(新課標(biāo))2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題六 靜電場(chǎng) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練32.doc
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課時(shí)跟蹤訓(xùn)練(三十二) 增分提能 一、選擇題 1.一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖中虛線所示,電場(chǎng)方向豎直向下. 若不計(jì)空氣阻力,則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,能量的變化情況為( ) A.動(dòng)能減少 B.電勢(shì)能增加 C.動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少 D.重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加 [解析] 該油滴從a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng),根據(jù)其軌跡的彎曲趨勢(shì),結(jié)合力學(xué)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,可以判斷電場(chǎng)力一定豎直向上,且電場(chǎng)力大于重力,所以油滴帶負(fù)電荷.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中合力向上做正功,根據(jù)動(dòng)能定理,油滴動(dòng)能增加,A錯(cuò)誤;電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能必然減少,B錯(cuò)誤;該處能量守恒的形式表現(xiàn)為電勢(shì)能、機(jī)械能(動(dòng)能+重力勢(shì)能)之和守恒,根據(jù)能量守恒定律,既然動(dòng)能增加,則重力勢(shì)能與電勢(shì)能之和一定減少,D錯(cuò)誤;油滴上升,重力勢(shì)能增加,動(dòng)能和電勢(shì)能之和必然減少,所以本題正確選項(xiàng)是C. [答案] C 2.(多選)(2015四川卷)如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是O,最低點(diǎn)是P,直徑MN水平,a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷),b固定在M點(diǎn),a從N點(diǎn)靜止釋放,沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫(huà)出)時(shí)速度為零,則小球a( ) A.從N到Q的過(guò)程中,重力與庫(kù)侖力的合力先增大后減小 B.從N到P的過(guò)程中,速率先增大后減小 C.從N到Q的過(guò)程中,電勢(shì)能一直增加 D.從P到Q的過(guò)程中,動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量 [解析] 小球a從N點(diǎn)釋放一直到達(dá)Q點(diǎn)的過(guò)程中,a、b兩球的距離一直減小,庫(kù)侖力變大,a受重力不變,重力和庫(kù)侖力的夾角從90一直減小,故合力變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球a從N到P的過(guò)程中,速度方向與重力和庫(kù)侖力的合力方向的夾角由小于90到大于90,故庫(kù)侖力與重力的合力先做正功后做負(fù)功,a球速率先增大后減小,選項(xiàng)B正確;小球a由N到Q的過(guò)程中庫(kù)侖力一直做負(fù)功,電勢(shì)能一直增加,選項(xiàng)C正確;小球a從P到Q的過(guò)程中,減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和,故動(dòng)能的減少量大于電勢(shì)能的增加量,則選項(xiàng)D錯(cuò)誤. [答案] BC 3.(多選)如下圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,某帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在A點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向上,在B點(diǎn)時(shí)速度方向水平向右,在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子只受電場(chǎng)力和重力作用,且所受電場(chǎng)力是重力的倍,此過(guò)程中克服重力做的功為1 J,電場(chǎng)力做的正功為3 J,則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.粒子帶正電 B.粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)多2 J C.粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少3 J D.粒子由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中速度最小時(shí),速度的方向與水平方向的夾角為60 [解析] 由于粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,則電場(chǎng)力的方向水平向右,與電場(chǎng)線的方向一致,故該粒子帶正電,選項(xiàng)A正確;從A點(diǎn)到B點(diǎn),由動(dòng)能定理可得,合外力做的功為2 J,即粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)少2 J,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從A點(diǎn)到B點(diǎn),由能量守恒定律可得,除重力外其他力做的功為3 J,則粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少3 J,選項(xiàng)C正確;設(shè)C點(diǎn)為粒子由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中速度最小的位置,則C點(diǎn)為等效重力場(chǎng)中的等效最高點(diǎn),粒子在C點(diǎn)的受力圖如右圖所示,速度vC與F等效垂直,由圖中的幾何關(guān)系知速度vC的方向與水平方向的夾角為60,選項(xiàng)D正確. [答案] ACD 4.兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn),兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零,ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高,則( ) A.N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零 B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零 C.N、C間電場(chǎng)強(qiáng)度方向指向x軸正方向 D.將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功 [解析] A、N點(diǎn)的電勢(shì)等于零,電場(chǎng)強(qiáng)度大小不為零,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;從N到C電勢(shì)升高,N、C間電場(chǎng)強(qiáng)度方向指向x軸負(fù)方向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;從N到C電勢(shì)升高,從C到D電勢(shì)降低,將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到C點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,從C點(diǎn)到D點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,選項(xiàng)D正確. [答案] D 5.(多選)(2016福建漳州三聯(lián))空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖所示,x軸上B、C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度在x方向上的分量分別是EBx、ECx,下列說(shuō)法中正確的有( ) A.EBx的大小大于ECx的大小 B.EBx的方向沿x軸正方向 C.電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在x方向上的分量最大 D.負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過(guò)程中,電場(chǎng)力先做正功,后做負(fù)功 [解析] 在B點(diǎn)和C點(diǎn)附近分別取很小的一段(d),由圖象知B點(diǎn)段對(duì)應(yīng)的電勢(shì)差大于C點(diǎn)段對(duì)應(yīng)的電勢(shì)差,將此小段看作是勻強(qiáng)電場(chǎng),再由E==,可見(jiàn)EBx>ECx,A項(xiàng)正確;同理可知O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零,C項(xiàng)錯(cuò)誤;因沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,則由圖可知在O點(diǎn)左側(cè),電場(chǎng)方向在x方向上的分量沿x軸負(fù)方向,在O點(diǎn)右側(cè),電場(chǎng)方向在x方向上的分量沿x軸正方向,則負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過(guò)程中,電場(chǎng)力先做正功,后做負(fù)功,所以B項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確. [答案] AD 6.(2017華師附中模擬)已知電荷均勻分布的絕緣球,球殼對(duì)殼內(nèi)點(diǎn)電荷的作用力為零,對(duì)球殼外點(diǎn)電荷的作用力等于將所有電荷量全部集中在球心的點(diǎn)電荷對(duì)球外點(diǎn)電荷的作用力.若真空中有一半徑為R的均勻帶正電的絕緣球,通過(guò)其球心作一條直線用r表示該直線上某點(diǎn)到球心的距離,則該直線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨r變化的圖象正確的是( ) [解析] 該球的電荷密度ρ=,球內(nèi)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于以距球心的距離r為半徑的球體所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,大小E=k=,球外某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=k,只有選項(xiàng)A正確. [答案] A 7.x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況如圖所示,場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸平行,規(guī)定沿x軸正方向?yàn)檎?,一?fù)點(diǎn)電荷從坐標(biāo)原點(diǎn)O以一定的初速度沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),點(diǎn)電荷到達(dá)x2位置時(shí)速度第一次為零,在x3位置時(shí)速度第二次為零,不計(jì)粒子的重力.下列說(shuō)法正確的是( ) A.點(diǎn)電荷從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x2位置,再運(yùn)動(dòng)到x3位置的過(guò)程中,速度先均勻減小再均勻增大,然后減小再增大 B.