò)b點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)的速度大小相同解析：選cd根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡及電場(chǎng)線分布特點(diǎn)可知，粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；粒子從a到c到e的過(guò)程中電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，速度先減小后增大，電勢(shì)能先增大后減小，選項(xiàng)b錯(cuò)誤，c正確；因?yàn)閎、d兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，所以在b、d兩點(diǎn)的電勢(shì)能相同，所以粒子經(jīng)過(guò)b點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)的速度大小相同，選項(xiàng)d正確。8(2017丹東第一次大聯(lián)考)如圖甲所示，兩個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2固定在x軸上，其中q1位于原點(diǎn)o，a、b是它們連線延長(zhǎng)線上的兩點(diǎn)。現(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)(粒子只受電場(chǎng)力作用)，設(shè)粒子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為va、vb，其速度隨坐標(biāo)x變化的圖像如圖乙所示，則以下判斷正確的是()ab點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零bq2帶負(fù)電且電荷量小于q1ca點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高d粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的電勢(shì)能小解析：選acb點(diǎn)速度圖像的切線水平，說(shuō)明加速度為零，則b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零，a正確；從a點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)先加速后減速，所以q1帶負(fù)電，q2帶正電，且q1q2，b錯(cuò)誤；a點(diǎn)的動(dòng)能比b點(diǎn)的動(dòng)能小，則a點(diǎn)的電勢(shì)能比b點(diǎn)的電勢(shì)能大，又運(yùn)動(dòng)電荷為正電荷，所以a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高，c正確，d錯(cuò)誤。9.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，其方向與水平方向成30斜向上，在電場(chǎng)中有一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的帶電小球，用長(zhǎng)為l的不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線掛于o點(diǎn)，當(dāng)小球靜止于m點(diǎn)時(shí)，細(xì)線恰好水平?，F(xiàn)用外力將小球拉到最低點(diǎn)p，然后無(wú)初速度釋放，則以下判斷正確的是()a小球再次到m點(diǎn)時(shí)，速度剛好為零b小球從p到m過(guò)程中，合外力對(duì)它做了mgl的功c小球從p到m過(guò)程中，小球的機(jī)械能增加了mgld如果小球運(yùn)動(dòng)到m點(diǎn)時(shí)，細(xì)線突然斷裂，小球以后將做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)解析：選bd小球從p到m過(guò)程中，線拉力不做功，只有電場(chǎng)力和小球重力做功，它們的合力也是恒力，大小為mg，方向水平向右，所以小球到m點(diǎn)時(shí)，速度最大，而不是零，a錯(cuò)誤；電場(chǎng)力與重力的合力為mg，合力方向上的位移為l，所以做功為mgl，b正確；機(jī)械能的增加量就是動(dòng)能的增加量mgl和重力勢(shì)能的增加量mgl之和，c錯(cuò)誤；細(xì)線突然斷裂時(shí)，速度方向豎直向上，合外力水平向右，小球?qū)⒆鰟蜃兯偾€運(yùn)動(dòng)，d正確。10圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，則該粒子()a帶負(fù)電b在c點(diǎn)受力最大c在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能d由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化解析：選cd由帶電粒子進(jìn)入正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可以看出二者相互排斥，或者根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)合力指向曲線的內(nèi)側(cè)，判斷出帶電粒子帶正電，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；根據(jù)庫(kù)侖定律可知，a、b、c三點(diǎn)中，在a點(diǎn)時(shí)受力最大，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；帶電粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)c正確；由于虛線為等間距的同心圓，根據(jù)ud(為某段電場(chǎng)的平均值)，故uabubc，根據(jù)電場(chǎng)力做功公式，所以wabwbc，根據(jù)動(dòng)能定理，帶電粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化，選項(xiàng)d正確。三、計(jì)算題11.(2017西安模擬)如圖所示，在o點(diǎn)放置一個(gè)正電荷，在過(guò)o點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的a點(diǎn)，自由釋放一個(gè)帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以o為圓心、r為半徑的圓(圖中實(shí)線表示)相交于b、c兩點(diǎn)，o、c在同一水平線上， boc30，a距離oc的豎直高度為h。若小球通過(guò)b點(diǎn)的速度為v，試求：(1)小球通過(guò)c點(diǎn)的速度大小。(2)小球由a到c的過(guò)程中電勢(shì)能的增加量。解析：(1)因b、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等，小球由b到c只有重力做功，由動(dòng)能定理得：mgrsin 30mvc2mv2得：vc。(2)由a到c應(yīng)用動(dòng)能定理得：wacmghmvc20得：wacmvc2mghmv2mgrmgh。由電勢(shì)能變化與電場(chǎng)力做功的關(guān)系得：epwacmghmv2mgr。答案：(1)(2)mghmv2mgr12.如圖所示，在絕緣水平面上放有一帶正電的滑塊、質(zhì)量為m，帶電荷量為q，水平面上方虛線左側(cè)空間有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為e，qemg，虛線右側(cè)的水平面光滑。一輕彈簧右端固定在墻上，處于原長(zhǎng)時(shí)，左端恰好位于虛線位置，把滑塊放到虛線左側(cè)l處，并給滑塊一個(gè)向左的初速度v0，已知滑塊與絕緣水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能；(2)滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。解析：(1)設(shè)滑塊向左運(yùn)動(dòng)x時(shí)減速到零，由動(dòng)能定理有(qemg)xmv02解得x之后滑塊向右加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)第一次到達(dá)虛線時(shí)