高中物理人教版1第一章靜電場學(xué)業(yè)分層測評4

學(xué)業(yè)分層測評(四)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．如圖1-4-10所示，電場中a、b、c三點(diǎn)，ab＝bc，則把點(diǎn)電荷＋q從a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)移到c點(diǎn)的過程中，電場力做功的大小關(guān)系有()【導(dǎo)學(xué)號：08160028】圖1-4-10A．Wab>Wbc B．Wab＝WbcC．Wab<Wbc D．無法比較【解析】由電場線的疏密可知，a點(diǎn)的場強(qiáng)最小，c點(diǎn)的場強(qiáng)最大，位移相同時，bc段受到的平均電場力大，所以Wab<Wbc，故C正確，A、B、D錯誤．【答案】C2．(多選)如圖1-4-11所示，靜電噴涂時，噴槍噴出的涂料微粒帶電，在帶正電被噴工件的電場力作用下，向被噴工件運(yùn)動，最后吸附在其表面．在涂料微粒向工件靠近的過程中()【導(dǎo)學(xué)號：08160029】圖1-4-11A．涂料微粒帶負(fù)電B．離工件越近，所受庫侖力越小C．電場力對涂料微粒做負(fù)功D．涂料微粒的電勢能減小【解析】由圖知，工件帶正電，則在涂料微粒向工件靠近的過程中，涂料微粒帶負(fù)電，故A正確．離工件越近，根據(jù)庫侖定律得知，涂料微粒所受庫侖力越大，B錯誤．涂料微粒所受的電場力方向向左，其位移方向大體向左，則電場力對涂料微粒做正功，其電勢能減小．故C錯誤，D正確，故選A、D.【答案】AD3．如圖1-4-12所示，在點(diǎn)電荷Q形成的電場中，正電荷q從A移到B.在此過程中，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：08160030】圖1-4-12A．電場力對電荷做正功B．電場力對電荷做負(fù)功C．電場力對電荷不做功D．由于不知道移動的路徑，因此無法確定電場力是否做功【解析】在正點(diǎn)電荷Q形成的電場中，電場方向指向外側(cè)，沿著電場線方向電勢降低．所以A點(diǎn)電勢大于B點(diǎn)電勢．根據(jù)電勢能的定義Ep＝qφ，正電荷q從A移到B，在此過程中，電勢能減?。鶕?jù)電場力做功量度電勢能的變化知道電場力對電荷做正功，故A正確．【答案】A4.(2023·北京高考)如圖1-4-13所示，實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面．下列判斷正確的是()圖1-4-13A．1、2兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等B．1、3兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等C．1、2兩點(diǎn)的電勢相等D．2、3兩點(diǎn)的電勢相等【解析】根據(jù)電場線的疏密判斷電場強(qiáng)度的大小，電場線越密，電場強(qiáng)度越大，所以E1>E2，E1>E3，A、B均錯誤；電勢是標(biāo)量，電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，且在同一等勢面上電勢相等，所以φ1>φ2，φ2＝φ3，C錯誤，D正確．【答案】D5．(多選)(2023·資陽高二檢測)下列有關(guān)電勢高低的判斷正確的是()A．負(fù)電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時，外力做正功，A點(diǎn)的電勢一定較低B．負(fù)電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時，電勢能增加，A點(diǎn)的電勢一定較高C．正電荷只在電場力作用下，從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)，A點(diǎn)的電勢一定較高D．正電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時，其電勢能增加，A點(diǎn)電勢一定較低【解析】負(fù)電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時，外力做正功，但不知道電場力做功的正負(fù)，無法判斷電勢能的變化，故A錯誤；負(fù)電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時，電勢能增加，說明電場力做負(fù)功，負(fù)電荷是順著電場線方向移動的，故A點(diǎn)電勢高，故B正確；正電荷只在電場力作用下，從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)，但不知道是不是從靜止開始運(yùn)動的，故無法判斷電勢高低，故C錯誤；正電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)時，其電勢能增加，電場力做負(fù)功，故正電荷一定是逆著電場線方向移動的，故A點(diǎn)電勢低，故D正確．【答案】BD6．(2023·牡丹江高二檢測)將一正電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場中M點(diǎn)，電勢能減少了×10－9J，若將另一等量的負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場中的N點(diǎn)，電勢能增加了×10－9J，則下列判斷正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：08160031】A．φM<φN<0 B．φN>φM>0C．φN<φM<0 D．φM>φN>0【解析】取無窮遠(yuǎn)處電勢為0，則正電荷在M點(diǎn)的電勢能為－×10－9J，負(fù)電荷在N點(diǎn)的電勢能為×10－9J．由φ＝eq\f(Ep,q)，M、N點(diǎn)的電勢φM<0，φN<0，且|φN|>|φM|，即φN<φM<0，故C正確．【答案】C7．(2023·青島高二檢測)某電荷形成的電場的電場線中的A、B兩點(diǎn)，檢驗電荷在電場中的運(yùn)動軌跡為圖1-4-14中虛線所示，關(guān)于檢驗電荷的說法正確的是()圖1-4-14A．檢驗電荷帶負(fù)電B．檢驗電荷的電勢能一定減小，動能一定增大C．檢驗電荷的電勢能一定增大，動能一定減小D．由B到A，檢驗電荷的動能一定增加【解析】由圖，粒子的運(yùn)動軌跡向右彎曲，電場線是直線，說明粒子在a、b兩點(diǎn)受到的電場力方向均沿電場線向右．則檢驗電荷帶正電，故A錯誤．帶電粒子的運(yùn)動方向未知，不能判斷動能和電勢能的變化，故B、C錯誤．