點(diǎn)電荷從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x2位置,再運(yùn)動(dòng)到x3位置的過(guò)程中,加速度先減小再增大,然后保持不變 C.O點(diǎn)與x2位置的電勢(shì)差和O點(diǎn)與x3位置的電勢(shì)差相等,即UOx2=UOx3 D.點(diǎn)電荷在x2、x3位置的電勢(shì)能最小 [解析] 負(fù)點(diǎn)電荷從O點(diǎn)到x2位置做減速運(yùn)動(dòng),從x2位置到O點(diǎn)做加速度先增大再減小,又增大后減小的加速運(yùn)動(dòng),從O點(diǎn)到x3位置做勻減速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;負(fù)點(diǎn)電荷從x2位置到x3位置,由動(dòng)能定理得qUx2x3=0,則選項(xiàng)C正確;負(fù)點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)中僅有電場(chǎng)力做功,動(dòng)能和電勢(shì)能之和一定,在x2、x3位置的動(dòng)能最小,電勢(shì)能最大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. [答案] C 8.(2017吉林模擬)在x軸上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的a、b兩點(diǎn)處固定兩個(gè)電荷量相等的點(diǎn)電荷,如圖所示的E-x圖象描繪了x軸上部分區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度(以x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向).對(duì)于該電場(chǎng)中x軸上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的c、d兩點(diǎn),下列結(jié)論正確的是( ) A.兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同,c點(diǎn)電勢(shì)更高 B.兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同,d點(diǎn)電勢(shì)更高 C.兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不同,兩點(diǎn)電勢(shì)相等,均比O點(diǎn)電勢(shì)高 D.兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不同,兩點(diǎn)電勢(shì)相等,均比O點(diǎn)電勢(shì)低 [解析] 題圖中a點(diǎn)左側(cè)、b點(diǎn)右側(cè)的電場(chǎng)都沿x軸負(fù)方向,則a點(diǎn)處為正電荷,b點(diǎn)處為負(fù)電荷,又兩點(diǎn)電荷的電荷量相等,則c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同,c點(diǎn)電勢(shì)更高,A對(duì),B、C、D錯(cuò). [答案] A 9.(2017云南玉溪模擬)如圖所示,無(wú)限大均勻帶正電的薄板豎直放置,其周圍空間的電場(chǎng)可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng).光滑絕緣細(xì)管垂直穿過(guò)板中間小孔,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶負(fù)電小球在細(xì)管內(nèi)運(yùn)動(dòng).以小孔為原點(diǎn)建立x軸,規(guī)定x軸正方向?yàn)榧铀俣萢和速度v的正方向,下圖分別表示x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)φ、小球的加速度a、速度v和動(dòng)能Ek隨x的變化圖象,其中正確的是( ) [解析] 在x<0范圍內(nèi),當(dāng)x增大時(shí),由電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),且U=Ed,可知電勢(shì)差均勻增大,φ-x圖線應(yīng)為向上傾斜的直線;在x>0范圍內(nèi),當(dāng)x增大時(shí),同理可知電勢(shì)差均勻減小,φ-x圖線應(yīng)為向下傾斜的直線,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.在x<0范圍內(nèi),電場(chǎng)力向右,加速度向右,為正值;在x>0范圍內(nèi),電場(chǎng)力向左,加速度向左,為負(fù)值;選項(xiàng)B錯(cuò)誤.在x<0范圍內(nèi),根據(jù)動(dòng)能定理得qEΔx=mv-mv,v-x圖象中的圖線應(yīng)是曲線;同理,在x>0范圍內(nèi),圖線也為曲線,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.在x<0范圍內(nèi),根據(jù)動(dòng)能定理得qEΔx=ΔEk,Ek-x圖象中的圖線應(yīng)是傾斜的直線;同理,在x>0范圍內(nèi),圖線也為傾斜的直線,選項(xiàng)D正確. [答案] D 10.假設(shè)空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ隨x的變化情況如圖所示,根據(jù)圖中信息可以確定下列說(shuō)法中正確的是( ) A.空間各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向均與x軸垂直 B.電荷沿x軸從O移到x1的過(guò)程中,一定不受電場(chǎng)力的作用 C.正電荷沿x軸從x2移到x3的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少 D.