《【名師伴你行】高考二輪復(fù)習(xí)物理第二部分 考前保溫訓(xùn)練4 電場(chǎng)和帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【名師伴你行】高考二輪復(fù)習(xí)物理第二部分 考前保溫訓(xùn)練4 電場(chǎng)和帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(12頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
考前保溫訓(xùn)練(四)
電場(chǎng)和帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
(限時(shí)30分鐘)
1.如圖所示,電荷量為+q和-q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn),正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有( )
A.體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)
B.體中心和各邊中點(diǎn)
C.各面中心和各邊中點(diǎn)
D.體中心和各面中心
答案:D
解析:根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=及正方體的對(duì)稱性可知正方體內(nèi)中心點(diǎn)及各面的中心點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為零,故答案為D.
2.(多選)關(guān)于靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì),下列說法正確的是( )
A.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向處處與等電勢(shì)面垂直
B.電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方,電勢(shì)也為零
C.隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的大小逐漸減小,電勢(shì)也逐漸
2、降低
D.任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢(shì)降落最快的方向
答案:AD
解析:電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)為零的位置是絕對(duì)的,而電勢(shì)為零的位置是人為選取的;再者場(chǎng)強(qiáng)的大小表征著電勢(shì)隨空間的變化率,而與電勢(shì)的大小無關(guān),故B錯(cuò)誤.由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,可知電勢(shì)的升降取決于場(chǎng)強(qiáng)的方向而與場(chǎng)強(qiáng)的大小無關(guān),故C錯(cuò)誤.
3.(多選)如圖所示,豎直放置的平行板電容器的極板A與靜電計(jì)G相連,極板B與靜電計(jì)G的金屬外殼均接地,閉合開關(guān)S給電容器充電后,靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度,下述做法可使指針張角增大的是( )
A.保持S閉合,使A、B兩板靠近一些
B.保持S閉合,使A、B兩板正對(duì)面積錯(cuò)開一些
C.?dāng)嚅_S后,使
3、B板向右平移拉開一些
D.?dāng)嚅_S后,使A、B正對(duì)面積錯(cuò)開一些
答案:CD
解析:題圖中靜電計(jì)的金屬球接電源正極,外殼和極板B均接地,靜電計(jì)顯示的是A、B兩極板間的電壓,指針張角越大,表示兩板間的電壓越高.保持S閉合,則A、B兩極與電源兩極相連,板間電壓等于電源電壓不變,靜電計(jì)指針張角不變,A、B兩項(xiàng)都不正確;斷開S后,板間距離增大,正對(duì)面積減小,都將使A、B兩板間的電容變小,而電容器電荷量不變,由C=可知,板間電壓U增大,從而靜電計(jì)指針張角增大,C、D正確.
4.(多選)如圖所示,A、B是帶有同種電荷的兩小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),兩球所帶電荷量不等,A球用輕細(xì)線懸掛于O點(diǎn),B球被固定在O點(diǎn)正
4、下方的B點(diǎn),A球在力的作用下,偏離B球d1的距離靜止(即圖中A、B兩球間的距離為d1).隨著時(shí)間的推移,兩球均出現(xiàn)漏電現(xiàn)象,A、B兩球的帶電荷量分別變?yōu)樵瓉淼暮停珹、B兩球間的距離變?yōu)閐2,則d1∶d2為( )
A.2∶3 B.3∶2
C.2∶3 D.3∶2
答案:B
解析:對(duì)A球進(jìn)行受力分析如圖所示,設(shè)A球的重力為G,漏電前后A、B的帶電荷量分別為QA、QB,QA′、QB′,A、B兩球間的作用力分別為F、F′,則有QA′=QA,QB′=QB,F(xiàn)=k,F(xiàn)′=k,式中k為靜電力常量;設(shè)O、B兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)1,由相似三角形法有=,=,即=,聯(lián)立解得d1∶d2=3∶2.故
5、選B.
