高三物理二輪課后鞏固提升：專題1-4-7電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、隨堂鞏固1如圖所示，a、b、c為電場(chǎng)中同一條水平方向電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，c為ab中點(diǎn)，a、b的電勢(shì)分別為a5 V，b3 V，下列敘述準(zhǔn)確的是( )A該電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為4 VBa點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea一定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)EbC一正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少D一正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力由c指向a解析：只有一根電場(chǎng)線，此處無法判斷是否為勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A、B錯(cuò)誤；由電勢(shì)高低情況可知電場(chǎng)線方向?yàn)閍指向b，故正電荷所受的電場(chǎng)力方向由c指向b，正電荷由c點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，故D錯(cuò)誤、C準(zhǔn)確答案：C2如圖所示，空間分布著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，現(xiàn)在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)O處放置一負(fù)點(diǎn)電荷Q，并

2、在以O(shè)點(diǎn)為球心的球面上選擇a、b、c、d四點(diǎn)，其中a、c連線為球的水平大圓直徑，b、d連線與電場(chǎng)方向平行不計(jì)空氣阻力，則下列說法中準(zhǔn)確的是( )Ab、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，電勢(shì)相等Ba、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，電勢(shì)相等C若從a點(diǎn)拋出一帶正電小球，小球可能沿a、c所在圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D若從a點(diǎn)拋出一帶負(fù)電小球，小球可能沿b、d所在圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析：設(shè)球半徑為R，EbEk，EdEk，故A錯(cuò)誤，Ea，Ec，且a、c在同一等勢(shì)面上，故B準(zhǔn)確，當(dāng)帶電小球所受重力和電場(chǎng)力大小相等，方向相反，且km時(shí)，小球能沿a、c所在圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，C準(zhǔn)確、D錯(cuò)誤答案：BC3如圖所示，a、b、c、d是某

3、勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)，abcdL，adbc2L，電場(chǎng)線與矩形所在平面平行已知a點(diǎn)電勢(shì)為20 V，b點(diǎn)電勢(shì)為24 V，d點(diǎn)電勢(shì)為12 V，一個(gè)質(zhì)子從b點(diǎn)以v0的速度射入此電場(chǎng)，入射方向與bc成45角，一段時(shí)間后經(jīng)過c點(diǎn)不計(jì)質(zhì)子的重力，下列判斷準(zhǔn)確的是( )Ac點(diǎn)電勢(shì)低于a點(diǎn)電勢(shì)B電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由b指向dC質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c，所用的時(shí)間為D質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c，電場(chǎng)力做功為4 eV解析：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)是均勻降低的，則abdc，得c16 V，ca，A準(zhǔn)確設(shè)ad中點(diǎn)為e，bc中點(diǎn)為f，則e16 V，f20 V，連接ec、af，兩者為兩條等勢(shì)線，又因?yàn)閍bL，bc2L，abf為

4、等腰直角三角形，過b作bhaf，則bh為一條電場(chǎng)線，方向由b到h，故B錯(cuò)誤質(zhì)子從b到c運(yùn)動(dòng)過程，沿v0方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)sL，t，C準(zhǔn)確質(zhì)子從b運(yùn)動(dòng)到c電場(chǎng)力做功WUb cq8 eV，故D錯(cuò)誤答案：AC4平行板間有如圖所示的周期性變化的電壓重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t0時(shí)刻開始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過程無碰板情況在所示的圖象中，準(zhǔn)確定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象的是( )解析：0時(shí)間內(nèi)粒子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，T時(shí)間內(nèi)做加速度恒定的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由對(duì)稱性可知，在T時(shí)速度減為零此后周期性重復(fù)，故A準(zhǔn)確答案：A5如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從距地面一定高度的O點(diǎn)，以初速度v0沿著

5、水平方向拋出已知在小球運(yùn)動(dòng)的區(qū)域里，存有著一個(gè)與小球的初速度方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如果測(cè)得小球落地時(shí)的速度方向恰好是豎直向下的，且已知小球飛行的水平距離為L，求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E為多大？(2)小球落地點(diǎn)A與拋出點(diǎn)O之間的電勢(shì)差為多大？(3)小球落地時(shí)的動(dòng)能為多大？解析：(1)分析水平方向的分運(yùn)動(dòng)得知，小球落地時(shí)水平方向的速度減至零，有0v2aL又a聯(lián)立解得E.(2)由勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差的關(guān)系可得A與O之間的電勢(shì)差UAOEL則UAO.(3)設(shè)小球在空中飛行的時(shí)間為t，分析豎直方向的分運(yùn)動(dòng)有vAgt分析水平方向的分運(yùn)動(dòng)有v0t又小球落地時(shí)的動(dòng)能有EkAmv，結(jié)合第(1)問求得的結(jié)果，解得EkA.答

