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(重庆专用)2018年高考物理一轮训练(12)及详细解析

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(重庆专用)2018      年高考物理一轮训练(12)及详细解析
一、选择题
1、  (2017·肇庆二模)如图(a)所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷。t=0                        时,甲静
止,乙以    6 m/s 的初速度向甲运动。此后,它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个

运动过程中没有接触),它们运动的              v ­t 图像分别如图(b)中甲、乙两曲线所示。则由图线可
知(  )


    A.两点电荷的电性一定相同

    B.t3 时刻两点电荷的电势能最大

    C.0~t2  时间内,两点电荷间的静电力先增大后减小

    D.0~t3  时间内,甲的动能一直增大,乙的动能一直减小
    解析:选    AC 由题图(b)可知,刚开始乙做减速运动,甲做初速度为                      0 的加速运动,

两点电荷间存在库仑斥力,则两点电荷的电性一定相同,选项                          A 正确;在    t1 时刻,甲、乙
共速,两点电荷间的距离最小,故在间距减小的过程中,点电荷始终克服静电力做功,以
后点电荷间的距离逐渐增大,静电力做正功,故间距最小时的电势能最大,选项                                  B 错误;

t2 时刻,乙静止,在       0~t2 时间内,两点电荷的间距先减小后增大,故两点电荷间的静电力

先增大后减小,选项         C 正确;0~t3   时间内,甲的速度一直增大,故它的动能一直增大,而
乙的速度先减小后增大,故它的动能先减小后增大,选项                        D 错误。

2、  (多选)(2015·海南高考)如图,两电荷量分别为              Q(Q>0)和-Q    的点电
荷对称地放置在       x 轴上原点    O 的两侧,a    点位于   x 轴上  O 点与点电荷
Q 之间,b   点位于    y 轴 O 点上方。取无穷远处的电势为零,下列说法正
确的是(  )
    A.b  点的电势为零,电场强度也为零
    B.正的试探电荷在        a 点的电势能大于零,所受电场力方向向右
    C.将正的试探电荷从         O 点移到    a 点,必须克服电场力做功
    D.将同一正的试探电荷先后从             O、b  点移到   a 点,后者电势能的变化较大
    [思路点拨] 解答本题应把握以下三点:
    (1)电势与场强无关。
    (2)正电荷在电势高的地方电势能大,在电势低的地方电势能小。
    (3)等量异种点电荷连线的垂直平分线为等势线。
    [解析] 因为等量异种点电荷在其连线的中垂线上的电场方向沿                         x 轴正方向,所以电
场方向与中垂线方向垂直,故中垂线为等势线,因为中垂线延伸到无穷远处,所以中垂线
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的电势为零,故       b 点的电势为零,但是电场强度不为零,A                 错误;等量异种点电荷连线上,
电场方向由正电荷指向负电荷,方向水平向右,在中点                       O 处电势为零,O       点左侧电势为正,
右侧电势为负,又知道正电荷在正电势处电势能为正,故                        B 正确;O    点的电势低于      a 点的
电势,将正电荷从        O 点移到   a 点,电场力做负功,所以必须克服电场力做功,C                    正确;
O 点和  b 点的电势相等,所以先后从            O、b  点移到   a 点,电场力做功相等,电势能变化相
同,D   错误。

    [答案] BC
    [易错提醒]
    (1)电势降低的方向不一定为电场方向,只有电势降落最快的方向才为电场的方向。
    (2)电场力做功只与初、末位置的电势差有关,与零电势点的选择无关。
    (3)电势、电势能具有相对性,要确定电场中某点的电势或电荷在电场中某点具有的电
势能必须选取零电势点或零势能位置,但电势能的变化和电势差具有绝对性,与零势能位
置、零电势点的选取无关。  

3、  (多选)(2017·扬州模拟)两块竖直放置的带电平行金属板                  A、B  间放一金属小球后,电
场线如图所示,M、N         为电场中的两点,下列判断中正确的是(  )
    A.M   点处的电场强度大于         N 点处的电场强度
    B.M   点处的电势高于       N 点处的电势
    C.将正检验电荷从        M  点移到   N 点,电场力做正功
    D.将负检验电荷从         M 点移到   N 点,该电荷的电势能减小
解析:选    ABD 电场线的疏密表示电场强度的大小,由题图知                     M  点处的电场强度大于
N 点处的电场强度,A         正确;沿电场线的方向电势逐渐降低,M                 点处的电势高于       N 点处的
电势,B    正确;将正检验电荷从          M 点移到   N 点,电场力做负功,C         错误;将负检验电荷
从  M 点移到   N 点,电场力做正功,该电荷的电势能减小,D                   正确。
    4.(2017·江苏二模)如图所示,电源为恒流电源(能始终提供恒

