【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)2《電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)差》

【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)2《電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)差》學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________一、選擇題（本題共8道小題）1.如圖所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心，以R=0.20m為半徑的圓與坐標(biāo)軸交點(diǎn)分別為a、b、c、d，該圓所在平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸正方向成θ=60°角，已知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為V、4V、﹣V，則下列說(shuō)法正確的是（）A．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=40V/mB．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=80V/mC．d點(diǎn)的電勢(shì)為﹣VD．d點(diǎn)的電勢(shì)為﹣4V2.如圖所示，a、b、c為電場(chǎng)中同一條電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，其中b為a、c的中點(diǎn)．若一個(gè)運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷僅在電場(chǎng)力的作用下先后經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為，φa=﹣5V，φb=3V，則（）A．該電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能B．c點(diǎn)電勢(shì)可能為φc=15VC．b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)D．該電荷在a點(diǎn)的動(dòng)能大于在b點(diǎn)的動(dòng)能3.有一個(gè)帶正電的金屬球殼（厚度不計(jì)），其截面圖如圖a所示，O為球心，球殼P處開(kāi)有半徑遠(yuǎn)小于球半徑的小孔．以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，過(guò)P點(diǎn)建立x坐標(biāo)軸，P點(diǎn)是坐標(biāo)軸上的一點(diǎn)，x軸上各點(diǎn)電勢(shì)如圖b所示．電子從O點(diǎn)以V0的初速度沿x軸方向射出，依次通過(guò)P、A兩點(diǎn)．則下列關(guān)于電子的描述正確的是（）A．在OP間電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．在PA間電子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C．在OP間運(yùn)動(dòng)時(shí)電子的電勢(shì)能均勻增加D．在PA間運(yùn)動(dòng)時(shí)電子的電勢(shì)能增加4.如圖，高為h的光滑絕緣曲面處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于豎直平面，一帶電荷量為+q，質(zhì)量為m的小球，以初速度為v0從曲面底端的A點(diǎn)開(kāi)頭沿曲面表面上滑，到達(dá)曲面頂端B點(diǎn)的速度仍為v0，則（）A.電場(chǎng)力對(duì)小球做功為mgh+mvB.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為C.小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能D.電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為5.如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸垂直與環(huán)面且過(guò)圓心O，下列關(guān)于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的說(shuō)法中正確的是（）A．O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)最低B．O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)最高C．從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電勢(shì)上升D．從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電勢(shì)降低6.一個(gè)帶正電的金屬球半徑為R，以球心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零．你可能不知道帶電金屬球所產(chǎn)生的電場(chǎng)中電勢(shì)φ隨x變化的規(guī)律，但是依據(jù)學(xué)過(guò)的學(xué)問(wèn)你可以確定其φ﹣x圖象可能是（）A．B．C．D．7.某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場(chǎng)，其中豎直的一條電場(chǎng)線如圖1中虛線所示．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在電場(chǎng)中從O點(diǎn)由靜止開(kāi)頭沿電場(chǎng)線豎直向下運(yùn)動(dòng)．以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，取豎直向下為x軸的正方向，小球的機(jī)械能E與位移x的關(guān)系如圖2所示．則（不考慮空氣阻力）（）A．電場(chǎng)強(qiáng)度大小恒定，方向沿x軸負(fù)方向B．從O到x1的過(guò)程中，小球的速率越來(lái)越大，加速度越來(lái)越大C．從O到x1的過(guò)程中，相等的位移內(nèi)，小球克服電場(chǎng)力做的功越來(lái)越大D．到達(dá)x1位置時(shí)，小球速度的大小為8.如圖所示，實(shí)線為不知方向的三條電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中M點(diǎn)以相同速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示．則（）A．a(chǎn)確定帶正電，b確定帶負(fù)電B．a(chǎn)的速度將減小，b的速度將增加C．a(chǎn)的加速度將減小，b的加速度將增加D．兩個(gè)粒子的電勢(shì)能一個(gè)增加一個(gè)減小

二、計(jì)算題（本題共3道小題）9.如圖所示，質(zhì)量m=2.0×10-4kg、電荷量q=1.0×10-6C的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。取g=l0m/s2。（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向；（2）在t=0時(shí)刻，勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度大小突然變?yōu)镋1=4.0×l03N/C，方向不變。①求在t=0.20s時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力做的功；②若在t=0.20s時(shí)刻突然撤掉電場(chǎng)，求帶電微粒回到動(dòng)身點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。

10.如圖所示，A、B、C為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，已知φA=12V，φB=6V，φC=﹣6V．試畫(huà)出該電場(chǎng)的電場(chǎng)線，并保留作圖時(shí)所用的掛念線（用虛線表示）．11.用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶電小球，小球質(zhì)量為1.0×10﹣2kg，所帶電荷量為+2.0×10﹣8C，現(xiàn)加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)絕緣繩與鉛垂線成30°夾角，求這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度．

