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    人教版高中物理必修第三册10.1电势能和电势 同步练习(Word版含答案)

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    人教版 (2019)必修 第三册1 电势能和电势优秀课后复习题

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    这是一份人教版 (2019)必修 第三册1 电势能和电势优秀课后复习题,共22页。试卷主要包含了单选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
    人教版必修第三册 10.1 电势能和电势一、单选题1.如图所示,Q1Q2为两个等量同种带正电的点电荷,在两者的电场中有MNO三点,其中MOQ1Q2的连线上(O为连线的中点),N为过O点的垂线上的一点。则下列说法中正确的是(  )A.在Q1Q2连线的中垂线位置可以画出一条电场线B.若将一个带正电的点电荷分别放在MNO三点,则该点电荷在M点时的电势能最大C.若将一个带电荷量为-q的点电荷从M点移到O点,则电势能减少D.若将一个带电荷量为-q的点电荷从N点移到O点,则电势能增加2.一避雷针某时刻离带正电云层很近,其周围电场的等势面分布情况如图所示,在同一竖直平面内有ABC三点,其中AB两点关于避雷针对称,以避雷针表面为零势能面,则下列说法正确的是(  )AAB两点的电场强度相同B.正电荷在C点的电势能大于在A点的C.负电荷只在电场力作用下从B点移动到C点,动能减小DC点的电场强度大于A点的3.如图,MN是两个带有异种电荷的带电体,(MN的正上方,图示平面为竖直平面)PQM表面上的两点,cN表面上的一点。在MN之间的电场中画有三条等势线。现有一个带正电的液滴从E点射入电场,它经过了F点和W点,已知油滴在F点时的机械能大于在W点的机械能。(EW两点在同一等势面上,不计油滴对原电场的影响,不计空气阻力)则以下说法正确的是(  ) APQ两点的电势不相等BP点的电势高于c点的电势C.油滴在F点的电势能低于在E点的电势能D.油滴在EFW三点的机械能和电势能总和会改变4.关于电场线,正确的说法是(  )A.电场线是实际存在的曲线,人们通过实验把它们找出来B.电场线在任一点的切线方向,就是电荷在该点所受电场力的方向C.电场线和电荷的运动轨迹是一致的D.沿电场线电势逐渐降低5.如图所示,虚线abc是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为φaφbφc,且φaφbφc。一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知(  )A.粒子从LM的过程中,动能减少B.粒子从KN的过程中,电势能增加C.粒子从LM的过程中,电场力做负功D.粒子从KL的过程中,电场力做负功6.如图,直线abcd是处于匀强电场中的两组平行线,MNPQ是它们的交点,四点处的电势分别为φMφNφPφQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则(  ) A.直线c位于某一等势面内,φMφQB.直线a位于某一等势面内,φMφNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功7.如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平;两微粒ab所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。现同时释放ab,它们由静止开始运动。在随后的某时刻tab经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。ab间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是(  )Aa的质量比b的大B.在t时刻,a的动能比b的大C.在t时刻,ab的电势能相等D.在t时刻,ab的动量相同8.如图所示,矩形ABCD的两个顶点AC上分别固定着等量的异种电荷,O点为矩形对角线的交点,规定无穷远处为零电势点,B点的电势为,则(  )AD点的电势为BO点的电势为零,场强也为零CBD两点的场强大小相等,方向相反D.将一正点电荷qB点移到D点电势能减小9.如图所示的直线为某一电场的一条电场线,AB是电场中的两点,下列说法正确的是(  )A.电场强度一定是 B.