高中物理人教版1第一章靜電場(chǎng) 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)6

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(六)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．(多選)關(guān)于電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的說(shuō)法中，正確的是()A．電勢(shì)差的大小由電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做的功和電荷的電荷量決定B．電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功的多少由兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和該電荷的電荷量決定C．電勢(shì)差是矢量，電場(chǎng)力做的功是標(biāo)量D．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，與電場(chǎng)線垂直的方向上任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷電場(chǎng)力做功均為零【解析】電勢(shì)差的大小只取決于電場(chǎng)及兩點(diǎn)的位置，雖然可由UAB＝eq\f(WAB,q)公式進(jìn)行計(jì)算，但是并不由WAB和q決定，故A錯(cuò)．由WAB＝qUAB知，電場(chǎng)力在兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷做功的多少由兩點(diǎn)間的電勢(shì)差和該電荷的電荷量決定，則B正確．電勢(shì)差和電場(chǎng)力做功都屬于標(biāo)量，C錯(cuò)．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直，根據(jù)在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力不做功得知，在與電場(chǎng)線垂直方向上任意兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷q電場(chǎng)力做功一定為零．故D正確．【答案】BD2．下列關(guān)于勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差關(guān)系的說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：08160043】A．在相同距離上，電勢(shì)差大的其場(chǎng)強(qiáng)也必定大B．任意兩點(diǎn)的電勢(shì)差，等于場(chǎng)強(qiáng)與這兩點(diǎn)間距離的乘積C．沿著電場(chǎng)線方向，相同距離上的電勢(shì)降落必定相等D．電勢(shì)降低的方向，必定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向【解析】由勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)知A、B錯(cuò)誤，C正確；電勢(shì)降低最快的方向才是電場(chǎng)強(qiáng)度方向，D錯(cuò)誤．【答案】C3．在水深超過(guò)200m的深海，光線極少，能見(jiàn)度極低，有一種電鰻具有特殊的適應(yīng)性，能通過(guò)自身發(fā)出的生物電獲取食物、威脅敵害、保護(hù)自己．若該電鰻的頭尾相當(dāng)于兩個(gè)電極，它在海水中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到104N/C，可擊昏敵害．則身長(zhǎng)50cm的電鰻，在放電時(shí)產(chǎn)生的瞬間電壓可達(dá)()A．50V B．500VC．5000V D．50000V【解析】由U＝Ed可得電鰻在放電瞬間頭尾間的電壓為U＝104×50×10－2V＝5000V，故C正確．【答案】C4．如圖1-6-8所示，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中三點(diǎn)，AB＝BC＝d，則()圖1-6-8A．UAB＝eq\f(\r(3),2)UBCB．UAB＝eq\f(1,2)UBCC．UAC＝eq\r(3)UABD．UAC＝3UBC【解析】由U＝Ed可求出UBC＝Edcos60°＝eq\f(1,2)Ed，UAB＝Ed＝2UBC，UAC＝UAB＋UBC＝eq\f(3,2)UAB＝3UBC，故D正確．【答案】D5．(2023·重慶高考)如圖1-6-9所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場(chǎng)，實(shí)線和虛線分別表示電場(chǎng)線和等勢(shì)線．兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，設(shè)電場(chǎng)力對(duì)兩電子做的功分別為Wa和Wb，a、b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：08160044】圖1-6-9A．Wa＝Wb，Ea＞Eb B．Wa≠Wb，Ea＞EbC．Wa＝Wb，Ea＜Eb D．Wa≠Wb，Ea＜Eb【解析】因a、b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)線上，故Uac＝Ubc，Wa＝eUac，Wb＝eUbc，故Wa＝Wb.由題圖可知a點(diǎn)處電場(chǎng)線比b點(diǎn)處電場(chǎng)線密，故Ea>Eb.選項(xiàng)A正確．【答案】A6．如圖1-6-10所示，a、b、c是一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線的方向由a到c，a、b間的距離等于b、c間的距離，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度，可以判定()圖1-6-10A．φa>φb>φc B．Ea>Eb>EcC．φa－φb＝φb－φc D．Ea＝Eb>Ec【解析】沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，故φa>φb>φc，A對(duì)．由于題目只提供了未知電場(chǎng)的一條電場(chǎng)線，故無(wú)法判斷a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系，也就無(wú)法判斷a、b間與b、c間的電勢(shì)差的大小關(guān)系，B、C、D錯(cuò)．【答案】A7．(多選)圖1-6-11甲所示的U-x圖象表示三對(duì)平行金屬板間電場(chǎng)的電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離關(guān)系．如圖乙所示，若三對(duì)金屬板的負(fù)極板接地，圖中x均表示到正極板的距離，則下述結(jié)論中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：08160045】圖1-6-11A．三對(duì)金屬板兩板電勢(shì)差的關(guān)系為U1＝U2＝U3B．三對(duì)金屬板正極電勢(shì)的關(guān)系φ1＞φ2＞φ3C．三對(duì)金屬板板間距離關(guān)系為d1＜d2＜d3D．