PAGE2011年高考物理電勢(shì)能靜電屏蔽練習(xí)一、選擇題(共10小題，每小題6分，共60分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中至少有一項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得6分，漏選的得3分，錯(cuò)選的得0分)1．(2009·高考安徽理綜)在光滑的絕緣水平面上，有一個(gè)正方形abcd，頂點(diǎn)a、c處分別固定一個(gè)正點(diǎn)電荷，電荷量相等，如圖所示．若將一個(gè)帶負(fù)電的粒子置于b點(diǎn)，自由釋放，粒子將沿著對(duì)角線bd往復(fù)運(yùn)動(dòng)．粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中 ()A．先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)B．先從高電勢(shì)到低電勢(shì)，后從低電勢(shì)到高電勢(shì)C．電勢(shì)能與機(jī)械能之和先增大，后減小D．電勢(shì)能先減小，后增大【解析】本題考查的是靜電場(chǎng)的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)電場(chǎng)力的性質(zhì)和能的性質(zhì)這一綜合知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用能力；粒子在從b點(diǎn)到d點(diǎn)的過(guò)程中雖然是先加速后減速，但不是勻變速，故A錯(cuò)誤；由等量同種電荷的電場(chǎng)線可知，從b點(diǎn)到d點(diǎn)電勢(shì)先升高后降低，故B不對(duì)；此過(guò)程中，粒子只受電場(chǎng)力作用，故其機(jī)械能和電勢(shì)能之和是不變的，故C錯(cuò)誤；粒子在從b點(diǎn)到d點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功再做負(fù)功，電勢(shì)能先減少，后增加，故選D.【答案】D2．(2009·高考廣東卷)如圖所示，在一個(gè)粗糙水平面上，彼此靠近地放置兩個(gè)帶同種電荷的小物塊．由靜止釋放后，兩個(gè)物塊向相反方向運(yùn)動(dòng)，并最終停止．在物塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列表述正確的是 ()A．兩個(gè)物塊的電勢(shì)能逐漸減少B．物塊受到的庫(kù)侖力不做功C．兩個(gè)物塊的機(jī)械能守恒D．物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫(kù)侖力【解析】本題考查物體的相互作用、庫(kù)侖定律和功能關(guān)系，意在考查考生對(duì)電荷作用過(guò)程的分析以及能量的轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析能力．由靜止釋放后，兩帶電小物塊帶同種電荷，所以庫(kù)侖力對(duì)它們均做正功，故電勢(shì)能都減小，A正確、B錯(cuò)誤；兩小物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，因摩擦力和電場(chǎng)力分別做功，發(fā)生機(jī)械能和其他能量的相互轉(zhuǎn)化，故機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)誤；因最終停止，故D錯(cuò)誤．【答案】A3．(2009·高考四川卷)如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷，帶負(fù)電的小物體以初速度v1從M點(diǎn)沿斜面上滑，到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為零，然后下滑回到M點(diǎn)，此時(shí)速度為v2(v2<v1)．若小物體電荷量保持不變，OM＝ON，則 ()A．小物體上升的最大高度為eq\f(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2),4g)B．從N到M的過(guò)程中，小物體的電勢(shì)能逐漸減小C．從M到N的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)小物體先做負(fù)功后做正功D．從N到M的過(guò)程中，小物體受到的摩擦力和電場(chǎng)力均是先增大后減小【解析】本題綜合考查庫(kù)侖力、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系、動(dòng)能定理，意在考查考生的推理能力和分析綜合能力．M、N兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上．從M至N的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理：－mgh－Wf＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，從N至M的過(guò)程中，mgh－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，由兩式聯(lián)立可得：h＝eq\f(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2),4g)，A正確；從N至M，點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)先增大后減小，故小物體的電勢(shì)能先減小后增大，B錯(cuò)誤；從M到N的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)小物體先做正功后做負(fù)功，C錯(cuò)誤；根據(jù)庫(kù)侖定律，從N邊M的過(guò)程中，小物體受到的庫(kù)侖力先增大后減小，受力分析知，小物體受到的支持力先增大后減小，因而摩擦力也是先增大后減小，D正確．【答案】AD4．(2009·高考江蘇卷)空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖所示，x軸上兩點(diǎn)B、C的電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上的分量分別是EBx、ECx，下列說(shuō)法中正確的有 ()A．EBx的大小大于ECx的大小B．EBx的方向沿x軸正方向C．電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x方向上的分量最大D．負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功【解析】本題考查靜電場(chǎng)相關(guān)知識(shí)，意在考查考生讀圖、識(shí)圖的能力，從圖上分析為一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，B點(diǎn)距O點(diǎn)較近，則B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小大于C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，A正確．EBx沿x軸負(fù)方向，電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零，負(fù)電荷從B到C的過(guò)程中電勢(shì)先升高后降低，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，D正確．【答案】AD5．(2009·高考遼寧、寧夏理綜)空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中建立如圖所示的直角坐標(biāo)系O—xyz，M、N、P為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，M點(diǎn)的坐標(biāo)(0，a,0)，N點(diǎn)的坐標(biāo)為(a,0,0)，P點(diǎn)的坐標(biāo)為(a，eq\f(a,2)，eq\f(a,2))．