負(fù)電荷沿x軸從x4移到x5的過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加 [解析] 由題圖看出,x軸上各點(diǎn)電勢(shì)不全相等,x軸不是一條等勢(shì)線,所以空間各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向不全與x軸垂直,故A錯(cuò)誤;x軸上從O到x1,各點(diǎn)電勢(shì)相等,任意兩點(diǎn)間電勢(shì)差為零,電荷沿x軸從O移到x1的過(guò)程中,電場(chǎng)力做功為零,但電場(chǎng)力不一定為零,故B錯(cuò)誤;正電荷沿x軸從x2移到x3的過(guò)程中,電勢(shì)升高,電荷的電勢(shì)能增加,電場(chǎng)力做負(fù)功,故C錯(cuò)誤;負(fù)電荷沿x軸從x4移到x5的過(guò)程中,電勢(shì)降低,電荷的電勢(shì)能增加,電場(chǎng)力做負(fù)功,故D正確. [答案] D 二、非選擇題 11.(2017亳州模擬)如圖甲所示,一光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,在細(xì)桿右側(cè)d=0.30 m的A點(diǎn)處有一固定的點(diǎn)電荷.細(xì)桿上套有一帶電荷量q=110-6 C、質(zhì)量m=0.05 kg的小環(huán).設(shè)小環(huán)與點(diǎn)電荷的豎直高度差為h,將小環(huán)由靜止釋放后,其動(dòng)能Ek隨h的變化曲線如圖乙所示.已知靜電力常量k=9.0109 Nm2/C2,重力加速度g=10 m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)試估算點(diǎn)電荷所帶電荷量Q的大小; (2)求小環(huán)位于h1=0.40 m處時(shí)的加速度a; (3)求小環(huán)從h2=0.30 m處下落到h3=0.12 m處的過(guò)程中,其電勢(shì)能的改變量. [解析] (1)由題圖乙可知,當(dāng)h′=0.36 m(或h′=0.12 m)時(shí),小環(huán)所受合力為零,則有k=mg 代入已知數(shù)據(jù)解得Q==1.610-5 C. (2)小環(huán)加速度沿桿方向,則 mg-F1=ma 又F1=k. 代入已知數(shù)據(jù)解得a=0.78 m/s2,方向豎直向下. (3)設(shè)小環(huán)從h2=0.30 m處下落到h3=0.12 m處的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)小環(huán)做功為WE 根據(jù)動(dòng)能定理有mg(h2-h(huán)3)+WE=ΔEk=0.0550 J-0.0685 J=-0.0135 J 代入已知數(shù)據(jù)解得WE=ΔEk-mgΔh≈-0.10 J 所以小環(huán)的電勢(shì)能增加了0.10 J. [答案] (1)1.610-5 C (2)0.78 m/s2,方向豎直向下 (3)增加0.10 J 12.(2017廣東華南聯(lián)考)在光滑的水平面上固定一個(gè)直角三角形支架ABC,其中一個(gè)角度為37.支架的A端固定一絕緣光滑的管道,內(nèi)部固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧,在彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)彈簧的另一端Q與A的間距為2R,AC=7R.在Q點(diǎn)右側(cè)有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示.質(zhì)量為m、帶正電q的小物塊P自C點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).已知P與CQ直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,其余部分光滑.(取sin37=,cos37=) (1)求P第一次運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度的大?。? (2)若用P緩慢壓縮彈簧到某點(diǎn)E,由靜止釋放后,P滑過(guò)C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與AB所在直線間距最遠(yuǎn)點(diǎn)M處,M點(diǎn)與AB所在直線的距離為R.求P在E點(diǎn)時(shí),彈簧具有的彈性勢(shì)能; (3)若支架在C端與一半徑為R的光滑圓弧軌道相切于C點(diǎn),O為圓心,OD∥BC.A、B、C、D均在同一平面內(nèi).用P緩慢壓縮彈簧到某點(diǎn)由靜止釋放,要使P能夠到達(dá)圓軌道、并在經(jīng)過(guò)圓軌道時(shí)不脫離圓軌道,求釋放P時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能. [解析] (1)對(duì)小物塊,由靜止下滑到Q點(diǎn)過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理 qEssin37-μqEscos37=mv2 s=AC-AQ=5R 得:v=2 (2)在最遠(yuǎn)點(diǎn)M處,速度垂直于E,根據(jù)運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性,相當(dāng)于從M點(diǎn)平拋到C點(diǎn),則 y=R-ACsin37=R v=2ay qE=ma vCsin37=vy 從E到C過(guò)程根據(jù)能量守恒: Ep=mv+qECQsin37+μqECQcos37 有:Ep=qER=qER (3)有三種臨界情況: 第一種:若剛好能夠到達(dá)C點(diǎn),vC=0 根據(jù)動(dòng)能定理: Ep1=qECQsin37+μqECQcos37 有:Ep1=4qER 第二種:若剛好能夠到達(dá)O點(diǎn)右側(cè)的K點(diǎn),vK=0 根據(jù)動(dòng)能定理: Epq=qECQsin37+μqECQcos37+qERcos37 有:Ep2=qER 第三種:若剛好能夠通過(guò)D點(diǎn): 在D點(diǎn):qE=m r=R 根據(jù)動(dòng)能定理: Ep3=qECQsin37+μqECQcos37+qER(1+cos37)+mv 有:Ep3=qER 要使P能夠到達(dá)圓軌道,并在經(jīng)過(guò)圓軌道時(shí)不脫離圓軌道,釋放P時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能應(yīng)滿足:4qER- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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