2025屆高考物理二輪總復(fù)習(xí)第一編專題3電場(chǎng)與磁場(chǎng)專題分層突破練7電場(chǎng)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

專題分層突破練7電場(chǎng)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)123456789101112基礎(chǔ)鞏固1314選擇題:每小題6分,共72分1.(2024浙江溫州模擬)用高壓電暈等方法可以把電荷永久固定在一些絕緣材料上形成駐極體。駐極體在生活中有著廣泛的應(yīng)用,如駐極體話筒、靜電貼膜和靜電吸附口罩等。如圖所示,某種口罩的吸附層便是把負(fù)離子注入到聚丙烯熔噴布(無紡布)上制成的,假設(shè)負(fù)離子均勻分布在熔噴布上,下列說法正確的是(

)A.若用手碰熔噴布,其內(nèi)的電荷會(huì)泄漏掉B.若玻璃球外平整地貼上一層駐極體熔噴布,玻璃球內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零C.口罩的靜電吸附作用只能吸附帶電的微小顆粒D.若用力把熔噴布拉伸使其面積增大,這些駐極體電荷間的電勢(shì)能將增大B1234567891011121314解析

把電荷永久固定在一些絕緣材料上形成駐極體,所以用手碰熔噴布,其內(nèi)的電荷不會(huì)泄漏掉,A錯(cuò)誤;若玻璃球外平整地貼上一層駐極體熔噴布,玻璃球內(nèi)部處于靜電平衡狀態(tài),故玻璃球內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,B正確;口罩的靜電吸附作用可以吸附微小顆粒,C錯(cuò)誤;若用力把熔噴布拉伸使其面積增大,駐極體電荷間的距離變大,這個(gè)過程中電場(chǎng)力做正功,故這些駐極體電荷的電勢(shì)能將減小,D錯(cuò)誤。12345678910111213142.(2024廣東廣州一模)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),蜘蛛在沒有風(fēng)的情況下也能向上“起飛”。如圖所示,當(dāng)?shù)厍虮砻鎺в胸?fù)電荷、空氣中有正電荷時(shí),蜘蛛尾部的蛛絲也將帶電,在電場(chǎng)力的作用下牽引著蜘蛛實(shí)現(xiàn)向上“起飛”。在“起飛”過程中,下列說法正確的是(

)A.蜘蛛往電勢(shì)高處運(yùn)動(dòng)B.電場(chǎng)力對(duì)蛛絲做負(fù)功C.蛛絲的電勢(shì)能增大D.蛛絲帶的是正電荷解析

由題意可知,蛛絲受到空氣中正電荷的吸引力和地球表面負(fù)電荷的排斥力,則蛛絲帶的是負(fù)電荷;離正電荷越近電勢(shì)越高,則蜘蛛往電勢(shì)高處運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程電場(chǎng)力對(duì)蛛絲做正功,蛛絲的電勢(shì)能減小。故選A。A12345678910111213143.(2024甘肅卷)一平行板電容器充放電電路如圖所示。開關(guān)S接1,電源E給電容器C充電;開關(guān)S接2,電容器C對(duì)電阻R放電。下列說法正確的是(

)A.充電過程中,電容器兩極板間電勢(shì)差增加,充電電流增加B.充電過程中,電容器的上極板帶正電荷、流過電阻R的電流由M點(diǎn)流向N點(diǎn)C.放電過程中,電容器兩極板間電勢(shì)差減小,放電電流減小D.放電過程中,電容器的上極板帶負(fù)電荷,流過電阻R的電流由N點(diǎn)流向M點(diǎn)答案

C1234567891011121314解析

充電過程中,隨著電容器帶電量的增加,電容器兩極板間電勢(shì)差增加,充電電流在減小,故A錯(cuò)誤;根據(jù)電路圖可知,充電過程中,電容器的上極板帶正電荷、流過電阻R的電流由N點(diǎn)流向M點(diǎn),故B錯(cuò)誤;放電過程中,隨著電容器帶電量的減小,電容器兩極板間電勢(shì)差減小,放電電流在減小,故C正確;根據(jù)電路圖可知,放電過程中,電容器的上極板帶正電荷,流過電阻R的電流由M點(diǎn)流向N點(diǎn),故D錯(cuò)誤。故選C。12345678910111213144.(多選)(2023海南卷)如圖所示,正三角形三個(gè)頂點(diǎn)固定三個(gè)等量電荷,其中A、B帶正電,C帶負(fù)電,O、M、N為AB邊的四等分點(diǎn),下列說法正確的是(

