2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 電場的性質(zhì)、帶電粒子在電場中運動提能專訓(xùn).doc

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2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 電場的性質(zhì)、帶電粒子在電場中運動提能專訓(xùn)一、選擇題(本題共11小題，每小題4分，共44分多選全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1(xx新課標(biāo)全國卷)(多選)關(guān)于靜電場的電場強(qiáng)度和電勢，下列說法正確的是()A電場強(qiáng)度的方向處處與等電勢面垂直B電場強(qiáng)度為零的地方，電勢也為零C隨著電場強(qiáng)度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低D任一點的電場強(qiáng)度總是指向該點電勢降落最快的方向答案：AD解析：根據(jù)電場強(qiáng)度與電勢的關(guān)系解題電場線(電場強(qiáng)度)的方向總是與等電勢面垂直，選項A正確電場強(qiáng)度和電勢是兩個不同的物理量，電場強(qiáng)度等于零的地方，電勢不一定等于零，選項B錯誤沿著電場線方向，電勢不斷降落，電勢的高低與電場強(qiáng)度的大小無必然關(guān)系，選項C錯誤電場線(電場強(qiáng)度)的方向總是從高的等電勢面指向低的等電勢面，而且是電勢降落最快的方向，選項D正確2(xx陜西長安一中質(zhì)檢)如圖所示，xOy平面是無窮大導(dǎo)體的表面，該導(dǎo)體充滿z0的空間為真空將電荷為q的點電荷置于z軸上zh處，則在xOy平面上會產(chǎn)生感應(yīng)電荷空間任意一點處的電場皆是由點電荷q和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷共同激發(fā)的已知靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，則在z軸上，z處的場強(qiáng)大小為(k為靜電力常量)()Ak Bk Ck Dk答案：B解析：在z軸上處取一點M，由于該點場強(qiáng)為零，所以感應(yīng)電荷與q在該點產(chǎn)生場強(qiáng)大小相等、方向相反，所以感應(yīng)電荷場強(qiáng)E，同理可得感應(yīng)電荷在z處場強(qiáng)，所以z處場強(qiáng)E，選項B正確3(xx大綱全國)地球表面附近某區(qū)域存在大小為 150 N/C、方向豎直向下的電場一質(zhì)量為1.00104 kg、帶電量為1.00107 C的小球從靜止釋放，在電場區(qū)域內(nèi)下落 10.0 m對此過程，該小球的電勢能和動能的改變量分別為(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空氣阻力)()A1.50104 J和9.95103 JB1.50104 J和9.95103 JC1.50104 J和9.65103 JD1.50104 J和9.65103 J答案：D解析：對帶電小球受力分析，如圖所示，在此過程中，該小球的電勢能的改變量EpqEh1.50104 J；根據(jù)動能定理可得：小球的動能的改變量EkmghqEh9.65103 J，選項D正確，A、B、C錯誤4(xx吉林省吉林市質(zhì)量檢測)如圖甲所示，Q1、Q2為兩個被固定的點電荷，其中Q1帶負(fù)電荷，a、b兩點在它們連線的延長線上現(xiàn)有一帶負(fù)電荷的粒子以一定的初速度沿直線從a點開始經(jīng)b點向遠(yuǎn)處運動(粒子只受電場力作用)，粒子經(jīng)過a、b兩點時的速度分別為va、vb，其速度圖象如圖乙所示以下說法中正確的是()AQ2一定帶負(fù)電BQ2的電荷量一定大于Q1的電荷量Cb點的電場強(qiáng)度一定為零D整個運動過程中，粒子的電勢能先減小后增大答案：C解析：因為vt圖線的斜率表示加速度，根據(jù)題圖乙可知，粒子在b點的加速度為零，其電場力也為零，b點的電場強(qiáng)度一定為零，選項C正確；要使b點的場強(qiáng)為零，Q1、Q2必帶異種電荷，所以Q2一定帶正電，選項A錯誤；Q1、Q2單獨存在時在b點產(chǎn)生的場強(qiáng)必等大反向，再考慮到Q1到b點的距離較大，可知Q1的電荷量一定大于Q2的電荷量，選項B錯誤；整個運動過程中，粒子的動能和電勢能之和保持不變，考慮到其動能先減小后增大，則其電勢能一定是先增大后減小，選項D錯誤5(xx山東臨沂一模)(多選)如圖所示，A、B、C是平行紙面的勻強(qiáng)電場中的三點，它們之間的距離均為L，電荷量為q1.0105 C的負(fù)電荷由A移動到C電場力做功W14.0105 J，該電荷由C移動到B電場力做功W22.0105 J，若B點電勢為零，以下說法正確的是()AA點電勢為2 VBA點電勢為2 VC勻強(qiáng)電場的方向為由C指向AD勻強(qiáng)電場的方向為垂直于AC指向B答案：BC解析：C、B間電勢差為UCB V2 V，B點電勢為零，則UCBCB，則C點電勢C2 V，而A與C間的電勢差為UAC V4 