5.(多選)如圖所示,在兩等量異種點(diǎn)電荷連線上有c、O、f三點(diǎn),虛線M、L、K是分別過c、O、f三點(diǎn)的等差等勢(shì)面,一不計(jì)重力帶負(fù)電粒子從a點(diǎn)射入電場(chǎng),只在電場(chǎng)力作用下沿abcde運(yùn)動(dòng),軌跡如圖中實(shí)線所示,下列說法中正確是( )
A.電勢(shì)φK<φL<φM
B.場(chǎng)強(qiáng)Ea
6、強(qiáng)大小相等,但方向不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;帶負(fù)電粒子在較低等勢(shì)面電勢(shì)能較大,c點(diǎn)電勢(shì)低于e點(diǎn)電勢(shì),選項(xiàng)D正確.
6.(多選)在x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度E與x的關(guān)系如圖所示,O為坐標(biāo)原點(diǎn),a、b、c為x軸上的點(diǎn),a、c之間的距離為d,a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E0,則下列說法中正確的是( )
A.φb>φa=φc>φO
B.φO>φa>φb>φc
C.將質(zhì)子從a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功大于eE0d
D.將質(zhì)子從a點(diǎn)移到c點(diǎn),質(zhì)子的電勢(shì)能增加
答案:BC
解析:在E-x圖象中,圖象與x軸所圍面積表示電勢(shì)差,由圖可以看出x軸上Oc段與圖線所圍面積大于ac段與圖線所圍面積,ac段與圖線所圍面積大于
7、bc段與圖線所圍面積,即UOc>Uac>Ubc>0,所以φO>φa>φb>φc,故B正確,A錯(cuò)誤;ac段與圖線所圍面積大于E0d,即Uac>E0d,所以將質(zhì)子從a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功大于eE0d,故C正確;將質(zhì)子從a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,質(zhì)子的電勢(shì)能減少,D錯(cuò)誤.
7.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0 V,點(diǎn)A處的電勢(shì)為6 V,點(diǎn)B處的電勢(shì)為3 V,則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為( )
A.200 V/m B.200 V/m
C.100 V/m D.100 V/m
答案:A
解析:設(shè)OA中點(diǎn)為C,由=可得C點(diǎn)的電勢(shì)φC=
8、3 V,φC=φB,即B、C在同一等勢(shì)面上,如圖,由電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系和幾何關(guān)系知:d= 1.5 cm.則E== V/m=200 V/m,A正確.
8.(多選)如圖所示,電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b、c三點(diǎn),三點(diǎn)的連線恰好組成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正三角形.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(重力不計(jì))以速度v0從a點(diǎn)射入電場(chǎng),入射方向與b、c兩點(diǎn)的連線垂直,一段時(shí)間后帶電小球經(jīng)過c點(diǎn).則下列判斷正確的是( )
A.帶電小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的時(shí)間為
B.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為
C.帶電小球到達(dá)c點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為mv
D.b、c兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為
答案:AB
解析:
9、在豎直方向上小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí),由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得t=,選項(xiàng)A正確;小球在水平方向上運(yùn)動(dòng)的距離為,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有=,代入數(shù)據(jù)可解得E=,選項(xiàng)B正確;由動(dòng)能定理可得Ekc=qE·+mv=mv,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由電勢(shì)差公式可知Ubc=E·l=,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
9.如圖所示,兩平行金屬板之間有一勻強(qiáng)電場(chǎng),金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng),一帶電粒子以速度v0垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向沿上極板邊緣射入勻強(qiáng)電場(chǎng),剛好貼下極板邊緣飛出,如果帶電粒子以某一垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向的初速度v1沿上極板邊緣射入電場(chǎng)并能從其中射出,當(dāng)它的豎直位移等于板間距d時(shí),它的水平射程為2L(軌跡未畫出).則粒子進(jìn)入電場(chǎng)的初速度v1等于( )
10、A.v0 B.v0
C.v0 D.2v0
答案:C
解析:設(shè)粒子在電場(chǎng)中的加速度為a.第一次,粒子恰好從下極板的邊緣飛出,粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),有L=v0t,d=at2,解得v0=L.第二次,設(shè)粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的豎直位移為y1,所用時(shí)間為t1,飛出電場(chǎng)后的豎直位移為y2,所用時(shí)間為t2,則y1=at,L=v1t1,y2=at1·t2,L=v1t2,解得v1=L=v0,故C正確.