)A.M、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.M、N兩點(diǎn)電勢(shì)相同C.負(fù)電荷在M點(diǎn)電勢(shì)能比在O點(diǎn)時(shí)要小D.負(fù)電荷在N點(diǎn)電勢(shì)能比在O點(diǎn)時(shí)要大答案

BC1234567891011121314解析

根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加以及對(duì)稱性可知,M、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,但是方向不同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因A、B處的正電荷在M、N兩點(diǎn)的合電勢(shì)相等,C點(diǎn)的負(fù)電荷在M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)也相等,則M、N兩點(diǎn)電勢(shì)相等,選項(xiàng)B正確;負(fù)電荷從M到O,因A、B兩電荷的合力對(duì)負(fù)電荷的庫侖力從O指向M,則該力對(duì)負(fù)電荷做負(fù)功,C點(diǎn)的負(fù)電荷也對(duì)該負(fù)電荷做負(fù)功,可知三個(gè)電荷對(duì)該負(fù)電荷的合力做負(fù)功,則該負(fù)電荷的電勢(shì)能增加,即負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)小,同理可知負(fù)電荷在N點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)小,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。故選B、C。12345678910111213145.(多選)(2023全國乙卷)在O點(diǎn)處固定一個(gè)正點(diǎn)電荷,P點(diǎn)在O點(diǎn)右上方。從P點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的小球,小球僅在重力和該點(diǎn)電荷靜電力作用下在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng),其一段軌跡如圖所示。M、N是軌跡上的兩點(diǎn),OP>OM,OM=ON,則小球(

)A.在運(yùn)動(dòng)過程中,電勢(shì)能先增加后減少B.在P點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能C.在M點(diǎn)的機(jī)械能等于在N點(diǎn)的機(jī)械能D.從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中,靜電力始終不做功答案

BC1234567891011121314解析

由圖可知,帶電小球從P點(diǎn)開始,下落時(shí)靜電力對(duì)其先做正功,后做負(fù)功,所以電勢(shì)能先減少后增加,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由于OM=ON,所以帶電小球在N點(diǎn)與M點(diǎn)的電勢(shì)能相等。因?yàn)橛蒔到M靜電力對(duì)小球做正功,電勢(shì)能減少,所以小球在P點(diǎn)的電勢(shì)能大于在M點(diǎn)的電勢(shì)能,在P點(diǎn)的電勢(shì)能也大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)B正確。小球在運(yùn)動(dòng)過程中只有靜電力和重力做功,所以只有電勢(shì)能、動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,其中動(dòng)能和重力勢(shì)能之和為機(jī)械能。由于帶電小球在M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)能相等,所以在這兩點(diǎn)的機(jī)械能也相等,選項(xiàng)C正確。從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中,因?yàn)橛兄亓ψ饔?所以雖然M點(diǎn)和N點(diǎn)離O點(diǎn)距離相等,但軌跡MN不是以O(shè)為圓心的圓弧,軌跡MN不在等勢(shì)面上,靜電力會(huì)做功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12345678910111213146.(多選)(2024甘肅卷)某帶電體產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖中實(shí)線所示,虛線是一帶電粒子僅在此電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,M、N分別是運(yùn)動(dòng)軌跡與等勢(shì)面b、a的交點(diǎn),下列說法正確的是(

)A.粒子帶負(fù)電荷B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的小C.粒子在運(yùn)動(dòng)軌跡上存在動(dòng)能最小的點(diǎn)D.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能答案