帶電粒子從B運(yùn)動到A的過程中，電場力方向與速度方向的夾角為銳角，電場力對粒子做正功，粒子的動能增大，故D正確．【答案】D8．(2023·天水高二檢測)如圖1-4-15所示，P、Q是兩個電荷量相等的異種電荷，在其電場中有a、b、c三點(diǎn)在一條直線上，平行于P、Q的連線，b點(diǎn)在P、Q連線的中垂線上，a、c關(guān)于中垂線對稱，分別用φa、φb和φc表示三點(diǎn)的電勢，用Ea、Eb、Ec分別表示三點(diǎn)的場強(qiáng)．下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：08160032】圖1-4-15A．φa>φb>φc B．φa>φc>φbC．Ea>Eb>Ec D．Eb>Ea>Ec【解析】根據(jù)電場力做功判斷：若從a到b到c移動一正的試探電荷，電場力做正功，電勢降低，所以A正確；由于點(diǎn)a和點(diǎn)c關(guān)于P、Q連線的中垂線對稱，故a、c兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等，但方向不同，所以C、D錯誤．【答案】A[能力提升]9．(多選)(2023·山東高考)如圖1-4-16所示，在x軸上相距為L的兩點(diǎn)固定兩個等量異種點(diǎn)電荷＋Q、－Q，虛線是以＋Q所在點(diǎn)為圓心、eq\f(L,2)為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)在x軸上，b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對稱．下列判斷正確的是()圖1-4-16A．b、d兩點(diǎn)處的電勢相同B．四個點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢最低C．b、d兩點(diǎn)處的電場強(qiáng)度相同D．將一試探電荷＋q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，＋q的電勢能減小【解析】根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場線及等勢線的分布可知b、d兩點(diǎn)電勢相同，電場強(qiáng)度大小相等、方向不同，選項A對，C錯．c點(diǎn)電勢為0，由a經(jīng)b到c，電勢越來越低，正電荷由a經(jīng)b到c電勢能越來越小，選項B、D正確．【答案】ABD10．(多選)(2023·濟(jì)南高二檢測)如圖1-4-17所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷＋Q，在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°.下列判斷正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：08160033】圖1-4-17A．O點(diǎn)電場強(qiáng)度為零B．D點(diǎn)電場強(qiáng)度為零C．若將點(diǎn)電荷＋q從O移向C，電勢能增大D．若將點(diǎn)電荷－q從O移向C，電勢能增大【解析】題中A、B兩個＋Q在O點(diǎn)的場強(qiáng)矢量和為0，所以O(shè)點(diǎn)的場強(qiáng)等于C點(diǎn)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)(不為零)，A選項錯誤；題中A、B、C三點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)如圖所示，大小相等，設(shè)EA＝EB＝EC＝E，EA、EB的矢量和沿x軸正方向，大小也等于E，EC方向沿x軸負(fù)方向，故三個場強(qiáng)的矢量和為0，B選項正確；x軸上x<0的區(qū)間，合場強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向，所以將正電荷從O移向C，電場力做正功，電勢能減小，將負(fù)電荷從O移向C，電場力做負(fù)功，電勢能增加，C選項錯誤，D選項正確．【答案】BD11．如圖1-4-18所示的一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向水平向左．一個質(zhì)量為m的帶正電的小球，從O點(diǎn)出發(fā)，初速度的大小為v0，在電場力與重力的作用下，恰能沿與場強(qiáng)的反方向成θ角的直線運(yùn)動．求小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時其電勢能與在O點(diǎn)的電勢能之差．圖1-4-18【解析】設(shè)小球的電荷量為q，因小球做直線運(yùn)動，則它受到的電場力Eq和重力mg的合力必沿初速度反方向，如圖所示．有mg＝Eqtanθ，由此可知，小球做勻減速直線運(yùn)動的加速度大小為a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(\f(mg,sinθ),m)＝eq\f(g,sinθ)設(shè)從O點(diǎn)到最高點(diǎn)的路程為s，有veq\o\al(2,0)＝2as，運(yùn)動的水平距離為l＝scosθ，聯(lián)立解得電場力做功W＝－qEl＝－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)cos2θ，電勢能之差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·宜春高二檢測)如圖1-4-19所示，在勻強(qiáng)電場中，電場線與水平方向的夾角為θ，有一質(zhì)量為m，帶電量為＋q的帶電小球，用長為L的細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)小球靜止時，細(xì)線OA恰好呈水平狀態(tài)．(重力加速度為g)【導(dǎo)學(xué)號：08160034】圖1-4-19(1)求電場強(qiáng)度的大?。?2)若用外力使小球繞O點(diǎn)做半徑為L的圓周運(yùn)動沿圓弧(圖中虛線)從A點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)正下方的B點(diǎn)，求此過程中電場力對小球做的功．【解析】(1)小球靜止在A點(diǎn)時，根據(jù)平衡方程得：qEsinθ－mg＝0則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為：E＝eq\f(mg,qsinθ).(2)小球沿圓弧從A運(yùn)動到B的過程中，沿電場線方向發(fā)生的位移為：s