完整版2019屆高三物理二輪復(fù)習(xí)習(xí)題專題三考點1電場及帶電粒子在電場中的運動Word版含答案

1、專題三 電場和磁場 考點1 電場及帶電粒子在 電場中的運動 限時45分鐘；滿分100分 一、選擇題(每小題7分，共70分) 1(多選)如圖3116所示，A、B、C、D四點構(gòu)成一邊長為L的正方形，對角線AC豎直，在A點固定一電荷量為Q的點電荷，規(guī)定電場中B點的電勢為零?，F(xiàn)將幾個質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶電小球從D點以大小均為v的速度向各個方向拋出，已知重力加速度大小為g，下列說法正確的是 0 1 16 圖31 點的小球在B點時的速度大小為vA通過B0點時的電勢點時的電勢能比通過B點的小球在BB通過C點的小球在C 能大點時受點時受到的庫侖力是通過BB點的小球在C通過C點的小球在C 倍到的庫侖力的

2、2m2v點的小球在C點時的速度大小為v，則C點的電勢為(D若通過C q2v2) gL20D，對從解析 由負(fù)點電荷的電場線以及等勢面的分布可知，>0DBc EqUE，由于0，因此點運動到B點的小球，由動能定理可知kkDBDB正確；負(fù)電荷在低電0，即通過B點的小球在B、D兩點的速度大小相等，A錯勢點的電勢能大，因此帶負(fù)電小球在BB點的電勢能大于在C點的電勢能，1QqC、，因此小球在BAC12，又F誤；由庫侖定律k可知，F(xiàn)AB 22rr的小球，由動能定理得運動到C1，C錯誤；對由D兩點的庫侖力之比為211222，解得mvmv，又U0mg×)(LqU0 CCDDCCCDC222m222

3、gL)，D正確。(vv 0 2q答案 AD 2(2018·陜西質(zhì)檢)如圖3117所示，真空中有兩個點電荷Q9.0×10188 C，分別固定在x坐標(biāo)軸上，其中Q位于x0處，Q×Q C和1.010221位于x12 cm處。在x軸上 2 圖3117 A場強(qiáng)為0的點有兩處 B在x>12 cm區(qū)域，電勢沿x軸正方向升高 C點電荷在x9 cm處，電場力為0 D在0<x<12 cm和x>18 cm的區(qū)域，場強(qiáng)沿x軸正方向 解析 根據(jù)點電荷電場強(qiáng)度公式和場強(qiáng)疊加原理，在x軸上電場強(qiáng)度為零的點只能在x>12 cm區(qū)域內(nèi)某點，只有一處，點電荷在該處電場力

4、為零，選項AC錯誤。在x>12 cm區(qū)域電勢沿x軸正方向先升高后降低，選項B錯誤。在0<x<12 cm區(qū)域，電場線由Q指向Q，電場強(qiáng)度沿x軸正方向；設(shè)在x軸上坐21Q1標(biāo)為x的點電場強(qiáng)度為零，根據(jù)點電荷電場強(qiáng)度公式和場強(qiáng)疊加，可得k 2xQ20，解得x18 cm。在x>18 cm的區(qū)域，場強(qiáng)沿xk軸正方向，選項D 212)x(正確。 答案 D 3(2018·沈陽檢測)如圖3118所示，電子在電勢差為U的加速電場中1由靜止開始運動，然后射入電勢差為U的兩塊平行極板間的電場中，入射方向2跟極板平行，整個裝置處在真空中，重力可忽略，在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，

5、下述四種情況中，一定能使電子射出時的偏轉(zhuǎn)角變大的是 3 圖3118 AU變大，U變大 BU變小，U變大 2121CU變大，U變小 DU變小，U變小 2211解析 設(shè)電子被加速后獲得的初速度為v，平行極板長為l，平行極板間距01l2為d，則由動能定理得eUmv，電子在電場中偏轉(zhuǎn)所用時間t，設(shè)電子01 v20eEeU22在平行板間受電場力作用產(chǎn)生的加速度為a，由牛頓第二定律得a， dmm電子射出偏轉(zhuǎn)電場時，平行于電場方向的速度vat，由以上式子聯(lián)立可得vyyveUleUleUlUly2222，又有tan ，故U變大、U變小都能使偏轉(zhuǎn)12 v2dU2vdmv2deUdm01001角變大，B正確。 答

6、案 B 4(2018·佛山質(zhì)檢)如圖3119所示，A、B、C是兩帶電荷量均為Q的正點電荷連線的中垂線上的三點，B是兩線段的交點，A點固定有一帶電荷量同為Q的負(fù)點電荷，現(xiàn)將一電子從B點由靜止釋放，電子運動中會經(jīng)由C點繼續(xù)向前運動，則 4 圖3119 A從B到C，電場力對該電子一直不做功 B電子從B到C做加速度變大的加速運動 C電子在B、C兩點時的電勢能大小關(guān)系是E> E ppCBD若電子可回到B點，則回到B點時速度不為零 解析 由合場強(qiáng)的特點知，電子由B運動到C的過程中，受電場力作用，加速度是減小的，故AB錯誤；由于電子能經(jīng)過C點并向前運動，且運動過程中只有電場力做功，動能增加，

