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高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差达标测试
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 电势差达标测试,共7页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
合格考训练
一、选择题(本题共6小题,每题7分,共42分)
1.(2023·上海市金山中学高二上学期期中)关于电势差和电场力做功的说法中,正确的是( B )
A.电势差是矢量,电场力做的功是标量
B.在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零
C.在两点间被移动的电荷的电荷量越少,则两点间的电势差越大
D.在两点间移动电荷时,电场力做正功,则两点间的电势差大于零
解析:电势差是标量,电场力做功也是标量,故A错误;根据UAB=eq \f(WAB,q)知,在两点间移动电荷,电场力不做功,则两点间的电势差为零,故B正确;两点间的电势差与移动的电荷量无关,由电场本身决定,故C错误;根据UAB=eq \f(WAB,q)知,电场力做正功,电势差不一定大于零,若电荷带负电,电势差小于零,故D错误。
2.关于单位电子伏特(eV)的理解,正确的是( D )
A.是电压的单位B.1 eV=1.6×10-19 V
C.1 J=1.6×10-19 eVD.1 J=6.25×1018 eV
解析:电子伏特是能量的单位,1 eV代表一个电子电压改变(升高或降低)单位伏特时其能量的改变量;所以1 eV=1.60×10-19 J,或1 J=6.25×1018 eV,故A、B、C错误,D正确。
3.如图所示,虚线a、b、c代表静电场中的三个等差等势面,Uab=Ubc。一带正电的粒子射入电场中,仅受电场力作用,其运动轨迹如图中实线KLMN所示,由图可知( C )
A.L处的电场强度比K处的小
B.N处的电场强度和K处的大小相等
C.粒子从K到L的过程中,电势能增加
D.粒子从L到M的过程中,动能减少
解析:等差等势面密集的地方电场强度大,则L处的电场强度比K处的大,N处的电场强度比K处的大,故A、B错误;由粒子运动轨迹的弯曲方向可知,粒子所受静电力指向轨迹弯曲的凹侧,粒子从K到L的过程中,速度沿轨迹的切线方向,静电力和速度方向夹角为钝角,静电力做负功,电势能增加,故C正确;粒子从L到M的过程中,静电力和速度方向的夹角为锐角,静电力做正功,由动能定理可知粒子的动能增加,故D错误。
4.(2023·四川凉山高二上月考)如图所示,在水平向右的匀强电场中的O点固定一点电荷+Q,a、b、c、d、e、f为以O点为球心的同一球面上的点, aecf平面与匀强电场平行,bedf平面与匀强电场垂直,则下列说法中正确的是( B )
A.a、c两点电势相等
B.d、f两点电场强度大小相等
C.将点电荷+q从球面上b点移到c点,电场力做功为零
D.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动,从e点移动到f点的电势能变化量最大
解析:本题中电场可以看成是由匀强电场和点电荷的电场叠加而成。在点电荷+Q产生的电场中a、b、c、d、e、f点的电势相等,但在匀强电场中只有b、d、e、f点电势相等,因此a、c两点电势不相等,故A错误;在点电荷+Q产生的电场中d、f两点电场强度大小相等,根据电场的叠加原理可知,d、f两点的合场强大小相等,故B正确;将点电荷+q从球面上b点移到c点,点电荷+q受到的点电荷+Q的电场力不做功,但受到的匀强电场的电场力做功,所以电场力做功不为零,故C错误;将点电荷+q在球面上任意两点之间移动,点电荷+q受到点电荷+Q的电场力不做功,而匀强电场中a、c两点间的电势差最大,由公式W=Uq知,由a点移动到c点匀强电场的电场力做功最多,则将点电荷+q从a点移动到c点的电势能变化量最大,故D错误。
5.(2023·广东龙门县高级中学高二开学考试)雷雨天一避需针周围电场的等势面分布情况如图所示。在等势面中有a、b、c三点,其中a,b两点位置关于避雷针对称。下列说法正确的是( C )
A.c点的电场强度大于b点的电场强度
B.a点的电场强度与b点的电场强度相同
C.将正电荷从a点移动到b点过程中电场力总功为零
D.将负电荷从b点移动到c点,负电荷的电势能减小
解析:因为b点的等差等势面比c点密集,可知b点场强大于c点场强,故A错误;电场线与等势面垂直,根据对称性可知a、b两点的场强大小相等,但方向不同,故B错误;a、b在同一个等势面上,将正电荷从a点移动到b点过程中电场力不做功,故C正确;因为b点的电势高于c点,将负电荷从b点移动到c点过程中电场力做负功,电势能增加,故D错误。