电势一定是C.正电荷的电势能一定是 D.负电荷的电势能一定是10.关于电势和电势能,下列说法正确的是(  )A.在电场中电势高的地方,电荷在该点具有的电势能大B.在电场中的任何一点上,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能C.在电场中电势高的地方,放在该点的电荷的电荷量越大,它所具有的电势能也越大D.在负点电荷所产生的电场中的任何一点上,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能11.在如图所示的立方体A点处分别放置电荷量为的点电荷,在B点处分别放置电荷量为的点电荷,已知C点电势为3 V,则点的电势为(       A6 V B9 V C-3 V D3 V12.如图所示,水平面内有一边长为a的正方形点为正方形的几何中心,P点为O点正上方的一点,P点到四点的距离均为a。现将四个电荷量均为Q的正点电荷分别固定在处,已知静电力常量为k,无穷远处为零电势点。则下列说法正确的是(  ) AO点的电场强度大小为 BO点的电势为零CP点的电势比O点的电势高 DP点的电场强度大小为13.某点电荷电场中,仅受电场力作用下的一带电粒子运动轨迹如图虚线,取无穷远处为零电势点,则(  )A.场源点电荷为负电荷BB点电势能一定大于零C.粒子在B点时的加速度最小D.粒子在B点的电势能小于在C点的电势能14.如图所示,在处于O点的点电荷+Q形成的电场中,试探电荷+qA点移到B点,静电力做功为W1;以OA为半径画弧交OBC,再把试探电荷由A点移到C点静电力做功为W2,由C点移到B点静电力做功为W3,则3次静电力做功的大小关系是(  )AW1W2W3<0 BW1W3>W20CW1>W2W3>0 DW2>W1W2015.空间某一静电场的电势φx轴上的分布如图所示,x轴上两点BC的电场强度在x方向的分量大小分别是EBxECx,下列说法中正确的是(  )AEBx>ECxBEBx的方向沿x轴负方向,ECx的方向沿x轴正方向C.另放一电荷在O点,其受到的电场力在x方向上的分量为零D.一电子沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功,后做负功二、填空题16.静电力做功的特点1)静电力做功:在匀强电场中,静电力做功W=qElcos θ。其中θ______________________之间的夹角。2)特点:在静电场中移动电荷时,静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置___________,与电荷经过的路径___________17.电荷量为的试探电荷在静电场中的A点,具有的电势能,A点的电势是_________V。若把电荷量为的试探电荷放在A点,该电荷具有的电势能是_______________J18AB两带电小球,A固定不动,B的质量为m,在库仑力作用下,由静止开始运动。经过一段时间后,B的速度为v,则在此过程中系统电势能的减少量为_______三、解答题19.如图所示,在电场强度大小的水平匀强电场中,有一根长l=15cm的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=3g、电荷量的带正电小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,g10m/s2。问:1)小球从开始释放到到达最低点B的重力势能、电势能分别变化了多少?2)若取A点电势为零,则小球在B点的电势能、B点的电势分别为多少? 20.有一物理研究小组为了估测太阳对地球的辐射功率,做了以下实验:他们取了一个圆筒,其横截面积为3 dm2,在筒内装了0.6 kg水,在太阳光下垂直照射2 min后,筒内水的温度升高了1℃1)计算在阳光直射时,地球表面每平方厘米每分钟获得的能量。2)如果已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面,另外55%被大气吸收和反射而未到达地面,能由此估算出太阳辐射的功率吗?如果能,太阳对地球的辐射功率大约是多少?是否还需要其他数据?21.如图所示,在匀强电场中,电场线与水平方向的夹角为θ,有一质量为m、带电荷量为+q的带电小球,用长为L的细线悬挂于O点,当小球静止时,细线OA恰好呈水平状态。(重力加速度为g1)求电场强度的大小;2)若用外力使小球绕O点做半径为L的圆周运动沿圆弧(图中虚线)从A点运动到O点正下方的B点,求此过程中电场力对小球做的功以及小球电势能的变化情况。22.提出电势的意义是什么?电场强度的叠加和电势的叠加有什么区别?