7、則電勢能減小，所以E>E，C正確；若電子pCpB可回到B點，由于只有電場力做功，回到B點時電場力做功為零，動能不變，所以回到B點時速度為零，D錯誤。 答案 C 5(多選)毛毯等絨料布生產(chǎn)時常采用靜電植絨技術(shù)來實現(xiàn)，其原理如圖3120：其中A是接高壓陽極的金屬網(wǎng)，其內(nèi)裝有絨料，B是一塊金屬平板，上面鋪著涂有黏合劑的待植絨基布。當(dāng)待植絨基布從兩極板經(jīng)過時，給A接上高壓并使絨料帶上電荷，這樣絨料在經(jīng)過A、B兩平行板間的電場加速后以高速向B板運動，遇到待植絨基布后便粘在上面從而實現(xiàn)靜電植絨，下列說法正確的是 5 圖3120 AA、B兩極板的電場方向由B指向A B帶電絨料帶正電荷 C帶電絨料在運動

8、過程中電場力對它做正功 D帶電絨料在運動過程中電勢能增加 解析 A、B兩極板的電場方向由A指向B，故選項A錯誤；由于兩極板的電場方向由A指向B，帶電絨料向B板運動，說明帶電絨料是帶正電荷的，故選項B正確；帶電絨料在運動過程中電場力對它做正功，電勢能減少，故選項C正確，D錯誤。 答案 BC 6(多選)如圖3121所示，電容器兩極板與電源正負(fù)極相連，在將電容器兩極板間的距離由d迅速增大為2d的過程中，下列說法正確的是 6 圖3221 A電容器兩板間電壓始終不變 B電容器兩板間電壓瞬時升高后又恢復(fù)原值 C根據(jù)QCU可知，電容器帶電荷量先增大后減小 D電路中電流由B板經(jīng)電源流向A板 解析 在將電容器兩

9、極板間距離迅速增大的過程中，電容器極板上的電荷SSQQQrr量未來得及變化，即Q不變，則C，又C，所以，所 kd44kdEdUEd4kQ也不變。而UEd，故U增大，但最終電壓U要與電源電壓相等，以E SrSr，所以d增大時，C減小。由QCU，故A錯誤，B正確；此后，因為C kd4所以Q減小，電路中有瞬時電流，方向由B板經(jīng)電源流向A板，故D正確，C錯誤。 答案 BD 7(多選)電子束焊接機(jī)中的電子槍如圖所示，K為陰極，A為陽極，兩極之間的電勢差為U。A、K之間的電場線分布如圖3122所示。陰極發(fā)出的電子在電場作用下由靜止?fàn)顟B(tài)從K加速運動到A，設(shè)電子的質(zhì)量為m，則下列說法正確的是 7 22 1圖3

10、 A陰陽兩極的電場為勻強(qiáng)電場 B電子在運動過程中的加速度變大 C電子的電勢能不斷增加eU2 D電子到達(dá)陽極時的速度為vm項錯誤；從電場線的分布特點可看由圖中的電場線分布特點可知 A解析B出，電子在加速過程中所受到的電場力逐漸變大，因此電子的加速度在變大，極運動時，電場力做正功，電勢能極向A項正確；由于電子帶負(fù)電，當(dāng)它從K21eU2，v項錯誤；由動能定理可得eUmv，解得電子的速度為C減小， m2 D項正確。BD 答案 所示，三條平行且等間距的虛線表示電場中的三個23如圖8(多選)31。實線是一帶電的粒子僅在電場力的10 V等勢面，其電勢分別為、20 V、30 V三點，下列說法中正確的、作用下在

11、該區(qū)域內(nèi)運動的軌跡，對于軌跡上的abc 是8 圖3123 A該電場的場強(qiáng)方向豎直向下 B該粒子一定帶負(fù)電荷 C帶電粒子在三點的動能EEE kbkakcD帶電粒子在b點的電勢能最大 解析 根據(jù)“沿電場線方向電勢降低”和“電場線與等勢面垂直”的特點可知，該電場的場強(qiáng)方向豎直向上，故A項錯誤；根據(jù)物體做曲線運動的受力與軌跡的關(guān)系可知，粒子所受的電場力向下，故該粒子帶負(fù)電荷，B項正確；粒子在b點動能最小，在c點動能最大，C項錯誤；帶電粒子從電勢高的地方到電勢低的地方，電場力做負(fù)功，電勢能增大，所以D項正確。 答案 BD 9(多選)如圖3124所示，有一帶電金屬圓環(huán)，其帶電荷量為Q，在環(huán)心O的正上方的a