定的电流),R0     为定值电阻,电流表和电压表均为理想电表,移动
滑动变阻器     R 的滑片,则下列表示电压表示数              U 和电路总功率
P 随电流表示数      I 变化的关系图线中,正确的是(  )


    解析:选    D 设恒流电源提供的电流为            I0,则通过    R0 的电流为:IR0=I0-I。则电压表

示数为:U=IR0R0=(I0-I)R0=-IR0+I0R0。I0       和 R0 是定值,则根据数学知识可知            U I 图

像是不过原点的倾斜的直线,故              A、B  错误;电路总功率为:P=UI0=(I0-I)R0I0=-

         2
R0I0I+R0I0 ,I0 和 R0 是定值,可知    P I 图像是向下倾斜的直线,故            C 错误,D   正确。
    5.如图所示电路中,电源电动势为             E,内阻为     r,当滑动变阻器
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的滑动触头     P 向上移动时,电压表的示数            U 和电流表的示数       I 的变化情况是(  )
    A.U  变大,I   变大                     B.U  变小,I   变小
    C.U  变大,I   变小                     D.U  变小,I   变大
    解析:选    C 当滑动变阻器的滑动触头            P 向上移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增

大,外电路的总电阻增大,根据欧姆定律分析得知,干路电流                          I 干减小。电压表的读数         U=

E-I 干(r+R1),I  干减小,U    变大。滑动变阻器与         R3 并联部分电压为      U 并=E-I  干(r+R1+

R2),I 干减小,U    并增大,电阻     R3 的电流   I3 增大。电流表的读数        I=I 干-I3,I 干减小,I3   增
大,则   I 变小,所以     U 变大,I   变小。故    C 正确,A、B、D      错误。

    6、(2017·宿迁三模)如图所示,四个相同的小球               A、B、C、D,其中        A、B、C   位于同
一高度   h 处,A   做自由落体运动,B        沿光滑斜面由静止滑下,C           做平抛运动,D       从地面开
始做斜抛运动,其运动的最大高度也为                 h。在每个小球落地的瞬间,其重力的功率分别为

PA、PB、PC、PD。下列关系式正确的是(  )


    A.PA=PB=PC=PD                      B.PA=PC>PB=PD

    C.PA=PC=PD>PB                      D.PA>PC=PD>PB
    解析:选    C A  做自由落体运动,C        做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,故                   A、

C 落地时竖直方向的速度大小相同,故落地时的功率                     P=mgv  相同,D    做斜抛运动,到达
最高点跟    A 下落时的高度相同,故落地时竖直方向的速度跟                     A 落地时的速度大小相同,故
功率相同,B      沿斜面下滑,下滑到斜面底端的速度跟                A 落地时的速度大小相同,但速度方
向与重力方向成一定的夹角,故功率小于                  A 的功率,故     C 正确。

    7、(2017·南通模拟)某校高三学生体能检测中,有着班级“最标准身材”美誉的小明同
学在半分钟内完成了         10 次引体向上,则这次检测中小明克服重力做功的平均功率大约为
(g 取 10 m/s2)(  )
    A.50 W                             B.100 W
    C.200 W                            D.500 W
    解析:选    B 高三同学体重大约为          60 kg,引体向上时重心向上运动的位移大约为                 0.5 
                                  10mgh  10 × 60 × 10 × 0.5
m,则克服重力做功的平均功率为:P=                  t  =       30       W=100 W,故    B 正确。
    二、非选择题

    1.如图,真空中      xOy 平面直角坐标系上的        ABC  三点构成等
边三角形,边长       L=2.0 m。若将电荷量均为         q=+2.0×10-6 
C 的两点电荷分别固定在          A、B  点,已知静电力常量         k=9.0×109 
N·m2/C2,求:
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    (1)两点电荷间的库仑力大小;
    (2)C 点的电场强度的大小和方向。
                                                                 q2
    解析:(1)根据库仑定律,A、B           两点处的点电荷间的库仑力大小为               F=kL2
    解得  F=9.0×10-3 N。
                                                            q