10.如圖所示,x軸上方有寬為L(zhǎng)、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為m(重力不計(jì))、帶電荷量為q(q>0)的粒子從y軸上的A點(diǎn)以初速度v0沿y軸負(fù)方向射入電場(chǎng),粒子從x軸上的B點(diǎn)沿與x軸正方向成37
11、°角的方向射出電場(chǎng),并打在x軸下方的接收屏上C點(diǎn)(沒畫出),已知粒子從B到C的運(yùn)行時(shí)間與粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間相同,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.
(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?
(2)求粒子接收屏上C點(diǎn)到y(tǒng)軸的水平距離;
(3)若粒子是質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的液滴,重力加速度為g,若要求液滴也能通過B點(diǎn),則液滴的初速度應(yīng)為多少?
答案:(1) (2)2L (3)v0-
解析:(1)粒子從A到B做類平拋運(yùn)動(dòng),由類平拋規(guī)律知
L=v0t,vx=t,OB=t,vB=
在B點(diǎn)有tan 37°=,即vx=v0
聯(lián)立得E=,OB=L,vB=v0.
(2)粒
12、子從B到C做勻速直線運(yùn)動(dòng),由題意知BC=vBt=L
所以接收屏上C點(diǎn)到y(tǒng)軸的水平距離s=OB+BC·cos 37°=2L.
(3)若粒子變?yōu)橐旱?,設(shè)液滴的初速度為v,則液滴沿y軸做初速度為v的勻加速直線運(yùn)動(dòng),沿x軸做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),因水平方向各量均沒變,所以液滴的運(yùn)行時(shí)間仍為t,則L=vt+gt2,代入t值得v=v0-.
11.如圖所示,區(qū)域Ⅰ內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng);區(qū)域Ⅱ中有一光滑絕緣圓弧軌道,軌道半徑為R=,軌道在A點(diǎn)的切線與水平方向成60°角,在B點(diǎn)的切線與豎直線CD垂直;在Ⅲ區(qū)域內(nèi)有一寬為d的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知,方向水平向右.一質(zhì)量為m、
13、帶電荷量為-q的小球(可看成質(zhì)點(diǎn))從左邊界的O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入?yún)^(qū)域Ⅰ,恰好從A點(diǎn)沿圓弧軌道切線進(jìn)入軌道且恰好不能從電場(chǎng)右邊界穿出,求:
(1)OM的長(zhǎng)L;
(2)區(qū)域Ⅲ中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E′;
(3)小球到達(dá)區(qū)域Ⅲ中電場(chǎng)的右邊界上的點(diǎn)與OO′的距離s.
答案:(1) (2) (3)+
解析:(1)小球在區(qū)域Ⅰ中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)小球在A點(diǎn)時(shí)的速度為vA,豎直分速度為vy,則有
cos 60°=,即vA=2v0
tan 60°=,即vy=v0
由牛頓第二定律知a=
由v=2aL知L=.
(2)在區(qū)域Ⅱ中,由圖可知BC=
所以從A點(diǎn)到B點(diǎn),由動(dòng)能定理得
mg·=mv-mv
得vB=3v0
在區(qū)域Ⅲ中,小球在水平方向上做勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)右邊界時(shí)水平速度剛好減為零,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律知
v=2d,得E′=.
(3)vB=t,所以t=
小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),即h=gt2=
所以小球到達(dá)右邊界上的點(diǎn)與OO′的距離s=BC+h=+.