6、案：(1) (2) (3)限時(shí)訓(xùn)練一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每小題6分，共計(jì)60分每小題至少一個(gè)答案準(zhǔn)確，把準(zhǔn)確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1(2012高考天津卷)兩個(gè)固定的等量異號(hào)電荷所產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中虛線所示，一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場(chǎng)在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場(chǎng)，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場(chǎng)中( )A作直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大B作直線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小C做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大D做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變大后變小解析：帶負(fù)電的粒子開始在零電勢(shì)線上，電勢(shì)能為零，進(jìn)入電場(chǎng)后在電場(chǎng)力的作用下向上偏轉(zhuǎn)，做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能減小，最后出電場(chǎng)，電勢(shì)能

7、又增大為零，所以電子整個(gè)過程做曲線運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能先變小后變大，C項(xiàng)準(zhǔn)確答案：C2如圖所示，一均勻細(xì)金屬圓環(huán)是由四個(gè)互相絕緣的四分之一圓弧A、B、C、D組成，已知當(dāng)只有A弧帶正電q時(shí)，在圓心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0，則當(dāng)A、B弧各帶正電q，C、D弧各帶負(fù)電q時(shí)，在圓心O處的場(chǎng)強(qiáng)大小為( )A2E0 B0C.E0 D2E0解析：只有A弧帶正電時(shí)，在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E0，因?yàn)殡姾删鶆蚍植?，可知E0應(yīng)與豎直方向成45角所以B弧帶正電為q時(shí)，在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小也為E0，且與A弧產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)垂直因?yàn)镃、D弧帶負(fù)電，所以D弧在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E0，方向與B弧產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同；C弧在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E

8、0，方向與A弧產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相同由場(chǎng)強(qiáng)疊加可知，在O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)大小為2E0.答案：D3(2012高考上海卷)如圖，質(zhì)量分別為mA和mB的兩小球帶有同種電荷，電荷量分別為qA和qB，用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上平衡時(shí)，兩小球恰處于同一水平位置，細(xì)線與豎直方向間夾角分別為1與2(12)兩小球突然失去各自所帶電荷后開始擺動(dòng)，最大速度分別為vA和vB，最大動(dòng)能分別為EkA和EkB.則( )AmA一定小于mB BqA一定大于qBCvA一定大于vB DEkA一定大于EkB解析：對(duì)兩球受力分析可知，A、B所受電場(chǎng)力等大，方向沿水平方向，則有：F電mgtan ，與電荷量的大小無關(guān)，所以有m，故mAmB，選項(xiàng)A對(duì)、B錯(cuò)

9、；兩球自靜止擺至最低點(diǎn)的過程中，機(jī)械能守恒，且在最低點(diǎn)時(shí)速度最大，動(dòng)能最大，因?yàn)閘cos 相等，故lAlB，所以A球在運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，重心下降的高度大，即EpAEpB，由機(jī)械能守恒定律得，EkAEkB，所以vAvB，故選項(xiàng)C、D準(zhǔn)確答案：ACD4(2012廣州模擬)一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地兩板間有一個(gè)正試探電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示，以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)、表示P點(diǎn)的電勢(shì)，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若正極板保持不動(dòng)，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離l0的過程中，各物理量與負(fù)極板移動(dòng)距離x的關(guān)系圖象中準(zhǔn)確的是( ) 解析：由平行板電容器的電容C可知A錯(cuò)在電

10、容器兩極板所帶電荷量一定情況下，U，E與d無關(guān)，則B錯(cuò)在負(fù)極板接地的情況下，0El0則C項(xiàng)準(zhǔn)確正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能Wqq(0El0)顯然D錯(cuò)答案：C5(2012高考廣東卷)下圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分落在收集板中央的兩側(cè)，對(duì)礦粉分離的過程，下列表述準(zhǔn)確的有( )A帶正電的礦粉落在右側(cè)B電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功C帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大D帶正電的礦粉電勢(shì)能變小解析：帶正電粒子受電場(chǎng)力向左，落在左側(cè)；電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功；其礦粉的電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加；準(zhǔn)確選項(xiàng)為B、D.答案：BD6(2012南京模擬)如圖所示，光滑絕緣斜面的底端固定著一個(gè)帶正電的小物塊P，將另一