    (2)A、B 两点处的点电荷在        C 点产生的场强大小相等,均为             E1=kL2

    A、B  两点处的点电荷形成的电场在             C 点的合场强大小为        E=2E1cos 30°
    解得  E=7.8×103 N/C
    场强  E 的方向沿    y 轴正方向。

    答案:(1)9.0×10-3 N

    (2)7.8×103 N/C 方向沿   y 轴正方向

                    十二、引用力学知识,激活电学思维(二)——电场能的性质 
    [抓牢解题本源]
    一、电场力做功的两种计算方法

    1.W=qEd,适用于匀强电场。

    2.WAB=qUAB,适用于任何电场。
    二、电势高低的三种判断方法
判断依据               判断方法
电场线
                   沿电场线方向电势逐渐降低
方向
场源电荷               取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负
的正负                值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低
                            WAB
电场力
                   根据  UAB=   q  ,将  WAB、q  的正负号代入,由        UAB 的正负判断
做功
                   φA、φB 的高低

    三、电荷电势能大小判断的“四法”
判断角度           判断方法
做功
               电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大
判断法
电荷             正电荷在电势越高的地方电势能越大,负电荷在电势越低的地方电势能
电势法            越大
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台


               由  Ep=qφp,将   q、φp 的大小、正负号一起代入公式,根据               Ep 数值可作如

公式法            下判断:若     Ep 为正值,其绝对值越大,表示电势能越大;若                   Ep 为负值,
               其绝对值越小,表示电势能越大
               在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,两种
能量
               能量之和不变,所以电荷动能增加,则其电势能减小;反之,其电势能
守恒法
               增大

    四、电势差的三种表达式

    Error!适用于任何电场。
    3.U=Ed,适用于匀强电场。
    2、(2017·徐州模拟)如图所示,水平轨道左端固定一轻质弹簧,右端与半径为                            R 的光
滑半圆轨道     BCD  相切,半圆的直径        BD 竖直,轻质弹簧无形变时右端位于               O 点,物块(与

弹簧不拴接)在外力作用下压缩弹簧至不同长度时释放,脱离弹簧时将获得不同的动能                                   Ek,

已知物块质量为       m,与水平轨道间的动摩擦因数为              μ,OB=l1,重力加速度为         g,不计空
气阻力,物块可看成质点。


    (1)若弹簧的劲度系数为        k,当弹簧被压缩至        A 点且   OA=l2 时,弹簧的弹力为多大?
    (2)物块在从    A 点被释放运动到       O 点的过程中,加速度大小和速度大小如何变化?

    (3)要使物块在半圆轨道        BCD  上运动时不与轨道脱离,则物块在              O 点的动能     Ek 应满足
什么条件?

    解析:(1)根据胡克定律知弹簧弹力             F=kx=kl2。
    (2)物块在从    A 点被释放运动到       O 点的过程中,物块受到向右的弹簧弹力和向左的滑
动摩擦力,弹簧弹力越来越小,所以加速度越来越小,又加速度和速度同向,所以速度越
来越大,即做加速度逐渐减小的加速运动。
    (3)物块在半圆轨道      BCD  上运动时不与轨道脱离,则有两种情况:
    ①能通过最高点,则临界状态是在最高点物块对轨道的压力为                          0,
                                                                  v2
    设物块在最高点       D 时的速度为     v,对最高点临界状态受力分析有:mg=m                 R ,
    解得:v=     gR
    对物块从    O 到  D 由动能定理得:
                   1

                       2
    -μmgl1-2mgR=2mv     -Ek
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                    5

    解得:Ek=μmgl1+2mgR。
                                                                 5

    所以要使物块在半圆轨道           BCD 上运动时不与轨道脱离,则            Ek≥μmgl1+2mgR。
    ②在半圆轨道       BCD 上滑的高度不超过        C 点所在高度,临界状态为到达             C 点速度刚好
为  0,
    对物块从    O 到  C 由动能定理得:

    -μmgl1-mgR=-Ek

    解得:Ek=μmgl1+mgR

    又因为物块要能到达半圆轨道             BCD 上运动,所以      Ek>μmgl1

    所以要使物块在半圆轨道           BCD 上运动时不与轨道脱离,则            μmgl1<Ek≤μmgl1+mgR。

    答案:(1)kl2 (2)加速度逐渐减小的加速运动 速度越来越大 (3)Ek≥μmgl1+
5

2mgR 或  μmgl1<Ek≤μmgl1+mgR
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