专题三 第2讲

专题三地球上的大气第二讲大气环流与气候五年高考考点1大气环流(2022广东，9,3分)某研究统计了50°N 以北地区1979 —2016年发生的所有气旋，并将中心气压值最低的前5%的气旋定义为超强气旋。

下图示意该地区1979—2016年超强气旋总频数空间分布。

据此完成下题。

频数(次)=20~40 —40~80 —80~120 =120~160 —160~2001.影响图中北大西洋地区超强气旋生成的气压带、风带主要是( )①副极地低气压带②副热带高气压带③极地东风带④盛行西风带⑤东北信风带A.①③④B.①③⑤C.②③④D.②④⑤答案 A(202 1浙江 1 月选考，11—12, 4分)下图为非洲西部局部大气环流示意图。

完成下面两题。

2.图中( ) 蔬甲垂真气流水平气流乙章jmA.甲风带的风向有明显季节变化B.乙气流因受动力因素影响而上升C.丙风向形成受地转偏向力影响D.丁风带为大陆西岸带来充足水汽答案 C3.图示季节，最可能出现的现象有( )A. 北印度洋的洋流呈逆时针流动B.黄河中游含沙量明显增加C. 北半球副极地低气压带被切断D.地中海沿岸地区温和多雨答案 B(2020 浙江1月选考，10,2分)下图为雅鲁藏布江流域示意图。

完成下题。

4.甲山地位于亚热带地区，但其南坡1100米以下分布着热带季雨林，原因是( )A.夏季受印度低压控制B.常年受盛行西风影响C.夏季受西南季风影响D.常年受副热带高压控制答案 C(2020浙江1月选考，25,3分)海陆间常常存在气温差异。

T1、T₂分别为亚欧大陆东、西海岸海陆间平均气温差(T1、T2取绝对值)。

下图分别为1月和7月△T 沿经向分布折线图(图中△T 为T₁与T₂差的绝对值)。

完成下题。

1月5.1 月亚欧大陆45°N 以北，△T 较大的主要原因是①亚洲低压与大洋副热带高压形成热力差异②北大西洋暖流增加西部海岸温度③大陆中部高原的存在缩小了东西沿岸温差④季风影响了东部陆地与海洋间温差A.①②B.①③C.②④D.③④答案 C7月( )(2020 江苏单科，8,2 分)选择大洋航线时，应在确保航行安全的前提下，充分考虑气象、海况条件和岛礁等 因素，尽可能沿地球表面大圆(以地心为圆心过地表两点的圆)航行。