11、個(gè)帶電小物塊Q在斜面的某位置由靜止釋放，它將沿斜面向上運(yùn)動(dòng)設(shè)斜面充足長，則在小物塊Q向上運(yùn)動(dòng)過程中( )A小物塊Q的動(dòng)能一直增大B小物塊Q的電勢(shì)能一直增大C小物塊Q的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和一直增大D小物塊Q的機(jī)械能一直增大解析：由題意知帶電小物塊Q向上先加速后減速，A錯(cuò)誤；在小物塊Q向上運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力對(duì)小物塊Q一直做正功，電勢(shì)能減少，故B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律，小物塊Q的重力勢(shì)能、電勢(shì)能以及小物塊Q的動(dòng)能之和不變，而小物塊Q的動(dòng)能先增加后減小，所以小物塊Q的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和應(yīng)先減小后增大，C錯(cuò)誤；除了重力或彈力外，其余外力(電場(chǎng)力)對(duì)小物塊Q做正功，則機(jī)械能增加，可知D準(zhǔn)確答案：D7如圖

12、所示，兩平行板電容器的四塊極板A、B、C、D平行放置(AB兩板充電后電源斷開，CD兩板始終與電源相連)，每塊極板上開有一個(gè)孔，四個(gè)小孔M、N、P、Q的連線與極板垂直一個(gè)電子以非常小的速度從小孔M進(jìn)入A、B極板間，在被A、B極板間的電場(chǎng)加速后，從小孔P進(jìn)入C、D極板間，但未從小孔Q射出，則( )A若將B板向右移動(dòng)一小段距離，電子可能從小孔Q射出B若將A板向左移動(dòng)一小段距離，電子可能從小孔Q射出C若將D板向左移動(dòng)一小段距離，電子可能從小孔Q射出D若將C板向右移動(dòng)一小段距離，電子可能從小孔Q射出解析：帶電粒子未從Q射出，根據(jù)動(dòng)能定理知UCDUBA，將B板右移，由C知C變小，由C知，UBA變大，故可能

13、射出，A項(xiàng)準(zhǔn)確；將A板左移，則同理可知，UBA變大，故可能射出，故B項(xiàng)準(zhǔn)確；不管如何移動(dòng)C、D板，UCD不變，故電子不可能射出，C、D兩項(xiàng)均錯(cuò)誤答案：AB8(2012濟(jì)寧模擬)如圖所示，水平放置的平行板電容器與某一電源相連，它的極板長L0.4 m，兩板間距離d4103 m，有一束由相同帶電微粒組成的粒子流以相同的速度v0從兩板中央平行極板射入，開關(guān)S閉合前，兩極板不帶電，因?yàn)橹亓ψ饔?，微粒能落到下板的正中央已知微粒質(zhì)量m4105 kg，電荷量q1108 C，則下列說法準(zhǔn)確的是( )A微粒的入射速度v010 m/sB電容器上板接電源正極時(shí)微粒有可能從平行板電容器的右邊射出電場(chǎng)C電源電壓為180

14、V時(shí)，微?？赡軓钠叫邪咫娙萜鞯挠疫吷涑鲭妶?chǎng)D電源電壓為100 V時(shí)，微?？赡軓钠叫邪咫娙萜鞯挠疫吷涑鲭妶?chǎng)解析：開關(guān)S閉合前，兩極板不帶電，微粒落到下板的正中央，由gt2，v0t，得v010 m/s，A準(zhǔn)確；電容器上板接電源正極時(shí)，微粒的加速度更大，水平位移將更小，B錯(cuò)誤；設(shè)微粒恰好從平行板右邊緣下側(cè)飛出時(shí)的加速度為a，電場(chǎng)力向上，則：at2，Lv0t，mgma，得U120 V，同理微粒在平行板右邊緣上側(cè)飛出時(shí)，可得U200 V，所以平行板上板帶負(fù)電，電源電壓為120 VU200 V時(shí)微粒能夠從平行板電容器的右邊射出電場(chǎng)，C準(zhǔn)確、D錯(cuò)誤答案：AC9理論研究表明，無限大的均勻帶電平面在周圍空間會(huì)形

