高中物理 第2章 電勢(shì)能與電勢(shì)差 第1節(jié) 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-1

《高中物理 第2章 電勢(shì)能與電勢(shì)差 第1節(jié) 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第2章 電勢(shì)能與電勢(shì)差 第1節(jié) 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-1（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．下列說(shuō)法中正確的是(　　) ①無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，電場(chǎng)力做的正功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大 ②無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，電場(chǎng)力做的正功越少，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大 ③無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)，克服電場(chǎng)力做功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大 ④無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功越多，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大 A．①③　 B．②④ C．②③ D．①④ 【解析】　無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零，電荷從電場(chǎng)中某處移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，若電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)電勢(shì)能減為零，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能為正值，且等于移動(dòng)過(guò)程中電荷電勢(shì)能的變化，也就等于電場(chǎng)力做的功，因此電場(chǎng)力做的正功越多，電荷在該點(diǎn)電勢(shì)能越大，①正確，②錯(cuò)誤；電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中某點(diǎn)時(shí)，若克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能由零增大到某值，此值就是電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能值，因此，電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能等于電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到該點(diǎn)時(shí)克服電場(chǎng)力所做的功，故③正確，④錯(cuò)誤．故選項(xiàng)A正確． 【答案】　A 2．如圖216所示，A、B是一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，若在A點(diǎn)釋放一初速度為零的電子，電子僅受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線從A運(yùn)動(dòng)到B.則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34660040】 圖216 A．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向左 B．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) C．電場(chǎng)力做負(fù)功 D．A點(diǎn)的電勢(shì)能小于B點(diǎn)的電勢(shì)能 【解析】　電子由靜止開(kāi)始由A向B運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明受到向右的電場(chǎng)力，電子帶負(fù)電，所受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，所以場(chǎng)強(qiáng)方向向左，A正確；一條電場(chǎng)線不能說(shuō)明電場(chǎng)的強(qiáng)弱情況，所以B錯(cuò)誤；由A到B電場(chǎng)力對(duì)電子做了正功，其電勢(shì)能減少，C、D錯(cuò)誤． 【答案】　A 3．某電場(chǎng)區(qū)域的電場(chǎng)線如圖217所示，把一個(gè)電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)(　　) 圖217 A．電子所受的電場(chǎng)力增大，電子克服電場(chǎng)力做功 B．電子所受的電場(chǎng)力減小，電場(chǎng)力對(duì)電子做正功 C．電子所受的電場(chǎng)力增大，電勢(shì)能減少 D．電子所受的電場(chǎng)力增大，電勢(shì)能增加 【解析】　電子從A點(diǎn)向B點(diǎn)移動(dòng)，電子受力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，所以電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少．又因?yàn)殡妶?chǎng)線密處場(chǎng)強(qiáng)大，同時(shí)粒子的受力也大，所以電子在B點(diǎn)受力要大于A點(diǎn)． 【答案】　C 4．如圖218所示，在兩點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，B點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，一電子沿直線從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖218 A．電子從A到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)其做正功 B．電子從A到C的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)其做負(fù)功 C．電子從A到C的過(guò)程中，其電勢(shì)能先增大后減小 D．電子從A到C的過(guò)程中，其電勢(shì)能先減小后增大 【解析】　由于電子帶負(fù)電，且B點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，所以A→B過(guò)程中，合場(chǎng)強(qiáng)方向向右，電子受力向左，B→C的過(guò)程中，合場(chǎng)強(qiáng)方向向左，電子受力向右．所以A→C的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功，后做正功，所以電勢(shì)能先增大后減小，應(yīng)選C項(xiàng)． 【答案】　C 5．如圖219所示，在真空中有兩個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，分別置于M、N兩點(diǎn)．M處正電荷的電荷量大于N處正電荷的電荷量，A、B為M、N連線的中垂線上的兩點(diǎn)．現(xiàn)將一負(fù)點(diǎn)電荷q由A點(diǎn)沿中垂線移動(dòng)到B點(diǎn)，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34660041】 圖219 A．q的電勢(shì)能逐漸減小 B．q的電勢(shì)能逐漸增大 C．q的電勢(shì)能先增大后減小 D．q的電勢(shì)能先減小后增大 【解析】　負(fù)電荷從A到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力一直做負(fù)功，電勢(shì)能增大，所以A、C、D均錯(cuò)，B對(duì)． 【答案】　B 6．如圖2110所示，圖甲是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，a、b是這條線上的兩點(diǎn)，一負(fù)電荷只受電場(chǎng)力作用，沿電場(chǎng)線從a運(yùn)動(dòng)到b，在這個(gè)過(guò)程中，電荷的速度－時(shí)間圖象如圖乙所示，比較a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小Ea、Eb和負(fù)電荷具有的電勢(shì)能Epa、Epb，有(　　) 甲　　　　　乙 圖2110 A．Ea＞Eb、Epa＜Epb B．Ea＝Eb、Epa＞Epb C．Ea＜Eb、Epa＞Epb D．Ea＝Eb、Epa＜Epb 【解析】　由vt圖象知負(fù)電荷速度均勻減小電場(chǎng)力做負(fù)功．動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加．即Epa＜Epb.因加速度恒定，受電場(chǎng)力不變，應(yīng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)．Ea＝Eb，D正確． 【答案】　D 7．