BCD1234567891011121314解析

根據(jù)粒子所受電場(chǎng)力指向曲線軌跡的凹側(cè)可知,帶電粒子帶正電,故A錯(cuò)誤;等差等勢(shì)面越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大,故M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的小,故B正確;粒子帶正電,因?yàn)镸點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì),故粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能,故D正確;由于帶電粒子僅在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能與動(dòng)能總和不變,故可知當(dāng)電勢(shì)能最大時(shí)動(dòng)能最小,故粒子在運(yùn)動(dòng)軌跡上到達(dá)最大電勢(shì)處時(shí)動(dòng)能最小,故C正確。故選B、C、D。1234567891011121314綜合提升7.(多選)(2024山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)一模)如圖所示,真空中有一正方體ABCD-A1B1C1D1,在正方體的頂點(diǎn)A、C1處分別固定一個(gè)電荷量相等的正點(diǎn)電荷,則下列說法正確的是(

)A.B點(diǎn)和D1點(diǎn)的電勢(shì)相等B.B點(diǎn)和D1點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.若有一個(gè)質(zhì)子以某一初速度射入該空間中,可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.若有一個(gè)電子以某一初速度射入該空間中,可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)答案

AD1234567891011121314解析

電勢(shì)為標(biāo)量,電場(chǎng)強(qiáng)度為矢量,在等量同種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,根據(jù)對(duì)稱性可知B、D1兩點(diǎn)電勢(shì)相等,電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同,故A正確,B錯(cuò)誤;兩個(gè)等量正電荷形成的電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng),若粒子在該電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡上各處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大小相等,根據(jù)對(duì)稱性,該軌跡一定在直線AC1的中垂面上,且圓心一定在直線AC1的中點(diǎn)處,若有一個(gè)電子以某一初速度射入該處,兩個(gè)正電荷對(duì)它的引力的合力提供向心力,可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),而如果射入的是正電荷,將受到排斥力,受力方向不可能指向直線AC1的中點(diǎn),因此不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤,D正確。故選A、D。12345678910111213148.(2024山東棗莊一模)磷脂雙分子層是構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架,分子層之間具有彈性,可近似類比成勁度系數(shù)為k'的輕質(zhì)彈簧。細(xì)胞膜上的離子泵可以輸運(yùn)陰、陽離子,使其均勻地分布在分子層上,其結(jié)構(gòu)示意如圖所示。已知兩片無限大均勻帶電薄板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),靜電力常量為k,介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為εr,細(xì)胞膜的面積S?d2。1234567891011121314當(dāng)內(nèi)外兩膜層分別帶上電荷量Q和-Q后,關(guān)于兩分子膜層之間距離的變化情況,下列說法正確的是(

)B1234567891011121314解析

內(nèi)外兩膜層分別帶上電荷量Q和-Q后,兩膜層之間的電場(chǎng)力為引力,在該引力作用下,分子層之間的距離減小,設(shè)距離減小量為Δx,分子層之間具有彈性,可近似類比成勁度系數(shù)為k'的輕質(zhì)彈簧,由于兩片無限大均勻帶電薄板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),細(xì)胞膜的面積S?d2,則兩膜層間的電場(chǎng)也可近似視為勻強(qiáng)電場(chǎng),設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E,可知單獨(dú)一個(gè)極板產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為12345678910111213149.(多選)(2024浙江紹興一模)某絕緣空心球的示意圖如圖所示,a、b、c、d、E、F是球面與過球心O的水平截面交線的六個(gè)等分點(diǎn),分別在a、d和b、c固定等量的正、負(fù)電荷,即qa=qd=+q、qb=qc=-q,而AB是球的某一直徑且與水平面垂直,設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則(

)A.E、F兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.A、O、B三點(diǎn)的電勢(shì)分別記為φA、φO、φB,則φA=φB>φO=0C.將一正的試探電荷從A點(diǎn)沿圓弧AEB移到B點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力先做正功再做負(fù)功D.若b、c、d處的電荷固定不動(dòng),將a處的電荷移到O處,則電荷qa的電勢(shì)能將減小AD1234567891011121314解析