    参考答案:1B【解析】【分析】【详解】A.等量同种正电荷形成的电场中,其连线的中点处场强为零,因此不可能有一条电场线穿过,所以在Q1Q2连线的中垂线位置不能画出一条电场线,故A错误;B.根据等量同种正电荷形成的电势的特点可判定:图中MNO三点电势大小的关系为根据电势能可判定带正电的点电荷在M点时的电势能最大,故B正确;C.从M点到O点,电势是降低的,所以电场力对带电荷量为的点电荷做负功,则电势能增加,故C错误;D.从N点到O点,电势是升高的,所以电场力对带电荷量为的点电荷做正功,则电势能减少,故D错误。故选B2B【解析】【详解】AAB两点关于避雷针对称,电场强度大小相等,方向不同,A错误;B.由图可知,AB两点在同一个等势面上,具电势低于C点的(云层带正电,又电场线总是由正电荷出发指向无穷远处或负电荷,可知空间中电场的大概方向,可判断等势面间的电势关系),可知正电荷在C点的电势能大于在A点的,B正确;CB点的电势小于C点的,负电荷从低电势到高电势,电场力做正功,根据动能定理可知,负电荷的动能增大,C错误;D.等势面密集的地方电场强度大,结合题图可知C点的电场强度小于A点的,D错误。故选B3C【解析】【详解】A.因为带电导体表面是等势面,所以PQ两点的电势相等,故A错误;B.由题意液滴在F点机械能大于在W点机械能,则液滴从FW点,电场力做负功,则F点电势低于W点电势,则M带负电荷,N带正电荷,P点电势低于c点电势,故B错误;C.因为正电荷在电势高的地方电势能大,故油滴在F点电势能比在E点电势能低,故C正确;D.因为只有电场力和重力做功,所以机械能和电势能总和不变,故D错误。故选C4D【解析】【详解】A.电场线不是实际存在的曲线,是人们假想出来的用来表示电场的强弱和方向的图线,故A错误。B.电场线在任一点的切线方向,是该点的电场强度方向,就是正电荷在该点所受电场力的方向,而与负电荷在该点所受电场力的方向相反,故B错误。C.电场线与电荷的运动轨迹是两回事,不一定一致,故C错误。D.沿电场线电势逐渐降低,故D正确。故选D5D【解析】【详解】A.电场线与等势面垂直,由较高的等势面指向较低的等势面,分布图如图,故粒子从LM的过程中,从高电势向低电势运动,电场力做正功,动能增加,故A错误;B.粒子从KN的过程中,电势能先增加后减小,KN两点的电势能相等,故B错误;C.粒子从LM的过程中,从高电势向低电势运动,电场力做正功,故C错误;D.粒子从KL的过程中,电势一直增加,故电场力做负功,故D正确。故选D6A【解析】【详解】AB.据题,电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则电势能增加相等,所以电势降低,电场线方向向下,且NP两点的电势相等,直线d位于同一等势面内,根据匀强电场等势面分布情况知,直线c位于同一等势面内,则有φMφQφNA正确,B错误;C.由上分析知,直线c是等势面,所以电子由M点运动到Q点,电场力不做功,故C错误;D.由于电子由M点运动到P点的过程中,电场力所做的负功,而MQ电势相等,那么,电子由P点运动到Q点,电场力做正功,故D错误。故选A7B【解析】【详解】A.经时间tab经过电容器两极板间下半区域的同一水平面,则xa>xb,根据运动学规律xat2aa>ab又由牛顿第二定律a知,ma<mbA项错误;B.经时间t到下半区域的同一水平面,由动能定理 xa>xb,所以Wa>Wb,所以a的动能比b的动能大,B项正确;C.在t时刻,ab处在同一等势面上,根据电势能决定式Ep可知ab的电势能绝对值相等,符号相反,C项错误;D.根据动量定理Ftpp0则经过时间tab的动量大小相等,方向相反,故D项错误。故选B8D【解析】【详解】A.等量的异种电荷连线的中垂线为一等势线且电势为零,且越靠近正电荷电势越高,由此发现BD两点并不在同一等势线上,故D点的电势与B点不同,根据对称性可知,D点的电势为-,故A错误;B.等量的异种电荷连线的中点电势为零,但电场强度大于零,故B错误;C.根据等量的异种电荷连线电场分布特点可知,BD两点的场强方向并不是相反,故C错误;D.将一正点电荷qB点移到D点电势能减小D正确。故选D9C【解析】【详解】A.一条电场线不能确定疏密情况,则无法比较两点的场强大小,选项A错误;       B.沿电场线电势逐渐降低,可知电势一定是选项B错误;C.正电荷在高电势点的电势能较大,可知正电荷的电势能一定是选项C正确;D.负电荷在高电势点的电势能较小,负电荷的电势能一定是选项D错误。故选C10D【解析】【详解】A.