已知電場(chǎng)方向平行于直線MN，M點(diǎn)電勢(shì)為0，N點(diǎn)電勢(shì)為1V，則P點(diǎn)的電勢(shì)為 ()A.eq\f(\r(2),2)VB.eq\f(\r(3),2)VC.eq\f(1,4)VD.eq\f(3,4)V【解析】本題考查勻強(qiáng)電場(chǎng)、電勢(shì)和電勢(shì)差的計(jì)算，意在考查考生的空間想象能力．MN間的距離為eq\r(2)a，P點(diǎn)在MN連線上的投影點(diǎn)離M點(diǎn)的距離為eq\f(3\r(2)a,4)，所以P點(diǎn)的電勢(shì)為：eq\f(3\r(2)a,\f(4,\r(2)a))×1＝eq\f(3,4)V，D正確．【答案】D6．(2009·高考上海卷)兩電荷量分別為q和－q的點(diǎn)電荷放在x軸上，相距為L(zhǎng)，能正確反映兩電荷連線上場(chǎng)強(qiáng)大小E與x關(guān)系的是圖 ()【解析】本題考查對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的疊加，等量9．(2009·高考廣東理基)如圖，一帶負(fù)電的粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在電場(chǎng)力作用下形成圖中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡．M和N是軌跡上的兩點(diǎn)，其中M點(diǎn)在軌跡的最右端．不計(jì)重力，下列表述正確的是 ()A．粒子在M點(diǎn)的速率最大B．粒子所受電場(chǎng)力沿電場(chǎng)方向C．粒子在電場(chǎng)中的加速度不變D．粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能始終在增加【答案】C10．(2008·高考江蘇物理卷)如圖所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)線，且AB＝BC，電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢(shì)分別為φA、φB、φC，AB、BC間的電勢(shì)差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有 ()A．φA>φB>φC B．EC>EB>EAC．UAB<UBC D．UAB＝UBC【解析】因電場(chǎng)線方向由A點(diǎn)指向C點(diǎn)，根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低的規(guī)律可知φA>φB>φC，A項(xiàng)對(duì)．因電場(chǎng)線的疏密反映場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱，由圖可知A點(diǎn)到C點(diǎn)電場(chǎng)線變密，則有EA<EB<EC，B項(xiàng)對(duì)．又因AB＝BC，所以UAB<UBC，C項(xiàng)對(duì)，D項(xiàng)錯(cuò)．【答案】ABC二、論述、計(jì)算題(本題共3小題，共40分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、計(jì)算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確數(shù)值和單位)11．將電荷量為6×10－6C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3×10－5J的功，再將該電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做了1.2×10－5J的功，則該電荷從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)能變化了多少【解析】A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差為：UAC＝eq\f(WAB＋WBC,q)＝eq\f(－3×10－5＋1.2×10－5,－6×10－6)V＝3V所以電勢(shì)能的變化量為：ΔE＝WAC＝qUAC＝－6×10－6×3J＝－1.8×10－5J負(fù)號(hào)表示電荷的電勢(shì)能增加．【答案】增加了1.8×10－5J12．(2010·遼寧大連聯(lián)考)一長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，上端固定，下端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，處于如圖所示的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，開始時(shí)，將線與小球拉成水平，開始時(shí)，將線與小球拉成水平，然后釋放小球由靜止開始向下擺動(dòng)，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過(guò)60°角時(shí)，小球到達(dá)B點(diǎn)速度恰好為零．試求：(1)AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大??；(3)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力大?。窘馕觥?1)小球由A到B過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：mgLsin60°－qUAB＝0所以UAB＝eq\r(3)mgL/2q.(2)E＝eq\f(UAB,L－Lcos60°)＝eq\r(3)mg/q.(3)小球在AB間擺動(dòng)，由對(duì)稱性知，B處繩拉力與A處繩拉力相等，而在A處，由水平方向平衡有：FTA＝Eq＝eq\r(3)mg，所以FTB＝FTA＝eq\r(3)mg或在B處，沿繩方向合力為零，有：FTB＝Eqcos60°＋mgcos30°＝eq\r(3)mg.【答案】(1)eq\r(3)mgL/2q(2)eq\r(3)mg/q(3)eq\r(3)mg13．如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷，電荷量均為Q，其中A帶正電荷，B帶負(fù)電荷，D、C是它們連線的垂直平分線，A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一邊長(zhǎng)為d的等邊三角形，另有一個(gè)帶電小球E，質(zhì)量為m，電荷量為＋q(可視為點(diǎn)電荷)，被長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕質(zhì)細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)在C點(diǎn)的正上方．現(xiàn)在把小球E拉起到M點(diǎn)，使細(xì)線水平繃直且與A、B、C處于同一豎直面內(nèi)，并由靜止開始釋放，小球E向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí)，速度為v.已知靜電力常量為k.若取D點(diǎn)的電勢(shì)為零，試求：(1)在A、B所形成的電場(chǎng)中，M點(diǎn)的電勢(shì)φM；(2)絕緣細(xì)線在C點(diǎn)所受到的拉力FT.【解析】(1)電荷E從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，重力做正功．根據(jù)動(dòng)能定理qUMC＋mgL＝eq\f(mv2,2)得M、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差為UMC＝eq\f(mv2－2mgL,2q)又因?yàn)镃點(diǎn)與D點(diǎn)為等勢(shì)點(diǎn)，所以M點(diǎn)的電勢(shì)為φM＝eq\f(mv2－2mgL,2q)(2)在C點(diǎn)時(shí)A對(duì)E的電場(chǎng)力F1與B對(duì)E的電場(chǎng)力F2相等，為F1＝F2＝eq\f(kQq,d2)又因?yàn)锳