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2020-2021學(xué)年高一第一學(xué)期物理人教版2019必修第三冊(cè)章節(jié)（6）
電勢(shì)能和電勢(shì)
1.將一正電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中M點(diǎn)，電勢(shì)能減少了；將另一負(fù)電荷（正、負(fù)電荷所帶電荷量的絕對(duì)值相等）從無(wú)限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的N點(diǎn)，電勢(shì)能增加了。若以無(wú)限遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為，則下列判斷正確的是(
)
A.
B.
C.
D.
2.如圖，靜電場(chǎng)中的—條電場(chǎng)線上有兩點(diǎn)，箭頭代表
電場(chǎng)的方向，則(
)
A.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低
B.M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小一定比N點(diǎn)的大
C.電子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的低
D.電子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小一定比在N點(diǎn)的大
3.某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖，是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)。這兩點(diǎn)相比(
)
A．點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)較大
B．點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)較大
C．點(diǎn)的電勢(shì)較高
D．點(diǎn)的電勢(shì)較高
4.質(zhì)子和中子是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的。兩個(gè)強(qiáng)作用電荷相反(類(lèi)似于正負(fù)電荷)的夸克在距離很近時(shí)幾乎沒(méi)有相互作用(稱(chēng)為“漸近自由”)；在距離較遠(yuǎn)時(shí)，它們之間就會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的引力(導(dǎo)致所謂“夸克禁閉”)。作為一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力與它們之間的距離的關(guān)系為：
式中為大于零的常量，負(fù)號(hào)表示引力。用表示夸克間的勢(shì)能，令，取無(wú)窮遠(yuǎn)為勢(shì)能零點(diǎn)。下列圖示中正確的是(
)
A.
B.
C.
D.
5.如圖所示，帶箭頭的線表示某一電場(chǎng)的電場(chǎng)線。在電場(chǎng)力作用下，一帶電粒子（不計(jì)重力）經(jīng)點(diǎn)飛向點(diǎn)，徑跡如圖中虛線所示，下列說(shuō)法正確的是(
)
A．粒子帶正電
B．粒子在點(diǎn)加速度大
C．粒子在點(diǎn)動(dòng)能大
D．粒子在點(diǎn)電勢(shì)能大
6.如圖所示，空間分布著勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)中有與電場(chǎng)方向平行的四邊形，其中M為的中點(diǎn)，N為的中點(diǎn).將電荷量為的粒子，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)能減小；將該粒子從D點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能減小.下列說(shuō)法正確的是(
)
A.D點(diǎn)的電勢(shì)一定比A點(diǎn)的電勢(shì)高
B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向必沿方向
C.若之間的距離為d，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為
D.若將該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為
7.如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)，乙分子沿軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，圖中分子勢(shì)能的最小值為。若兩分子所具有的總能量為0，則下列說(shuō)法中正確的是(
)
A．乙分子在點(diǎn)時(shí)，加速度最大
B．乙分子在點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能為
C．乙分子在點(diǎn)時(shí)，分子間的作用力的合力為零
D．乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍
8.如圖所示，線段均勻帶正電，是與平行且正對(duì)的輕薄絕緣光滑細(xì)管，c是的中點(diǎn)，已知c點(diǎn)的電勢(shì)為，設(shè)a點(diǎn)的電勢(shì)為，b點(diǎn)的電勢(shì)為，那么(
)
A.
B.