在电场中电势高的地方,正电荷电势能较大,负电荷电势能较小,故A错误;B.在电场中的一点电势为负值时,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能,故B错误;C.在电场中电势高的地方,放在该点的正电荷的电荷量越大,它所具有的电势能也越大,放在该点的负电荷的电荷量越大,它所具有的电势能也越小,故C错误;D.在负点电荷所产生的电场中的任何一点上,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能,故D正确。故选D11D【解析】【详解】由几何知识可知平面同时是线段的中垂面,结合题意可知平面同时是B点处负点电荷、点处正点电荷形成静电场和A点处正点电荷、点处负点电荷形成静电场的等势面,两静电场叠加后平面仍然是等势面,故点和C点为等势点,点的电势也为3V,故D正确,ABC错误。故选D12D【解析】【详解】A.四个电荷量均为Q的正点电荷在O点产生的电场强度的大小相等,由点电荷的电场叠加原理和对称性可知,O点的电场强度大小为零,故A错误;BC.以无穷远处为零电势点,正电荷周围空间电势为正值,可判断O点的电势不为零,又因为沿着电场线方向电势降低,故P点的电势比O点的电势低,故BC错误;D.四个电荷量均为Q的正点电荷在P点产生的电场强度的大小均为方向与均成45°角,根据对称性可知P点电场强度的方向沿方向,根据叠加原理可求出P点的电场强度大小为D正确。故选D13B【解析】【详解】A.因为带电粒子的带电性质未知,根据粒子轨迹可知场源电荷的带电性质与带电粒子相同,所以场源点电荷可能为负电荷,也可能为正电荷,故A错误,B.若场源电荷为正电荷,其电场电势均为正值,带电粒子也为正电荷,电势能为正。若场源电荷为负电荷,其电场电势均为负值,带电粒子也为负电荷,电势能为正。故B正确。CB点最靠近场源点电荷,电场力最大,加速度最大,故C错误。D.从B点到C点,带电粒子受斥力作用。动能增加,电势能减小,故D错误。故选B14B【解析】【详解】点电荷产生的电场中等势线为以O为圆心的同心圆。故AC两点电势相等。试探电荷从AC,电场力做功为0,即W2=0。试探电荷从AC两点分别到B点电场力做正功,有W1W3>W20故选B15C【解析】【详解】A.根据可知在图象中其切线斜率表示电场强度,可知EBx<ECxA错误;B.沿电场方向电势降低,在O点左侧,EBx的方向沿x轴正方向,在O点右侧,ECx的方向沿x轴负方向,故B错误;CO点切线的斜率为零,场强为0,则电荷在O点受到的电场力为0,故C正确;D.电子沿x轴从B移到C的过程中,电场力先向左后向右,电场力先做负功,后做正功,故D错误。故选C16     电场力     位移     有关     无关【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]在匀强电场中,静电力做功W=qElcos θ。其中θ为电场力与位移之间的夹角。(2)[3][4]在静电场中移动电荷时,静电力所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,与电荷经过的路径无关。17     20     【解析】【分析】【详解】[1]根据代入数据解得A点的电势[2]若把电荷量为的试探电荷放在A点,A点电势不变,根据代入数据解得18mv2【解析】【详解】AB两带电小球组成的系统,由能量守恒得系统电势能减少量为19.(1;(2【解析】【详解】1)小球从开始释放到到达最低点B的过程中,重力做正功,重力势能的变化量为电场力做负功,电势能的变化量为2)若取A点电势为零,则小球在B点的电势能为B点的电势为20.(1;(2【解析】【详解】1)在太阳光垂直照射2min,水吸热地面每平方厘米每分钟获得的能量2)查阅得太阳表面到地球表面的距离为。地面每平方米每秒获得的能量根据能量关系可得解得太阳辐射功率21.(1;(2【解析】【详解】1)静止时细线恰好水平,根据平衡条件解得电场强度的大小为2)从A点运动到B点,电场力做功为根据电场力做功与电势能的变化关系A点运动到B点,小球电势能的变化量为22.见解析【解析】【详解】提出电势是为了从能量角度上描述电场的性质,将电场力做功与对应的能量转化关联起来。电场强度属于矢量,电场强度的叠加遵循平行四边形定则;电势属于标量,遵循代数运算,带电体系静电场中某一点的电势,等于每一点电荷单独存在时在该点的电势的代数和。 

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