(多選)如圖2111所示，實(shí)線是一個(gè)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線是一個(gè)負(fù)的試探電荷在這個(gè)電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)的軌跡．若電荷是從A處運(yùn)動(dòng)到B處，以下判斷正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34660042】 圖2111 A．電荷從A到B加速度減小 B．電荷從A到B加速度增大 C．電荷從A到B電勢(shì)能減少 D．電荷從A到B電勢(shì)能增加 【解析】　根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可以判斷在A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B處的電場(chǎng)強(qiáng)度，也就是說(shuō)試探電荷在A處受到的電場(chǎng)力大于在B處的電場(chǎng)力，由牛頓第二定律可知電荷在A處的加速度大于B處的加速度，所以選項(xiàng)A正確；根據(jù)帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，曲線向力的方向彎曲，可判定，在A、B兩點(diǎn)所受到的電場(chǎng)力的方向都應(yīng)在電場(chǎng)線上并大致向左，由此判斷電場(chǎng)線方向發(fā)散向外，電荷在電場(chǎng)中從A向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功，電勢(shì)能不斷增大，選項(xiàng)D正確． 【答案】　AD 8．有一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，克服電場(chǎng)力做功610－4 J．從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功910－4 J，問(wèn)： (1)若以A為零勢(shì)能點(diǎn)，B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為多少？A、C間的電勢(shì)能之差為多少？ (2)若以B為零勢(shì)能點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為多少？A、C間的電勢(shì)能之差為多少？ 【解析】　(1)從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功610－4 J，電勢(shì)能增加610－4 J，由于A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，故B點(diǎn)電勢(shì)能為610－4 J．從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功910－4 J，電勢(shì)能減少910－4 J，故C點(diǎn)電勢(shì)能為－310－4 J．由于A為零勢(shì)能點(diǎn)，故A、C間的電勢(shì)能之差為310－4 J. (2)以B點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，將電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢(shì)能增加610－4 J，B點(diǎn)電勢(shì)能為零，故A點(diǎn)電勢(shì)能為－610－4 J．從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電勢(shì)能減少910－4 J，故C點(diǎn)電勢(shì)能為－910－4 J，A、C間的電勢(shì)能之差為310－4 J. 【答案】　(1)610－4 J?。?10－4 J　310－4 J (2)－610－4 J?。?10－4 J　310－4 J [能力提升] 9．一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2112所示，電場(chǎng)方向豎直向下．若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，能量變化情況為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34660043】 圖2112 A．動(dòng)能減少 B．電勢(shì)能增加 C．動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少 D．重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加 【解析】　由油滴的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，油滴受到向上的電場(chǎng)力，必然帶負(fù)電．在從a點(diǎn)到b點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，但動(dòng)能、重力勢(shì)能、電勢(shì)能的總和保持不變，所以動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確．由運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線可知電場(chǎng)力F大于重力mg，合力方向向上，由動(dòng)能定理可知從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，合力做正功，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和減少，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤． 【答案】　C 10．如圖2113所示，a、b是豎直方向上同一電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一帶負(fù)電質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度最大(重力不能忽略)，則(　　) 圖2113 A．電場(chǎng)線的方向豎直向上 B．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 C．質(zhì)點(diǎn)從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì) 能增加 D．質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在b點(diǎn)受到的電場(chǎng)力 【解析】　質(zhì)點(diǎn)受電場(chǎng)力方向向上，由于帶負(fù)電，所以電場(chǎng)線方向從b→a，A錯(cuò)誤；從a到b電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能應(yīng)減少，所以C錯(cuò)誤；a處電場(chǎng)力大于重力，而b處電場(chǎng)力等于重力，所以B正確，D錯(cuò)誤． 【答案】　B 11．(多選)一個(gè)帶電小球從空中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，重力做功3 J，電場(chǎng)力做功1 J，克服空氣阻力做功0.5 J，則小球(　　) A．在a點(diǎn)的重力勢(shì)能比在b點(diǎn)大3 J B．在a點(diǎn)的電勢(shì)能比b點(diǎn)小1 J C．在a點(diǎn)的動(dòng)能比在b點(diǎn)大3.5 J D．a(chǎn)點(diǎn)的機(jī)械能比b點(diǎn)機(jī)械能少0.5 J 【解析】　重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少量等于重力做功的多少，A對(duì)；同理，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，減少量等于電場(chǎng)力做功的多少，B錯(cuò)；動(dòng)能的變化等于合力做功，合力做正功，動(dòng)能增大，C錯(cuò)；機(jī)械能的變化等于除重力外其他力做功的和，D對(duì)． 【答案】　AD 12．一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向是水平的(如圖2114所示)．一個(gè)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(chǎng)力與重力的作用下，恰能沿與場(chǎng)強(qiáng)的反方向成θ角的直線運(yùn)動(dòng)．求小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)其電勢(shì)能與在O點(diǎn)的電勢(shì)能之差． 圖2114 【解析】　設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，小球帶電荷量為q，因小球做直線運(yùn)動(dòng)，它受的電場(chǎng)力qE和重力mg的合力必沿此直線，如圖qE＝，由圖可知，小球做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a＝，設(shè)從O到最高點(diǎn)的路程為s，v＝2as，運(yùn)動(dòng)的水平距離為L(zhǎng)＝scos θ，兩點(diǎn)的電勢(shì)能之差ΔEp＝qEL，由以上各式得ΔEp＝mvcos2 θ. 【答案】　mvcos2 θ