V，UACAC，則A點電勢A2 V，故A項錯誤，B項正確；由以上分析可知，A、C連線的中點M電勢為0，M與B點的連線即為等勢線，且電場線垂直于等勢線，三角形ABC為等邊三角形，BMAC，根據(jù)沿著電場線方向，電勢降低，則有勻強(qiáng)電場的方向由C到A，故C項正確，D項錯誤6(xx湖北八校聯(lián)考)(多選)真空中有一正四面體ABCD，如圖M、N分別是AB和CD的中點現(xiàn)在A、B兩點分別固定電荷量為Q、Q的點電荷，下列說法中正確的是()A將試探電荷q從C點移到D點，電場力做正功，試探電荷q的電勢能降低B將試探電荷q從M點移到N點，電場力不做功，試探電荷q的電勢能不變CC、D兩點的電場強(qiáng)度相等DN點的電場強(qiáng)度方向平行AB且跟CD垂直答案：BCD解析：由幾何知識可判斷，AB垂直面DMC，且M點為AB的中點，則面DMC與AB的中垂面重合，故DMC為一等勢面，則DCNM，A項錯誤，B項正確；由電場的空間分布特點可判斷C、D項正確7(xx河北石家莊質(zhì)檢)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場如圖所示，在半球面AB上均勻分布著正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球面頂點與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點，OMON2R.已知M點的場強(qiáng)大小為E，則N點的場強(qiáng)大小為()A.E B. C.E D.E答案：A解析：左半球面AB上的正電荷產(chǎn)生的電場等效為帶電荷量為2q的整個球面的電場和帶電荷量為q的右半球面的電場的合電場，則EE，E為帶電荷量為q的右半球面在M點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小帶電荷量為q的右半球面在M點的場強(qiáng)大小與帶電荷量為q的左半球面AB在N點的場強(qiáng)大小相等，則ENEEE，則A正確8(xx山東濱州一模)如圖所示，分別在M、N兩點固定放置兩個點電荷Q和2Q，以M、N連線的中點O為圓心的圓周上有A、B、C、D四點下列說法正確的是()AA點電場強(qiáng)度小于B點電場強(qiáng)度BC點電場強(qiáng)度與D點電場強(qiáng)度相同CA點電勢小于B點電勢D將某正電荷從C點移到O點，電場力不做功答案：A解析：電場線方向由M指向N，則A點電勢高于B點電勢，C項錯誤；由于2QQ，N點處電場線比M點處電場線密，B點電場強(qiáng)度大于A點電場強(qiáng)度，A項正確；由于電場線關(guān)于MN對稱，C、D兩點電場線疏密程度相同，則C點電場強(qiáng)度大小等于D點電場強(qiáng)度大小，但方向不同，B項錯誤；由于兩電荷不等量異種，所以C、O兩點的電勢不相等，根據(jù)WqU知，將某正電荷從C點移到O點，電場力將做功，D項錯誤9(xx河北邯鄲一模)如圖所示，平行板電容器兩極板M、N相距d，兩極板分別與電壓恒為U的電源兩極連接，極板M帶正電現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止?fàn)顟B(tài)，且此時極板帶電荷量與油滴帶電荷量的比值為k，則()A油滴帶負(fù)電B油滴帶電荷量為C電容器的電容為D將極板N向下緩慢移動一小段距離，油滴將向上運動答案：A解析：油滴受到的重力和電場力平衡，即mgq，則電場力豎直向上，M板帶正電，故油滴帶負(fù)電，且q，A項正確，B項錯誤；由于極板所帶電荷量與油滴所帶電荷量的比值為k，即k，則Q，由C得C，C項錯誤；將極板N向下緩慢移動一小段距離，d增大，根據(jù)E可知，E變小，電場力變小，故油滴將向下運動，D項錯誤10(xx山東濰坊一模)(多選)直線ab是電場中的一條電場線，從a點無初速度釋放一電子，電子僅在電場力作用下，沿直線從a點運動到b點，其電勢能Ep隨位移x變化的規(guī)律如圖所示，設(shè)a、b兩點的電場強(qiáng)度分別為Ea和Eb，電勢分別為a和b.則()AEaEb BEaEb Cab答案：AC解析：根據(jù)圖象可知，圖線的斜率表示電場力的大小電子從a到b，電勢能圖線的斜率逐漸減小，則電場力逐漸減小，故電場強(qiáng)度逐漸減小，所以EaEb，A項正確，B項錯誤；由于電勢能逐漸降低，所以電場力做正功，則電子所受的電場力方向由a指向b，電場線的方向由b指向a，沿電場線方向電勢逐漸降低，所以ab，C項正確，D項錯誤11.(多選)如圖所示為空間某一電場的電場線，a、b兩點為其中一條豎直向下的電場線上的兩點，該兩點的高度差為h，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點靜止釋放后沿電場線運動到b點時速度大小為，則下列說法中正確的是()A質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點靜止釋放后沿電場線運動到b點的過程中動能增加量等于電勢能減少量Ba、b兩點的電勢差UC質(zhì)量為m、帶電荷量為2q的小球從a點靜止釋放后沿電場線運動到b點時速度大小為D質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點靜止釋放后沿電場線運動到b點時速度大小為答案：BD解析：質