高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場(chǎng) 第4講 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題課時(shí)作業(yè)含解析

1、4、帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題基礎(chǔ)訓(xùn)練1(2018·山西晉城期末)空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度e隨x變化的圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()ao點(diǎn)的電勢(shì)最低bx1和x3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等cx2和x2兩點(diǎn)的電勢(shì)相等dx2的電勢(shì)最高答案：c解析：沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，從o點(diǎn)向右電勢(shì)逐漸降低，從o點(diǎn)向左電勢(shì)逐漸降低，所以o點(diǎn)電勢(shì)最高，a、d錯(cuò)誤；在o點(diǎn)右側(cè)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向向右，沿此方向電勢(shì)逐漸降低，所以x1點(diǎn)的電勢(shì)高于x3點(diǎn)的電勢(shì)，b錯(cuò)誤；從o點(diǎn)向兩側(cè)電勢(shì)逐漸降低，而x2和x2關(guān)于原點(diǎn)o對(duì)稱，所以兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，c正確2(2018·安徽江南十校聯(lián)考)兩個(gè)點(diǎn)電荷q1

2、、q2固定于x軸上，將一帶正電的試探電荷從足夠遠(yuǎn)處沿x軸負(fù)方向移近q2(位于坐標(biāo)原點(diǎn))的過(guò)程中，試探電荷的電勢(shì)能ep隨位置變化的關(guān)系如圖所示，則下列判斷正確的是()am點(diǎn)電勢(shì)為零，n點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零bm點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，n點(diǎn)電勢(shì)為零cq1帶負(fù)電，q2帶正電，且q2電荷量較大dq1帶正電，q2帶負(fù)電，且q2電荷量較大答案：a解析：由題圖知，m點(diǎn)電勢(shì)能與無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能相等，ep0，由分析得知，m點(diǎn)電勢(shì)0.ep­x圖象的斜率fqe，則知n點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，故a正確，b錯(cuò)誤根據(jù)正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大可知，帶正電的試探電荷從遠(yuǎn)處移近q2的過(guò)程中，電勢(shì)能先減小后增大，電勢(shì)先降低后升高，說(shuō)明q1帶負(fù)電，q2帶正

3、電，n點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，由ek知，q2電荷量較小，故c、d錯(cuò)誤3空間某區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場(chǎng)，電場(chǎng)線分布如圖所示一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q、帶電種類未知的小球在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的速度大小為v1，方向水平向右，運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)時(shí)的速度大小為v2.若a、b兩點(diǎn)之間的高度差為h，則以下判斷中正確的是()aa、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)大小關(guān)系為ea>eb、a<bb若v2>v1，則電場(chǎng)力一定做正功ca、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為(vv2gh)d小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功為mvmv答案：c解析：由電場(chǎng)線的疏密分布知ea<eb，沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，則a>b，所以a錯(cuò)誤從a到b

4、對(duì)帶電小球應(yīng)用動(dòng)能定理有mghquabmvmv，即使v2>v1，電場(chǎng)力也不一定做正功，b錯(cuò)誤uab，c正確小球從a到b，合外力做的功為mvmv，d錯(cuò)誤4如圖甲所示，直線ab是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，一電子僅在電場(chǎng)力作用下由電場(chǎng)線上a點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，其速度平方v2與位移x的關(guān)系如圖乙所示ea、eb表示a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，a、b表示a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)以下判斷正確的是()甲乙aea<eb bea>eb ca>b da<b答案：d解析：由速度平方v2與位移x的關(guān)系可知電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可知電子所受合力(電場(chǎng)力)恒定，eaeb，選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤；電子從a到

5、b，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，電勢(shì)升高，選項(xiàng)d正確，c錯(cuò)誤5(2018·河南鄭州二測(cè))(多選)如圖所示，一水平放置的平行板電容器，下板a固定，上板b與豎直懸掛的絕緣彈簧連接，a、b間有一固定的帶正電荷的液滴p，電容器帶電荷量為q1，若讓電容器充電或放電，使之帶電荷量為q2，則下列說(shuō)法正確的是()a若q2>q1，則彈簧的長(zhǎng)度增加b若q2>q1，則電容器的電容減少c若q2>q1，則帶電液滴p的電勢(shì)能增加d若q2<q1，則帶電液滴p的電勢(shì)能增加答案：ac解析：兩板間的場(chǎng)強(qiáng)e，故板上帶電荷量越多，板間電場(chǎng)強(qiáng)度越大，板間的電場(chǎng)力也越大，所以彈簧的長(zhǎng)度增加，故a正確；由于

6、兩板相互吸引使b板下移，所以電容器電容增大，故b錯(cuò)誤；若讓電容器充電使之所帶電荷量為q2，且q2>q1，p到下板的距離不變但板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，所以帶電液滴p所在處電勢(shì)升高，帶電液滴p的電勢(shì)能增大，故c正確；同理若讓電容器放電使之帶電荷量為q2，且q2<q1，則帶電液滴p的電勢(shì)能減少，故d錯(cuò)誤6如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)直管豎直放置在管子的底部固定一電荷量為q(q>0)的點(diǎn)電荷在距離底部點(diǎn)電荷為h2的管口a處，有一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷a由靜止釋放，在距離底部點(diǎn)電荷為h1的b處速度恰好為零現(xiàn)讓一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為3m的點(diǎn)電荷b仍在a處由靜止釋放，已知