C.且
D.從a端射入一個(gè)電子，電子沿細(xì)管做勻速直線運(yùn)動(dòng)
9.在光滑的絕緣水平面上，有一個(gè)正方形，頂點(diǎn)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)，然后由靜止釋放，粒子將沿著對(duì)角線往復(fù)運(yùn)動(dòng).則粒子從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)能改變量大于機(jī)械能改變量
D.電勢(shì)能先減小后增大
10.一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下沿著軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能隨位移變化的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(
)
A．處的電勢(shì)高于處的電勢(shì)
B．和處的電場(chǎng)強(qiáng)度均為正值
C．處的電場(chǎng)強(qiáng)度小于處的電場(chǎng)強(qiáng)度
D．帶負(fù)電的粒子從處到處電場(chǎng)力做負(fù)功
11.如圖所示，是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)方向平行正方形所在平面。已知三點(diǎn)的電勢(shì)分別為，，，則(
)
A．點(diǎn)的電勢(shì)，場(chǎng)強(qiáng)方向平行方向
B．點(diǎn)的電勢(shì)，場(chǎng)強(qiáng)方向平行方向
C．點(diǎn)的電勢(shì)，場(chǎng)強(qiáng)方向平行方向
D．點(diǎn)的電勢(shì)，場(chǎng)強(qiáng)方向平行方向
12.電場(chǎng)中有兩點(diǎn)，將一帶電量為的點(diǎn)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng)到點(diǎn)，電場(chǎng)力做功，將該電荷放在點(diǎn)，其電勢(shì)能為，則兩點(diǎn)的電勢(shì)差為（
）
A.20V
B.－20V
C.60V
D.－60V
13.如圖所示，點(diǎn)和點(diǎn)固定有兩個(gè)等量同種正點(diǎn)電荷，點(diǎn)為其連線的中點(diǎn)，連線上的兩點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。兩點(diǎn)位于連線的中垂線上，一帶電粒子（重力忽略不計(jì)）以一初速度從點(diǎn)開(kāi)始沿做直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)點(diǎn)時(shí)，速度剛好為0，若規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，下列說(shuō)法正確的是（
）
A.點(diǎn)的電勢(shì)為0
B.兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C.帶電粒子一定帶正電
D.帶電粒子在點(diǎn)的電勢(shì)能小于在點(diǎn)的電勢(shì)能
14.如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的O點(diǎn)出發(fā)，以初速度沿直線做勻變速運(yùn)動(dòng)，直線與水平面的夾角為30°，若小球在初始位置的電勢(shì)能為零，重力加速度為g，且，則下列說(shuō)法正確的是(
)
A.電場(chǎng)方向豎直向上
B.小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g
C.小球最大高度為
D.小球電勢(shì)能的最大值為
15.如圖所示，質(zhì)量為、電荷量為的小球在電場(chǎng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，以初速度沿直線做勻變速運(yùn)動(dòng)，直線與水平面的夾角為30°，若小球在初始位置的電勢(shì)能為零，重力加速度為，則下列說(shuō)法中正確的是（
）
A.電場(chǎng)方向一定豎直向上
B.電場(chǎng)強(qiáng)度E的最小值為
C.如果電場(chǎng)強(qiáng)度為，則小球相對(duì)初始位置的最大高度為
D.如果電場(chǎng)強(qiáng)度為，小球電勢(shì)能的最大值為
16.如圖所示，在平行金屬帶電極板電場(chǎng)中將電荷量為的點(diǎn)電荷從點(diǎn)移到板，電場(chǎng)力做負(fù)功，把該點(diǎn)電荷從點(diǎn)移到板，電場(chǎng)力做正功為，板接地。則：
（1）點(diǎn)的電勢(shì)是多少？
（2）等于多少伏？板的電勢(shì)是多少？
17.如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一電荷量為的負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為，間距離，與水平面的夾角為60°。
（1）負(fù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)能是增加還是減少？增加（減少）了多少？
（2）間電勢(shì)差是多少？
（3）電場(chǎng)強(qiáng)度E是多大？
（4）如果A點(diǎn)的電勢(shì)為，那么B點(diǎn)的電勢(shì)為多大？電荷量為的正電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能是多少？
18.地面上空間存在一方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)在同一豎直線上，在上方,高度差為；一長(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端固定在點(diǎn)，另一端分別系質(zhì)量均為的小球，不帶電，的電荷量為。分別水平拉直細(xì)線釋放小球，小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)剪斷細(xì)線之后，測(cè)得從點(diǎn)到落地所用時(shí)間為，從點(diǎn)到落地所用時(shí)間為2。重力加速度為。求：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；