15、成與平面垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)現(xiàn)有兩塊無限大的均勻絕緣帶電平板，正交放置如圖所示，A1B1兩面帶正電，A2B2兩面帶負(fù)電，且單位面積所帶電荷量相等(設(shè)電荷不發(fā)生移動(dòng))圖中直線A1B1和A2B2分別為帶正電平面和帶負(fù)電平面與紙面正交的交線，O為兩交線的交點(diǎn)，C、D、E、F恰好位于紙面內(nèi)正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，且CE的連線過O點(diǎn)則下列說法中準(zhǔn)確的是( )AC、E兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同BD、F兩點(diǎn)電勢(shì)相同C電子從C點(diǎn)移到D點(diǎn)電場(chǎng)力做正功D在C、D、E、F四個(gè)點(diǎn)中電子在F點(diǎn)具有的電勢(shì)能最大解析：帶電平板在C、D、E、F點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)如圖所示，疊加后仍為勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A準(zhǔn)確根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知DF，B錯(cuò)誤電子從C點(diǎn)移到

16、D點(diǎn)是從低電勢(shì)處移向高電勢(shì)處，電場(chǎng)力做正功，C準(zhǔn)確在C、D、E、F四個(gè)點(diǎn)中，F(xiàn)點(diǎn)電勢(shì)最低，故電子在F點(diǎn)具有的電勢(shì)能最大，D準(zhǔn)確答案：ACD10(2012東城模擬)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi)，存有著若干個(gè)如圖所示的無電場(chǎng)區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，兩區(qū)域相互間隔，豎直高度相等，電場(chǎng)區(qū)水平方向無限延長已知每一電場(chǎng)區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向均豎直向上，不計(jì)空氣阻力，下列說法錯(cuò)誤的是( )A小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)B若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則小球經(jīng)過每一電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同C若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則小球經(jīng)過每一電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同D若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則小球

17、經(jīng)過每一無電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同解析：小球在水平方向一直不受外力，故水平速度一直不變，A準(zhǔn)確；沒進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)時(shí)，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)時(shí)，若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則進(jìn)入電場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向的速度等于剛進(jìn)入電場(chǎng)的速度，而各區(qū)豎直高度相同，所以豎直方向的時(shí)間不相等，B錯(cuò)誤；若場(chǎng)強(qiáng)大小等于，則合力大小為mg，方向豎直向上，由各區(qū)豎直高度相同，故通過兩區(qū)域的時(shí)間相同，出電場(chǎng)的速度又為水平速度，運(yùn)動(dòng)具有周期性，C、D準(zhǔn)確答案：B二、非選擇題(本題共2個(gè)小題，共40分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11(18分)(2012福州模擬)某實(shí)驗(yàn)工作者設(shè)

18、計(jì)了一個(gè)測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)，用已知的質(zhì)量為m、電量為q的粒子，令其沿垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入一區(qū)域?yàn)榫匦蝍bcd的電場(chǎng)，如圖所示，電場(chǎng)方向與ad平行且豎直向上，粒子第一次是在靠近矩形的下邊dc進(jìn)入的，而恰好從b點(diǎn)飛出然后，保持電場(chǎng)大小不變，讓方向變得相反，再令粒子以同樣的速度從靠近上邊ab垂直進(jìn)入電場(chǎng)，則正好從下邊dc的中點(diǎn)e處飛出試根據(jù)以上信息求出電場(chǎng)強(qiáng)度解析：設(shè)矩形區(qū)域的長為l，寬為d，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，粒子第一次飛入電場(chǎng)，水平方向有：lv0t1豎直方向有：da1t粒子在豎直方向受到方向相反的重力和電場(chǎng)力作用，由牛頓第二定律得：qEmgma1粒子第二次飛入電場(chǎng)，水平方向有：v0t2豎直方向有：da2t粒子在豎直方向受到同方向的重力和電場(chǎng)力作用，由牛頓第二定律得：qEmgma2由以上各式聯(lián)立解得：E答案：12(22分)如圖所示，同一豎直直線上的A、B兩點(diǎn)，固定有等量異種點(diǎn)電荷，電荷量為q，正、負(fù)如圖所示，ABC為一等邊三角形(邊長為L)，CD為AB邊的中垂線，且與右側(cè)豎直光滑1/4圓弧軌道的最低點(diǎn)C相切，已知圓弧的半徑為R，現(xiàn)把質(zhì)量為m帶電荷量為Q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))由圓弧的最高點(diǎn)M靜止釋放，到最低點(diǎn)C時(shí)速度為v0.已知靜電力常量為k，現(xiàn)取D為電勢(shì)零點(diǎn)(1