12、點處靜止一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，重力加速度為g，下列說法正確的是 9 圖3124 A圓環(huán)帶負(fù)電荷 mgB圓環(huán)在a點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E a qC將一帶正電的點電荷(忽略重力)在O點靜止釋放后它將靜止不動 D若將小球向O點移動，則小球的電勢能增加 解析 由于小球帶正電，根據(jù)二力平衡可知，小球所受到的電場力豎直向上，所以圓環(huán)帶正電荷，故A項錯誤；設(shè)圓環(huán)在a點處的場強(qiáng)大小為E，對小amg球有mgqE，解得E，故B項正確；將一帶正電的點電荷放在O點時， aaq圓環(huán)對該正電荷的電場力為零，此時點電荷受到帶正電小球的作用力將向下運動，因此C項錯誤；由于圓環(huán)帶正電，若將小球向O點移動，小球要克服電場

13、力做功，故小球的電勢能增加，所以D項正確。 答案 BD 10有一勻強(qiáng)電場，方向如圖3125所示，在電場中有三個點A、B、C，這三點的連線恰好構(gòu)成一個直角三角形，且AC邊與電場線平行。已知A、B兩點的電勢分別為5 V，1.8 V，AB的距離為4 cm，BC的距離為3 cm。BA19C)從A點移動到C×(若把一個電子e1.610點，那么電子電勢能的變化量為 01 圖3125 1919 J 101.6× A8.0×10B J 1919 J 1.6×10 D8.0×10 J C4解析 設(shè)AB與AC之間的夾角為，則cos ，又AB的距離S4 cm， AB

14、5416則AB沿場強(qiáng)方向的距離為dScos 4× cm cm，設(shè)A、B之間電 ABAB55UBAAB勢差為U，則電場強(qiáng)度為E100 V/m。電子從A點到達(dá)C點 ABddABAB1919 J，故A8.0×0.05 J10時電勢能的變化量為EW1.6××10×100p項正確。 答案 A 二、計算題(本題共2小題，共30分) 11(14分)(2018·百色質(zhì)檢)如圖3126所示，有一平面直角坐標(biāo)系xOy，其中x軸的正方向為水平向右，y軸的正方向為豎直向上。在x>0的空間中，存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場；在x<0的空間中，存在沿x軸

15、負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小均為E1 N/C。一質(zhì)量m10 g、電荷量q0.1 C的帶負(fù)電的小2。求：10 m/s 處由靜止釋放，不計空氣阻力，重力加速P球在點(10 cm,0)g 11 26 圖31 軸時的速度；(1)小球第一次到達(dá)y 軸時的位置坐標(biāo)。(2)小球第二次到達(dá)y P(1)小球在點時，對小球受力分析可知：解析 0.1 N qE所受電場力水平向左，大小為F電0.1 N mg 所受重力豎直向下，大小為GF45°，大小為所以小球受到的合力斜向左下方，與x軸的負(fù)方向的夾角為2N 10的空間運動的加速度大小>0由牛頓第二定律和運動學(xué)公式可知，小球在xF a為： m A，則設(shè)

16、小球第一次到達(dá)y軸上的點為v2 x22al，其中l(wèi)1PAPAp解得小球到達(dá)A點的速度為v2 m/s 1(2)小球在x<0的空間運動時受合力的大小仍為F、方向斜向右下方，與y軸負(fù)方向的夾角為45°，所以小球在x<0的空間內(nèi)以大小為a的加速度做類平拋運動，小球從A運動到B的過程中，在合力的方向與合力垂直的方向運動的位移大小相等，則有 21 1tv2 lat1 22ll AB解得：l80 cm AB由幾何關(guān)系可知l10 cm OA所以小球第二次到達(dá)y軸的坐標(biāo)為(0，90 cm)。 答案 (1)2 m/s (2)(0，90 cm) 12(16分)真空中存在電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電

17、場，一帶電油滴在該電1場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v，在油滴處于位置A時，將電場0強(qiáng)度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變。持續(xù)一段時間t后，又突然1將電場反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時間后，油滴運動到B點。重力加速度大小為g。 (1)油滴運動到B點時的速度； (2)求增大后的電場強(qiáng)度的大??；為保證后來的電場強(qiáng)度比原來的大，試給出相應(yīng)的t和v應(yīng)滿足的條件。已知不存在電場時，油滴以初速度v做豎直上010拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍。 解析 (1)設(shè)油滴質(zhì)量和電荷量分別為m和q，油滴速度方向向上為正。油滴在電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場中做勻速直線運動，故勻強(qiáng)電

18、場方向向上。1在t0時，電場強(qiáng)度突然從E增加至E時，油滴做豎直向上的勻加速運動，21加速度方向向上，大小a滿足 1qEmgma 2 1 31 t的速度為油滴在時刻1 tvav 1 1 0 1 突然反向，油滴做勻變速直線運動，加速度方向向下，電場強(qiáng)度在時刻t1 maqEmg大小a滿足 2 2 2 的速度為t2t油滴在時刻1 vatv 2 1 2 1 式得由 2gtvv 2 0 1 0時刻前有(2)由題意，在t qEmg 1 到時刻t的位移為油滴從t0112 svtat 10111 2 t的時間間隔內(nèi)的位移為t到時刻t2油滴在從時刻11212 svtat 11212 22 g(2h) 由題給條件有v 20 兩點之間的距離。是B、A式中h 點之上，依題意有若B點在A sh s