三對(duì)金屬板板間場(chǎng)強(qiáng)大小是E1＞E2＞E3【解析】由甲、乙兩圖可知電勢(shì)從正極板開(kāi)始隨距離均勻減小，最后到負(fù)極板，電勢(shì)為零，開(kāi)始時(shí)正極板電勢(shì)相同，兩板間電勢(shì)差相同，A對(duì)，B錯(cuò)；由甲圖還可知道板間距離d1＜d2＜d3，C對(duì)，由E＝U/d可知E1＞E2＞E3，D對(duì)．【答案】ACD8．如圖1-6-12所示，a、b和c表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，a和c的電勢(shì)分別為U和eq\f(1,5)U，a、b的電勢(shì)差等于b、c的電勢(shì)差．一帶電粒子從等勢(shì)面a上某處以速度v釋放后，僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)等勢(shì)面c時(shí)的速率為2v，則它經(jīng)過(guò)等勢(shì)面b時(shí)的速率為()圖1-6-12\r(2)v \r(\f(5,2))v\r(\f(3,2))v D．【解析】電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做的功就是合外力做的功，根據(jù)動(dòng)能定理知qUac＝eq\f(4,5)qU＝eq\f(1,2)m(2v)2－eq\f(1,2)mv2，因?yàn)閁ab＝Ubc＝eq\f(1,2)Uac＝eq\f(2,5)U，則qUab＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,b)－eq\f(1,2)mv2，故vb＝eq\r(\f(5,2))v，選項(xiàng)B正確．【答案】B[能力提升]9．(2023·合肥高二檢測(cè))如圖1-6-13所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中a、b、c、d四點(diǎn)，它們處于同一圓周上，且ac、bd分別是圓的直徑，已知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa＝9V，φb＝15V，φc＝18V，則d點(diǎn)的電勢(shì)為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：08160046】圖1-6-13A．4V B．8VC．12V D．16V【解析】如圖所示，將直徑ac三等分，三等分點(diǎn)分別為b′、d′，因?yàn)槭莿驈?qiáng)電場(chǎng)，因此，Ucb′＝Ub′d′＝Ud′a＝3V，則φb′＝15V，φd′＝12V，則bb′是一條等勢(shì)線，根據(jù)幾何知識(shí)知，直線dd′與直線bb′平行，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，各等勢(shì)線平行，則直線dd′也是一條等勢(shì)線，φd＝φd′＝12V，選項(xiàng)C正確，其他選項(xiàng)均錯(cuò)誤．【答案】C10．(多選)如圖1-6-14所示，紙面內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶正電的質(zhì)點(diǎn)(重力不計(jì))在一恒力F的作用下沿圖中虛線由A勻速運(yùn)動(dòng)至B，已知F和AB間夾角為θ，點(diǎn)A、B間距離為d，質(zhì)點(diǎn)所帶電荷量為q，則下列結(jié)論正確的是()圖1-6-14A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為Fcosθ/qB．A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB＝－Fdcosθ/qC．帶電質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的電勢(shì)能增加FdcosθD．若帶電質(zhì)點(diǎn)由B點(diǎn)向A點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則F必須反向【解析】質(zhì)點(diǎn)沿AB做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力與力F大小相等、方向相反，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為F/q，方向沿F的反方向，故A點(diǎn)的電勢(shì)小于B點(diǎn)的電勢(shì)，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB＝－Edcosθ＝－Fdcosθ/q，A錯(cuò)誤，B正確；帶電質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能增加了ΔEp＝－W電＝－qUAB＝Fdcosθ，C正確；若帶電質(zhì)點(diǎn)由B點(diǎn)向A點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，仍應(yīng)受平衡力作用，所以F方向不變，D錯(cuò)誤．【答案】BC11．(2023·鄭州高二檢測(cè))兩塊相同的金屬板A、B水平平行放置，兩板相距30cm，A、B板分別跟電源的正、負(fù)極相連，電源電壓為60V，如圖1-6-15所示，求：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：08160047】圖1-6-15(1)兩板間電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向．(2)若A板接地，則B板的電勢(shì)多大．(3)若C點(diǎn)離A板10cm，D點(diǎn)離B板15cm，則C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少？【解析】?jī)善叫械慕饘侔錋、B之間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，由于A、B分別接電源的正、負(fù)極，所以A板帶正電，B板帶負(fù)電．(1)E＝eq\f(U,d)＝eq\f(60,V/m＝200V/m，方向豎直向下．(2)因?yàn)棣誂－φB＝U＝60V，A板接地，φA＝0，所以φB＝－60V.(3)UCD＝E·d′，d′為沿場(chǎng)強(qiáng)方向C、D兩點(diǎn)間的距離，UCD＝200×－－V＝10V.【答案】(1)200V/m，豎直向下(2)－60V(3)10V12．如圖1-6-16所示，帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面底部的C點(diǎn)，斜面上有A、B兩點(diǎn)，且A、B和C在同一直線上，A和C相距為L(zhǎng)，B為AC中點(diǎn)．現(xiàn)將一帶電小球從A點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)帶電小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度正好又為零．已知帶電小球在A點(diǎn)處的加速度大小為eq\f(g,4)，靜電力常量為k，求：圖1-6-16(1)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的加速度大?。?2)B和A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差(用Q和L表示)．【解析】(1)帶電小球在A點(diǎn)時(shí)：mgsin30°－keq\f(Qq,L2)＝maA.帶電小球在B點(diǎn)時(shí)：eq\f(kQq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)－mgsin30°＝maB且aA＝eq