試卷答案1.解：由題意得，a、c間的電勢(shì)差為：Uac=φa﹣φc=4V﹣（﹣4V）=8V；a、c兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離為：d=2Rsinθ=2×0.2×m=m；故該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)：E==V/m=40V/m；依據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式U=Ed，相等距離，電勢(shì)差相等，由于φa=4V，φc=﹣4V，可知，O點(diǎn)電勢(shì)為0，而dO=Oa，則a、O間的電勢(shì)差等于O、a間的電勢(shì)差，可知，d點(diǎn)的電勢(shì)為﹣4V，故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選：D．2.解：A、由題知φa=﹣5V，φb=3V，則知a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)，依據(jù)負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，則知該負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，故A錯(cuò)誤．B、φa=﹣5V，φb=3V，則ba間的電勢(shì)差Uba=φb﹣φa=8V．由于只有一條電場(chǎng)線，其疏密狀況未知，所以bc間的場(chǎng)強(qiáng)可能大于ab間的場(chǎng)強(qiáng)，由U=Ed知，cb間的電勢(shì)差大于ba間的電勢(shì)差，所以cb間的電勢(shì)差可能等于12V，則φc=15V，故B正確．C、由于只有一條電場(chǎng)線，不能確定電場(chǎng)線的疏密，所以不能推斷場(chǎng)強(qiáng)的大小，故b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不愿定大于a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，故C錯(cuò)誤．D、依據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知電場(chǎng)線的方向從b指向a，則負(fù)電荷從a運(yùn)動(dòng)到b，電場(chǎng)力方向沿b到a方向，則電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增大，所以該電荷在a點(diǎn)的動(dòng)能小于在b點(diǎn)的動(dòng)能．故D錯(cuò)誤．故選：B．3.解：A、由圖知OP間的電勢(shì)不變，則OP間的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電子不受電場(chǎng)力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．B、依據(jù)順著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低，可知PA間電場(chǎng)線方向從P到A，電子所受的電場(chǎng)力方向從A指向P，所以電子在PA間做減速直線運(yùn)動(dòng)．依據(jù)圖線的斜率等于場(chǎng)強(qiáng)可知，從P到A場(chǎng)強(qiáng)漸漸減小，電子所受的電場(chǎng)力減小，所以電子做加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤．C、由于電子在OP運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力不做功，所以其電勢(shì)能不變，故C錯(cuò)誤．D、在PA間運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功，則電子的電勢(shì)能增加，故D正確．故選：D4.解：A、小球上滑過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：W﹣mgh=﹣得：W=mgh．故A錯(cuò)B、由W=qU得，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為U=．故B正確．C、由于電場(chǎng)力做正功，小球的電勢(shì)能減小，則小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能小于在A點(diǎn)的電勢(shì)能．故C錯(cuò)誤．D、由U=Ed得，E=，若電場(chǎng)線沿AB時(shí)，d＞h，則E＜=．故D錯(cuò)誤．故選B5.解：A、B、圓環(huán)上均勻分布著正電荷，依據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，圓環(huán)上各電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)抵消，合場(chǎng)強(qiáng)為零．圓環(huán)上各電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度在x軸有向右的重量，依據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知，x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右，依據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，可知在x軸上O點(diǎn)的電勢(shì)最高，故A錯(cuò)誤，B正確；C、D、O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，無(wú)窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)也為零，所以從O點(diǎn)沿x軸正方向，場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)先增大后減?。畑軸上電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右，電勢(shì)降低，故CD錯(cuò)誤．故選：B．6.解：一個(gè)帶正電的金屬球內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)處處相等．從球外沿x軸方向無(wú)窮遠(yuǎn)處，由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式可知，電場(chǎng)強(qiáng)度漸漸變?。罁?jù)沿電場(chǎng)的方向電勢(shì)漸漸降低，知電勢(shì)隨x漸漸降低，電勢(shì)與x圖線的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，知斜領(lǐng)先不變后減?。蔅正確，A、C、D錯(cuò)誤．故選B．7.解：A、物體的機(jī)械能先減小，后保持不變，故電場(chǎng)力先做負(fù)功，后不做功，故電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上，再依據(jù)機(jī)械能的變化關(guān)系可知，電場(chǎng)力做功越來(lái)越小，故電場(chǎng)強(qiáng)度不斷減小，故A錯(cuò)誤；B、依據(jù)牛頓其次定律可知，物體受重力與電場(chǎng)力，且電場(chǎng)力越來(lái)越小，故加速度越來(lái)越大，速度越來(lái)越大，故B正確；C、由于電場(chǎng)力越來(lái)越小，故相等的位移內(nèi)，小球克服電場(chǎng)力做的功越來(lái)越小，故C錯(cuò)誤；D、依據(jù)動(dòng)能定理可得得，故D正確；故選：BD8.解：A、物體做曲線運(yùn)動(dòng)，所受力的方向指向軌道的內(nèi)側(cè)，所以能推斷a、b確定帶異種電荷，但是不清楚電場(chǎng)的方向，所以不能判定哪一個(gè)是正電荷，哪一個(gè)是負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤；BD、物體做曲線運(yùn)動(dòng)，所受力的方向指向軌道的內(nèi)側(cè)，從圖中軌道變化來(lái)看電場(chǎng)力都做正功，動(dòng)能都增大，速度都增大，所以電勢(shì)能都減小，故BD錯(cuò)誤；C、電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)的強(qiáng)度大，電場(chǎng)線疏的地方電場(chǎng)的強(qiáng)度小，所以a受力減小