一、电势差1．概念：电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功W AB 与电荷量q 的比值，即U AB ＝ .2．物理意义：电场中A 、B 两点间的电势差在数值上等于 由A 点移动到B 点时电场力所做的功．3．电压：指电势差的 ．4．影响因素：电势差U AB 与电场力做功W AB 无关，与电荷所带电荷量q 无关．它是由 决定的，与初、末位置有关，与零电势点的选取无关．5．匀强电场中电势差与场强的关系：U ＝ ，其中d 为沿场强方向上的距离． [特别提醒] 电势差是标量，没有方向但有正负之分，U AB ＝－U BA . 二、电势和等势面1．电势(1)定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷从该点移到参考点(零电势点)时 所做的功．(2)定义式：令φB ＝0，则φA ＝U AB . (3)性质：标量，没有方向但是有 ，其正(负)号表示该点电势比零电势点高(低)．(4)电势与电势差的关系：U AB ＝φA －φB ＝- U BA若U AB >0，即φA >φB ，表示A 点电势φA B 点电势φB ；若U AB <0，即φA <φB ，表示A 点电势φA B 点电势φB .2．等势面 (1)定义：电场中电势 的各点构成的面叫做等势面．(2)特点：①等势面一定与电场线 ，即跟场强的方向 ． ②在 上移动电荷时电场力不做功． ③电场线总是从 的等势面指向 的等势面． ④等差等势面越密的地方电场强度 ，反之 ．(3)几种常见的典型电场的等势面[特别提醒](1)电势φ与场强E 是描述电场的两个不同角度，二者间无直接必然联系．(2)沿电场线方向，电势降低，反之则不一定，只有电势降落最快的方向才是电场强度的方向． 三、电势能1．定义：电荷在电场中具有的能．2．特点：电势能是相对的，与零电势的选取有关，电势能是标量，但有 之分．3．电场力做功的特点(1)电场力做功与电荷移动的路径 ，只取决于初、末位置间的电势差和电荷所带的电荷量．(2)电场力做功和电势能改变的关系：电场力做正功时，电荷的电势能 ；电场力做负功时，电荷的电势能增加．电场力做功的多少 电势能的变化量．[特别提醒]电势φ、电势能E p 都具有相对性，与零电势点的选取有关．电势差U 、电场力做功W 则无相对性，与零电势点的选取无关．1.在静电场中，将一电子从A 点移到B 点，静电力做了正功，则 ( )A ．电场强度的方向一定是由A 点指向B 点 B ．电场强度的方向一定是由B 点指向A 点C ．电子在A 点的电势能一定比在B 点高D ．电子在B 点的电势能一定比在A 点高2．下列关于匀强电场中场强和电势差关系的说法，正确的是 ( )A ．在相同距离上，电势差大的其场强也必定大B ．任意两点的电势差等于场强和这两点间距离的 乘积C ．沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定 相等D ．电势降低的方向，必定是电场强度的方向 3．如图所示，曲线表示电场中关于x 轴对称的等势面，在x 轴上有a 、b两点，则 ( )A．a点的场强小于b点的场强B．a点的场强等于b点的场强C．a点的场强大于b点的场强D．a点的场强方向与x轴同向4．(2010·广东高考)如图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是()A．a点的电势高于b点的电势B．该点电荷带负电C．a点和b点电场强度的方向相同D．a点的电场强度大于b点的电场强度5．有一带电荷量q＝－3×10－6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4J，从B点移到C点时电场力做功9×10－4 J．求：(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？(2)如取B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？四、静电现象1．静电感应把金属导体放在外电场E中，导体内的自由电子由于受力作用而重新分布的现象叫做静电感应．2．静电平衡(1)发生静电感应的导体在自由电子停止时的状态称为静电平衡状态．(2)静电平衡中的导体为等势体，其表面为等势面．3．静电屏蔽在静电屏蔽现象中，金属网罩可以使罩内不受外界的影响．如果把金属罩还可以使罩内的带电体对外界不发生影响．6. 将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，则下列说法正确的是()A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置都不变[例1](2010·山东高考)某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是()A．c点场强大于b点场强B．a点电势高于b点电势C．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D．若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小[归纳领悟]1．比较电势高低的几种方法(1)沿电场线方向，电势越来越低，电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面．(2)判断出UAB的正负，再由UAB＝φA－φB比较φA、φB的大小．若UAB>0，则φA>φB；若UAB<0，则φA<φB.2．电势能大小的判断方法(1)场源电荷判断法①离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小．②离场源负电荷越近，试探正电荷的电势能越小，试探负电荷的电势能越大．(2)电场线判断法①正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小，逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大．②负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小．(3)做功判断法电场力做正功，电荷(无论是正电荷还是负电荷)从电势能较大的地方移向电势能较小的地方．反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方．[题组突破]1．如图所示，M、N为某条电场线上的两点，在电场线上的O点由静止释放一带负电的电荷，发现它沿电场线向右运动，先后经过M、N两点，不计电荷重力，下列说法一定正确的是()A．M、N两点的电势φM>φNB．电荷的加速度a M>a NC．电荷的电势能E p M>E p ND．电荷的动能E k M>E k N2．如图所示，真空中等量异种点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是()A．a点场强与c点场强一定相同B．a点电势一定小于c点电势C．负电荷在c点电势能一定大于在a点电势能D．正电荷从d点移到b点电场力不做功[例2]如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷只在电场力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV时，它的动能应为()A、8 evB、13 evC、20 evD、34 ev[归纳领悟]解决这类问题常用到的功能关系有：(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化．(4)所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化．[题组突破]3．一带电小球从空中的M点运动到N点，分别受到重力、空气阻力和电场力作用，运动过程中电场力对小球做功14 J，小球克服空气阻力做功4 J，小球的动能增加了8 J，则下列说法正确的是()A．