（2）從點(diǎn)到落地通過(guò)的水平距離。
19.一個(gè)有初速的、電量為為的帶電粒子，在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，克服電場(chǎng)力做了的功。則兩點(diǎn)的電勢(shì)差_______，在此過(guò)程中，電荷的動(dòng)能_________（填“增加”或“減少”）了________。
參考答案
1.答案：C
解析：因無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能為，負(fù)電荷在N點(diǎn)的電勢(shì)能為。由可知，兩點(diǎn)的電勢(shì)，且，故，選項(xiàng)C正確。
2.答案：C
解析：電勢(shì)沿電場(chǎng)的方向降低，A錯(cuò)誤；負(fù)電
荷從M點(diǎn)向N移動(dòng)時(shí)克服電場(chǎng)力做功，電
勢(shì)能增大，故電子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的低，選項(xiàng)C正確；因?yàn)橛梢粭l電場(chǎng)線不
能判斷兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，所以
也不能判斷電子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大小
比在N點(diǎn)的大，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。
3.答案：C
4.答案：D
5.答案：D
解析：A.粒子從A到B，電場(chǎng)力對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)做負(fù)功，因此粒子帶負(fù)電。故A錯(cuò)誤；
B.由于B點(diǎn)的電場(chǎng)線密，所以B點(diǎn)的電場(chǎng)力大，則B點(diǎn)的加速度較大。故B錯(cuò)誤；
C.粒子從A到B，電場(chǎng)力對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)做負(fù)功，電勢(shì)能增加，導(dǎo)致動(dòng)能減少，故C錯(cuò)誤；D正確；
故選：D
6.答案：D
解析：因?yàn)閷㈦姾闪繛榈牧Ｗ樱瑥腁點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢(shì)能減小，所以A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高；同理D點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)的電勢(shì)高；兩點(diǎn)電勢(shì)關(guān)系無(wú)法確定，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不一定沿方向，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.若之間的距離為d，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度取最小值時(shí)必沿方向，此時(shí)有，則，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.M點(diǎn)的電勢(shì)，同理，則若將該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為，選項(xiàng)D正確.
7.答案：D
8.答案：C
解析：如圖所示，取的中點(diǎn)C，則根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知段和段在c點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)均為φ，且，段在a點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)為φ，段在a點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)小于φ，所以且，選項(xiàng)C正確，A、B錯(cuò)誤；從a端射入一個(gè)電子，由分析知電子沿細(xì)管先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
9.答案：D
解析：由兩等量正點(diǎn)電荷連線的中垂線上電場(chǎng)分布可知，與的交點(diǎn)O處場(chǎng)強(qiáng)為0，電場(chǎng)線的方向由此交點(diǎn)沿連線指向兩邊，由于帶負(fù)電的粒子受到的電場(chǎng)力跟電場(chǎng)線的方向相反，所以帶負(fù)電的粒子受到的電場(chǎng)力始終指向的連線與中垂線的交點(diǎn)O，由于該電場(chǎng)是不均勻的，粒子從b到d所受的電場(chǎng)力是變化的，所以加速度是變化的，故A錯(cuò)誤；由兩等量正電荷的電場(chǎng)分布知道，在兩電荷連線的中垂線上的O點(diǎn)的電勢(shì)最高，所以從b到d，電勢(shì)是先增大后減小，故B錯(cuò)誤；從b到d，由于只有電場(chǎng)力對(duì)粒子做功，只有電勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，粒子的電勢(shì)能與機(jī)械能之和守恒，因此，粒子的電勢(shì)能改變量等于機(jī)械能改變量，故C錯(cuò)誤；粒子由b到連線的中點(diǎn)O的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)其做正功，電勢(shì)能減小，由O到d電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功，粒子的電勢(shì)能增大，故D正確.