畫出在a、b、c、d四點(diǎn)的電荷在E、F兩點(diǎn)處的電場(chǎng)如圖所示,由圖可知,E、F兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同,選項(xiàng)A正確;由等量異種電荷周圍的電勢(shì)分布可知,A、O、B三點(diǎn)在等量異種電荷的連線的中垂面上,則各點(diǎn)電勢(shì)均為零,即φA=φB=φO=0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;將一正的試探電荷從A點(diǎn)沿圓弧AEB移到B點(diǎn)的過程中,電勢(shì)先升高后降低,則正電荷的電勢(shì)能先增加后減小,則電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若b、c、d處的電荷固定不動(dòng),將a處的電荷移到O處,因b處的電荷在O、a兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,則b處的電荷不使a處的電荷移到O處前后的電勢(shì)能改變,則主要考慮d、c兩處的電荷對(duì)電荷a的影響,d、c兩處的電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)為正,則在此處qa的電勢(shì)能為正,d、c兩處的電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)為零,則qa在O點(diǎn)的電勢(shì)能為零,可知將a處的電荷移到O處qa的電勢(shì)能將減小,選項(xiàng)D正確,故選A、D。123456789101112131410.(2024全國甲卷)在電荷量為Q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中,將無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)規(guī)定為零時(shí),距離該點(diǎn)電荷r處的電勢(shì)為,其中k為靜電力常量,多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì),等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在該點(diǎn)的電勢(shì)的代數(shù)和。電荷量分別為Q1和Q2的兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的等勢(shì)線如圖中曲線所示(圖中數(shù)字的單位是伏特),則(

)B1234567891011121314123456789101112131411.(2024山東日照一模)如圖甲所示,在絕緣光滑的水平面上建立x軸,在x=0處和x=6m處分別固定點(diǎn)電荷Q1和Q2。兩點(diǎn)電荷連線上的電勢(shì)φ與位置x之間的關(guān)系圖像如圖乙所示,圖中x=4m處的電勢(shì)最低。已知點(diǎn)電荷q在某點(diǎn)的電勢(shì)φ=(r為該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離,k為靜電力常量),若空間存在幾個(gè)點(diǎn)電荷時(shí),則某點(diǎn)的電勢(shì)為各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)電勢(shì)的代數(shù)和。在x=1m處由靜止釋放一個(gè)帶正電荷的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),下列判斷正確的是(

)A.Q1帶正電,Q2帶負(fù)電B.Q1=16Q2D.小球的最大加速度為在x=1m處加速度的4倍

C12345678910111213141234567891011121314123456789101112131412.(多選)(2024貴州畢節(jié)二模)如圖所示,豎直面內(nèi)有半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道BC,固定在光滑的水平地面上,且圓弧軌道最低點(diǎn)C與水平地面相切?？臻g加有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),A點(diǎn)位于B點(diǎn)左上方,相對(duì)于B點(diǎn)的水平距離和豎直高度均為R,一可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球從A點(diǎn)以某一速度水平拋出,恰能從B點(diǎn)無碰撞地沿圓弧切線進(jìn)入軌道,小球離開軌道后,運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)(D點(diǎn)未畫出)時(shí)速度減為零,則(

)A.小球帶負(fù)電B.CD段長度為2RD.從A點(diǎn)到D點(diǎn)的過程中小球電勢(shì)能增加了3mgRAD1234567891011121314解析

由題意可知小球恰好從B點(diǎn)無碰撞地沿圓弧切線進(jìn)入軌道,則小球進(jìn)入軌道前在水平方向上減速,小球受到水平向左的電場(chǎng)力作用,與電場(chǎng)方向相反,則小球帶負(fù)電,故A正確;小球恰好從B點(diǎn)無碰撞地沿圓弧切線進(jìn)入軌1234567891011121314可知小球受到的電場(chǎng)力大小為F=Eq=mg,小球從A點(diǎn)到D點(diǎn)的過程中,由動(dòng)能定理可得mg×2R-Fx=0-,解得x=3R,可得CD段的長度為xCD=x-2R=R,根據(jù)功能關(guān)系可得從A點(diǎn)到D點(diǎn)過程中小球的電勢(shì)能增加了ΔEp=Fx=3mgR,故B、C錯(cuò)誤,D正確。故選A、D。123456789101112131413.(13分)(2024河北卷)如圖所示,豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,用長為L的絕緣細(xì)線系住一帶電小球,在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。圖中A、B為圓周上的兩點(diǎn),A點(diǎn)為最低點(diǎn),B點(diǎn)與O點(diǎn)等高。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力恰好為0,已知小球的電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m,A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U,重力加速度大小為g,求:(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。(2