6.(多选)(2023·陕西西工大附中高二上学期月考)如图所示,B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心的某同心圆弧上,将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时,电场力做功大小比较( CD )
A.WAB>WAC B.WAD>WAB
C.WAC=WAD D.WAB=WAC
解析:点电荷的等势面为同心球面,故B、C、D三点位于同一等势面上,故UAB=UAC=UAD,将同一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点,由功的计算公式W=qU可得电场力做功相同,故选CD。
二、非选择题(共18分)
7.(18分)如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B和C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B为AC的中点,C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为q、套在直杆上的带负电小球从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A点距离C点所在的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为2eq \r(gR)。
(1)求小球滑至C点时的速度大小;
(2)求A、B两点间的电势差UAB;
(3)若以C点为零电势点,试确定A点的电势。
答案:(1)eq \r(7gR) (2)-eq \f(mgR,2q) (3)-eq \f(mgR,2q)
解析:(1)B、C两点到点电荷距离相等,则UBC=0,对带小球从B到C过程应用动能定理得mg·eq \f(3,2)R=eq \f(1,2)mveq \\al(2,C)-eq \f(1,2)mveq \\al(2,B),解得vC=eq \r(7gR)。
(2)对带电小球从A到C过程应用动能定理得UAC(-q)+mg·3R=eq \f(1,2)mveq \\al(2,C)-0,可得UAC=-eq \f(mgR,2q),因UAC=UAB,则UAB=-eq \f(mgR,2q)。
(3)若以C点作为零电势点,则UAC=φA-0,解得φA=-eq \f(mgR,2q)。
等级考训练
一、选择题(本题共5小题,每题6分,共30分)
1. (2023·北京人大附中高一下学期检测)如图虚线为某点电荷电场的等势面,有两个带电粒子(重力不计),以相同的速率沿不同的方向,从A点飞入电场后,沿不同的径迹1和2运动,不计两个粒子之间的静电力,由轨迹可以判定( D )
A.两粒子带电荷量多少一定不同
B.两粒子的电性可能相同
C.两粒子的电势能都是先减少后增大
D.经过B、C两点,两粒子的速率不可能相等
解析:由图无法判定两电荷在同一位置时所受电场力的大小,故无法判定两粒子带电荷量的大小关系,故A错误;由图可知沿轨迹1运动的电荷逐渐远离了中心电荷,受到中心电荷的斥力,而沿轨迹2运动的电荷受到中心电荷的引力,故两粒子的电性一定不同,故B错误;沿轨迹2运动的电荷在运动过程中电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,沿轨迹1运动的电荷在运动过程中电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,故C错误;A和B电势相等,带电粒子从A到B过程中末速度大小等于初速度大小,A和C电势不相等,带电粒子从A到C过程中末速度大小不等于初速度大小,而两粒子的初速度的大小相同,所以经过B、C两点,两粒子的速率不可能相等,故D正确。
2.(2022·陕西武功县教育局教育教学研究室高二期中)如图所示,三条等势线上有a、b、c、d四点,若将一正电荷由c经a移到d,静电力做正功W1,若由c经b移到d,静电力做正功W2,则下列说法正确的是( D )
A.W1>W2,φ1>φ2 B.W1EC B.φAEpC D.EkA>EkB>EkC
解析:等势线的疏密表示电场的强弱,越密集场强越大,故A正确;质子受力指向轨迹凹侧,并且质子带正电,所以电场方向指向轨迹凹侧且与等势线垂直,沿电场方向,电势逐渐降低,所以有φA
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