10.答案：C
解析：A．由圖知，負(fù)電荷在處的電勢(shì)能大于處的電勢(shì)能，據(jù)可得，處的電勢(shì)低于處的電勢(shì)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；
B．由圖知，負(fù)電荷的電勢(shì)能隨的增大而減小，則軸各點(diǎn)的電勢(shì)隨的增大而增大；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，則和處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向均沿軸負(fù)方向，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．據(jù)和場(chǎng)強(qiáng)大小可得則處的電場(chǎng)強(qiáng)度小于處的電場(chǎng)強(qiáng)度，故C項(xiàng)正確；
D．從處到處，負(fù)電荷的電勢(shì)能減小，則從處到處電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
故選C。
11.答案：B
解析：CD.勻強(qiáng)電場(chǎng)中，由公式知沿著任意方向每前進(jìn)相同的距離，電勢(shì)差都相等，故連接連線的中點(diǎn)為，則點(diǎn)的電勢(shì)為；連接，如圖所示：則為一條等勢(shì)線，點(diǎn)在連線上，所以點(diǎn)電勢(shì);故C項(xiàng)，D項(xiàng)均錯(cuò)誤
AB.過(guò)點(diǎn)作出垂直于的有向線段，由高電勢(shì)點(diǎn)直線，如圖中紅線所示，即為電場(chǎng)線，那么場(chǎng)強(qiáng)方向平行方向；故A錯(cuò)誤，B正確
12.答案：D
解析：將一帶電量為的點(diǎn)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移動(dòng)到點(diǎn),電場(chǎng)力做功,則說(shuō)明點(diǎn)的電勢(shì)能為;點(diǎn)的電勢(shì)為：,點(diǎn)的電勢(shì)為：得：，故D正確，ABC錯(cuò)誤。
13.答案：D
解析：點(diǎn)電勢(shì)為中垂線上最高，故點(diǎn)電勢(shì)>0，A錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)疊加可知，兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，故兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不相同，B錯(cuò)誤；從到，只有電場(chǎng)力做功，可知整體電場(chǎng)力對(duì)帶電微粒做負(fù)功，動(dòng)能減小，電勢(shì)能増大，故帶電微粒在點(diǎn)的電勢(shì)能小于點(diǎn)電勢(shì)能，根據(jù)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)可知，帶電微粒在段一定做減速運(yùn)動(dòng)，故電場(chǎng)力方向向下，帶電粒子帶負(fù)電，故D正確C錯(cuò)誤。
14.答案：BD
解析：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象進(jìn)行受力分析如圖所示，因小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等，而合力方向只能與運(yùn)動(dòng)方向共線，所以可知電場(chǎng)力的方向只能如圖所示，與水平方向成夾角，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；故可知小球所受合力大小，所以小球的加速度大小為g，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，故選項(xiàng)B正確；小球的最大位移，故可知其上升的最大高度為，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做的功為，故可知小球的電勢(shì)能增大了，因初始位置電勢(shì)能為零，所以可知到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最大，為，故選項(xiàng)D正確.
15.答案：D
16.答案：(1)把該點(diǎn)電荷從點(diǎn)移到板,電場(chǎng)力做正功為，
根據(jù)可得：
∵,
板接地,
∴
(2)點(diǎn)電荷從點(diǎn)移到板,電場(chǎng)力做負(fù)功，
根據(jù)可得：,
板接地,
∴
17.答案：（1）減少；
（2）8
V
（3）4
V/m
（4）4
V；
解析：解：（1）負(fù)點(diǎn)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B，電場(chǎng)力做正功，則負(fù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)能減少，減少了。
（2）間電勢(shì)差
則
（3）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度
（4）因，則
電荷量為的正電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能為
18.答案：（1）設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為，從點(diǎn)到落地運(yùn)動(dòng)的加速度為，有
解得：
（2）設(shè)在點(diǎn)的速度為，從點(diǎn)到落地通過(guò)的水平距離為，則
解得：
19.答案：；減少；

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