小球在M点的重力势能比在N点多2 JB．小球在M点的机械能比在N点多4 JC．小球在M点的机械能比在N点多10 JD．小球在M点的电势能比在N点多14 J4．如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是()A．粒子在三点所受的电场力不相等B．粒子必先过a，再到b，然后到cC．粒子在三点所具有的动能大小关系为E k b>E k a>E k cD．粒子在三点的电势能大小关系为E p c<E p a<E p b[例3] 如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m，带电荷量为－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q≪Q,AB＝h，小球滑到B点时速度大小为3gh.求：(1)小球从A到B过程中电场力做的功；(2)A、C两点的电势差．[归纳领悟]常用的电场力做功的计算方法1．由公式W＝Fs cosθ计算，此公式只适用于匀强电场．可变形为W＝qEd(d＝s cosθ)，式中d为电荷初、末位置在电场方向上的位移．2．由公式W＝qU计算时有两种方法：(1)三个量都取绝对值，先计算出功的数值，然后再根据电场力的方向与电荷移动位移方向间的夹角确定是电场力做功，还是克服电场力做功．(2)代入符号，将公式写成W AB＝qU AB，特别是在比较A、B两点电势高低时更为方便：先计算U AB＝W AB/q，若U AB>0，即φA－φB>0，则φA>φB；若U AB<0，即φA－φB<0，则φA<φB.3．由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔE k.4．由电势能变化计算：W＝－ΔE p.[题组突破]5．匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1 m，D为AB的中点，如图所示，已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14 V、6 V和2 V．设场强大小为E，一电量为1×10－6 C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W，则()A．W＝8×10－6 J E>8 V/mB．W＝6×10－6 J E>6 V/mC．W＝8×10－6 J E≤8 V/mD．W＝6×10－6 J E≤6 V/m匀强电场中U＝Ed的应用在匀强电场中画一条直线(与电场线不垂直)，在直线上距离相等的两点间的电势差相等；在电场中找出相等电势的两点，作出一条等势线(或等势面)，根据电场线与等势线(等势面)垂直，画出一条电场线，从而结合U＝Ed求出匀强电场的场强及电场中某点的电势．[示例]如图所示，匀强电场中有a 、b 、c 三点，在以它们为顶点的三角形中，∠a ＝30°、∠c ＝90°.电场方向与三角形所在平面平行，已知a 、b 和c 点的电势分别为(4－3) V ，(4＋3) V 和4 V ，则该三角形的外接圆上最高电势为( ) A ．(6＋3) V B ．(4＋3)V C ．(6＋433) V D ．6 V1．如图所示，a ，b ，c 是匀强电场中的三个点，各点电势φa ＝10 V ，φb ＝2 V ，φc ＝6 V ，a 、b 、c 三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是( )2．如图2所示的同心圆是电场中的一簇等势面，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A 向C 运动时的速度越来越小，B 为线段AC 的中点，则有( ) A ．电子沿AC 运动时受到的电场 力越来越小B ．电子沿AC 运动时它具有的 电势能越来越大 C ．电势φA >φB >φCD ．电势差U AB ＝U BC3．如图3所示，带电体＋Q 靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理 量中等于零的是( )A ．导体腔内任意点的场强B ．导体腔内任意点的电势C ．导体外表面的电荷量D ．导体空腔内表面的电荷量4．如图所示，a 、b 带等量异种电荷，M 、N 是a 、b 连线的中垂线，现有一个带电粒子从M 点以一定的初速度v 0射出，开始一段轨迹如图4实线所示，不考虑粒子重力，则在飞越该电场的过程中( )A ．该粒子带负电B ．该粒子的动能先减小后增大C ．该粒子的电势能先增大后减小D ．该粒子运动到无穷远处，速度大小一定仍为v 05．如图5所示，实线为电场线，虚线为带电粒子(不计重力)的运动轨迹，电场中A 、B 两点的电势分别为φA 、φB ，粒子在A 、B 两点的速度大小分别为v A 、v B ，加速度大小分别为a A 、b B ，电势能分别为E p A 、E p B ，则下列关系中正确的是( ) A ．φA >φ B B ．v A >v BC ．a A >a BD ．E p A <E p B6．如图7所示匀强电场E 的区域内，在O 点处放置一点电荷＋Q ，a 、b 、c 、d 、e 、f 为以O 点为球心的球面上的点，aecf 平面与电场线平行，bedf 平面与电场线垂直，则下列说法中正确的是( ) A ．b 、d 两点的电场强度相同B ．a 点的电势等于f 点的电势C ．点电荷＋q 在球面上任意两点之间移动时，电场力一定做功D ．将点电荷＋q 在球面上任意两点之间移动，从球面上a 点移动到c 点的电势能变化量最大7.图8中A 、B 、C 、D 是匀强电场中一正方形的四个顶点．已知A 、B 、C 三点的电势分别为φA ＝15 V ，φB ＝3 V ，φ C ＝－3 V ，由此可得D 点电势φD 为( ) A ．15 V B ．3 VC ．9 VD ．6 V8．如图所示，竖直放置的劲度系数为k 的轻质弹簧，上端与质量为m 的小球连接，下端与放在水平桌面上的质量为M 的绝缘物块相连，小球与弹簧绝缘，小球带正电，带电荷量为q ，物块、弹簧和小球组成的系统处于静止状态．现突然加上一个竖直向上，大小为E 的匀强电场，某时刻物块对水平面的压力为零，则从加上匀强电场到物块对水平面的压力为零的过程中，小球电势能改变量的大小为( )A.qE (M ＋m )k gB.qE (M －m )kgC.qEMg kD.qEmgk9．如图11所示，两个平行金属板AB 中间为一匀强电场，AB 相距10 cm ，C 、D 为电场中的两点，CD ＝8 cm ，CD 连线和电场方向成60°角，C 点到A板的距离为2 cm ，已知质子从C 点移到D 点，电场力做功为3.2×10－17J ．求：(1)匀强电场的电场强度；(2)AB 两板间的电势差；(3)若将A板接地，则C、D两点的电势各为多大？10．如图所示，水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板，轨道所在空间存在E＝4.0×102N/C、水平向左的匀强电场．一个质量m＝0.10 kg、带电荷量q＝5.0×10－5C的滑块(可视为质点)，从轨道上与挡板相距x1＝0.20 m的P点由静止释放，滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动．当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动，运动到与挡板相距x2＝0.10 m的Q点，滑块第一次速度减为零．若滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变，求：(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小；(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功；(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能．。