7、靜電力常量為k，重力加速度為g.(1)求點(diǎn)電荷b運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大處與底部點(diǎn)電荷的距離；(2)求b、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差uba及點(diǎn)電荷b運(yùn)動(dòng)到b處的速度大小答案：(1)(2)解析：(1)當(dāng)重力等于庫(kù)侖力時(shí)，合力為零，此時(shí)速度最大，根據(jù)庫(kù)侖定律有f庫(kù)3mg解得r.(2)點(diǎn)電荷a在下落中受重力和庫(kù)侖力，從釋放到運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，由動(dòng)能定理可得mghwe0即wequbamgh所以u(píng)ba電荷量為q、質(zhì)量為3m的點(diǎn)電荷b所受庫(kù)侖力不變，故庫(kù)侖力做功不變，由動(dòng)能定理可得3mghmgh×3mv解得vb.能力提升7(2018·福建漳州八校第二次聯(lián)考)(多選)如圖(a)所示，ab是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線

8、，若有一電子以某一初速度且僅在電場(chǎng)力的作用下，沿ab由點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)b，所經(jīng)位置的電勢(shì)隨距a點(diǎn)的距離變化的規(guī)律如圖(b)所示以下說(shuō)法正確的是()a該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)b電子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能epa<epbc電子在a、b兩點(diǎn)的加速度關(guān)系是aa>abd電子在a、b兩點(diǎn)的速度va<vb答案：bc解析：­x圖象的斜率大小表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，由圖可知：由ab，電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，該電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，a錯(cuò)誤；加速度a，c正確；由于a>b，所以電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于b點(diǎn)的電勢(shì)能，b正確；從a到b，電勢(shì)降低，所以電場(chǎng)線的方向從a指向b，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，則va>vb，d

9、錯(cuò)誤8(2018·湖北潛江、天門、仙桃期末聯(lián)考)(多選)如圖甲所示，q1、q2為兩個(gè)固定著的點(diǎn)電荷，a、b是它們連線的延長(zhǎng)線上的兩點(diǎn)現(xiàn)有一電子，只在電場(chǎng)力作用下，以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)，v­t圖象如圖乙所示，電子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)的速度分別為va、vb，則()aq1一定帶負(fù)電bq1的電荷量一定大于q2的電荷量cb點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì)d電子離開b點(diǎn)后所受靜電力一直減小答案：bc解析：由圖象可知，電子從a到b做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，所以ab之間電場(chǎng)方向向左，在b點(diǎn)時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的加速度為零，則電場(chǎng)力為零，所以該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，過(guò)b點(diǎn)后電子做減速運(yùn)動(dòng)，加速度先增大后

10、減小，所以電場(chǎng)的方向向右，電子離開b點(diǎn)后所受靜電力先增大后減小，則q1一定帶正電，q2一定帶負(fù)電，且q1的電荷量一定大于q2的電荷量，b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì)9(2018·河北邯鄲三校聯(lián)考)傾角為30°的絕緣粗糙斜面置于平行于斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度e隨時(shí)間t變化的圖象如圖甲所示，電荷量為q1 c的帶正電的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上某一點(diǎn)由靜止釋放，物體運(yùn)動(dòng)的v­t圖象如圖乙所示，取g10 m/s2.求：甲乙(1)物體在03 s內(nèi)的位移大??；(2)物體的質(zhì)量及物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)答案：(1)3 m(2) kg解析：(1)根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)的v­t圖象

11、中圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示物體的位移大小可知，物體在03 s內(nèi)的位移大小為s×2×3 m3 m.(2)在01 s內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度e115 n/c物體受到的電場(chǎng)力大小為f1qe115 n根據(jù)v­t圖象可知物體在01 s內(nèi)的加速度大小為a12 m/s2對(duì)物體由牛頓第二定律得f1mgsin mgcos ma1在13 s內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度e25 n/c物體受到的電場(chǎng)力大小為f2qe25 n利用v­t圖象可知物體在13 s內(nèi)的加速度大小為a21 m/s2對(duì)物體由牛頓第二定律得mgcos mgsin f2ma2聯(lián)立解得m kg，.10(2018·山東下學(xué)期高考預(yù)測(cè)

12、)如圖所示，一足夠長(zhǎng)的斜面傾角為37°，斜面所在的空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)(未畫出)現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0從斜面底端的a點(diǎn)豎直向上拋出，當(dāng)小球落在斜面上的b點(diǎn)時(shí)速度方向恰好水平已知重力加速度大小為g，sin 37°，cos 37°，求：(1)該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度e的大??；(2)從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，小球和斜面的最遠(yuǎn)距離d.答案：(1)(2)解析：(1)設(shè)小球到b點(diǎn)時(shí)豎直上升的高度為h，則有h小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，所用的時(shí)間為t小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的水平位移為x··t2由幾何關(guān)系可知tan 聯(lián)立解得e.(2)將小球的初速度v0沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向進(jìn)行分解，由幾何關(guān)系可知，小球在垂直于斜面方向上的分速度v1v0cos v0將小球受到的重力和電場(chǎng)力沿平行于斜面和垂直于斜面方向進(jìn)行分解，設(shè)小球在垂直于斜面方向上的加速度大小為a，則有qesin mgcos ma，解得ag，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得d，代入數(shù)據(jù)