2022年高中物理第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)能自我小測(cè)魯科版選修

2022年高中物理第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)能自我小測(cè)魯科版選修夯基達(dá)標(biāo)1.將帶電荷量為6×106 C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了3×105 J的功，再將電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做了1.2×105 J的功，則電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)再?gòu)腂點(diǎn)移到C點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能變化了_J.2.質(zhì)量為m12 kg的帶電絕緣球A，在光滑水平面上，從無(wú)限遠(yuǎn)處以初速度10 m/s，向另一個(gè)固定在水平面上帶同號(hào)電荷的絕緣球B靠近，B球的質(zhì)量為m23 kg，在它們相距最近時(shí)，球的動(dòng)能和電勢(shì)能分別是( )A.0,0 B.0,100 J C.100 J,0 D.100 J,100 J3.在靜電場(chǎng)中，將一電子從點(diǎn)移到點(diǎn)，電場(chǎng)力做了正功，則( )A.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定是由A點(diǎn)指向B點(diǎn)B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定是由B點(diǎn)指向A點(diǎn)C.電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在B點(diǎn)高D.電子在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在A點(diǎn)高4.如下圖所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)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COOD，ADO60°.下列判斷正確的是( )A.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零B.D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零C.若將點(diǎn)電荷q從O移向C，電勢(shì)能增大D.若將點(diǎn)電荷q從O移向C，電勢(shì)能增大5.空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量為m的帶正電的微粒水平射入電場(chǎng)中，微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖所示，在相等的時(shí)間間隔內(nèi)( )A.重力做的功相等B.電場(chǎng)力做的功相等C.電場(chǎng)力做的功大于重力做的功D.電場(chǎng)力做的功小于重力做的功能力提升6.宇航員在探測(cè)某星球時(shí)發(fā)現(xiàn)：該星球帶負(fù)電，而且?guī)щ娋鶆?；該星球表面沒(méi)有大氣；在一次實(shí)驗(yàn)中，宇航員將一個(gè)帶電小球(其帶電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于星球電量)置于離星球表面某一高度處無(wú)初速釋放，恰好處于懸浮狀態(tài).如果選距星球表面無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零，則根據(jù)以上信息可以推斷( )A.小球一定帶正電B.小球的電勢(shì)能一定小于零C.只改變小球的電量，從原高度無(wú)初速釋放后，小球仍處于懸浮狀態(tài)D.只改變小球離星球表面的高度，無(wú)初速釋放后，小球仍處于懸浮狀態(tài)7.如下圖，絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)為E.在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、帶電q的小球，由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是( )A.小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒B.小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大C.小球電勢(shì)能增加EqRD.小球由靜止釋放到達(dá)最低點(diǎn)，動(dòng)能的增加量等于mgR8.如下圖所示，A和B為一對(duì)平行金屬板，與電源E相連，A帶負(fù)電，B帶正電，一電子自A板上的P點(diǎn)無(wú)初速度釋放，不計(jì)重力，則( )A.兩板相距越遠(yuǎn)，電子到達(dá)B板時(shí)速度越大B.不管兩板相距遠(yuǎn)近，電子到達(dá)B板時(shí)速度均相同C.兩板相距越遠(yuǎn)，電子的加速度越大，加速時(shí)間越長(zhǎng)D.兩板相距越遠(yuǎn)，電子的加速度越小，加速時(shí)間越長(zhǎng)9.如下圖所示,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)法中正確的是( )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10.一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向是水平的(如下圖).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.拓展探究11.在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線的一端連著一質(zhì)量為m的帶電小球，另一端固定于O點(diǎn)，把小球拉起直至細(xì)線與場(chǎng)強(qiáng)平行，然后無(wú)初速度釋放，已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)，線與豎直方向的最大夾角為，如下圖所示.求小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力.參考答案1解析：負(fù)電荷由AB克服電場(chǎng)力做功3×105 J，則電勢(shì)能增加了3×105J.由BC電場(chǎng)力做了1.2×105J的功，則電勢(shì)能減少了1.2×105J，所以由A到C電勢(shì)能增加了E3×105J1.2×105 J1.8×105J，即A到C的過(guò)程中電勢(shì)能變化了1.8×105J.答案：1.8×1052解析：無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零，A球電勢(shì)能自然也為零.因此當(dāng)靠得最近時(shí)，小球靜止，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，故B項(xiàng)正確.答案：B3解析：由于電場(chǎng)情況及A、B點(diǎn)的相對(duì)位置未知，故電場(chǎng)強(qiáng)度方向不一定沿AB連線，故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；由于電場(chǎng)力做正功，所以電子電勢(shì)能減小，因此，電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能高，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：C4答案：BD5解析：物體只受重力和電場(chǎng)力作用，因物體向上偏轉(zhuǎn)，則電場(chǎng)力大于重力.在豎直方向上相等時(shí)間間隔內(nèi)物體的位移越來(lái)越大，故重力做的功與電場(chǎng)力做的功在相同時(shí)間內(nèi)不相等，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)；因電場(chǎng)力大于重力，則相同位移下電場(chǎng)力的功大于重力做的功，故C項(xiàng)對(duì),D項(xiàng)錯(cuò).答案：C6答案：D7解析：小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中除重力做功外，還有電場(chǎng)力做功，所以機(jī)械能不守恒，A項(xiàng)錯(cuò)；小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，重力與電場(chǎng)力均做正功，重力勢(shì)能減少mgR，電勢(shì)能減少EqR，而動(dòng)能增加mgREqR，到最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，所以速度最大，因此B項(xiàng)正確，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：B8解析：由知，電子到達(dá)B板速度取決于電源電壓,與兩板距離無(wú)關(guān)，但兩板相距越遠(yuǎn)，其加速就越小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間就越長(zhǎng)，故B、D兩項(xiàng)正確，A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：BD9解析：由于電子帶負(fù)電，且B點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，所以AB過(guò)程中，合場(chǎng)強(qiáng)方向向右，電子受力向左，BC的過(guò)程中，合場(chǎng)強(qiáng)方向向左，電子受力向右.所以AC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：C10解析：設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，小球帶電量為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，如下圖.由圖可知，小球做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為設(shè)從O到最高點(diǎn)的路程為s，v022as運(yùn)動(dòng)的水平距離為L(zhǎng)scos兩點(diǎn)的電勢(shì)能之差EpqEL由以上各式得Ep答案：11解析：設(shè)細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng)，球帶電荷量為q，場(chǎng)強(qiáng)為E.若電荷量為正，則場(chǎng)強(qiáng)水平向右，從釋放點(diǎn)到左側(cè)最高點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理：mgLcosqEL(1sin)0, 設(shè)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)小球速度為v，此時(shí)線的拉力為T，從開始到最低點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理：mgLqEL,mv22(mgLqEL)最低點(diǎn)應(yīng)用牛頓第二定律：Tmg 解得Tmg().答案：Tmg()