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點靜止釋放后沿電場線運動到b點的過程中，機(jī)械能與電勢能之和守恒，其動能增加量等于重力勢能、電勢能的減少量之和，選項A錯誤；設(shè)a、b之間的電勢差為U，由題意，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點靜止釋放后沿電場線運動到b點時速度大小為，根據(jù)動能定理，mghqUm3gh，解得qUmgh，a、b兩點的電勢差U，選項B正確；質(zhì)量為m、帶電荷量為2q的小球從a點靜止釋放后沿電場線運動到b點時，由動能定理得mgh2qUmv，解得v12，選項C錯誤；質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點靜止釋放后沿電場線運動到b點時，由動能定理得mghqUmv，解得v2，選項D正確二、計算題(本題包括3小題，共56分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分)12.(12分)反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場中的振蕩來產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似如圖所示，在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個勻強(qiáng)電場，一帶電微粒從A點由靜止開始，在電場力作用下沿直線在A、B兩點間往返運動，已知電場強(qiáng)度的大小分別是E12.0103 N/C和E24.0103 N/C，方向如圖所示，帶電微粒的質(zhì)量m1.01020 kg，帶電荷量q1.0109 C，A點距虛線MN的距離d11.0 cm，不計帶電微粒的重力，忽略相對論效應(yīng)，求：(1)B點距虛線MN的距離d2；(2)帶電微粒從A點運動到B點所經(jīng)歷的時間t.答案：(1)0.50 cm(2)1.5108 s解析：(1)帶電微粒由A運動到B的過程中，由動能定理有：|q|E1d1|q|E2d20，由式解得d2d10.50 cm.(2)設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)的加速度大小分別為a1、a2，由牛頓第二定律有：|q|E1ma1，|q|E2ma2.設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)運動的時間分別為t1、t2，由運動學(xué)公式有：d1a1t，d2a2t.又tt1t2，由式解得t1.5108 s.13(xx湖南長沙一中期末)(14分)噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，設(shè)偏轉(zhuǎn)板板長1.6 cm，兩板間的距離為0.50 cm，偏轉(zhuǎn)板的右端距紙3.2 cm.若一個墨汁微滴的質(zhì)量為1.61010 kg，以20 m/s的初速度垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是8.0103 V，若墨汁微滴打到紙上點距原射入方向的距離是2.0 mm.求：(1)這個墨汁微滴通過帶電室?guī)У碾娏渴嵌嗌伲?不計空氣阻力和重力)；(2)為了使紙上的字體放大10%，請你分析理出一個可行的方法答案：(1)2.51013 C(2)見解析解析：(1)帶電微滴的電量設(shè)為q，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，離開電場后沿直線打到紙上，距原入射方向的距離為Y()2L(L)代入數(shù)據(jù)可得q1.251013 C(2)由上式可知，Y與U成正比，可以提高偏轉(zhuǎn)板間的電壓U到8.8103 V，實現(xiàn)字體放大10%；由上式可知，Y與(L)成正比，因此也可以增加偏轉(zhuǎn)板與紙的距離L，1.1；L3.6 cm，實現(xiàn)字體放大10%.14(xx安徽理綜)(14分)如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開始下落，穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強(qiáng)電場，重力加速度為g)求：(1)小球到達(dá)小孔處的速度；(2)極板間電場強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量；(3)小球從開始下落運動到下極板處的時間答案：(1)(2)(3)解析：(1)由v22gh，得v(2)在極板間帶電小球受重力和電場力，有mgqEma0v22ad得EUEdQCU得Q(3)由hgt；0vat2；tt1t2綜合可得t15(16分)如圖甲所示，長為L、間距為d的兩金屬板A、B水平放置，ab為兩板的中心線，一個帶電粒子以速度v0從a點水平射入，沿直線從b點射出，若將兩金屬板接到如圖乙所示的交變電壓上，欲使該粒子仍能從b點以速度v0射出，求：(1)交變電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件？(2)粒子從a點射入金屬板的時刻應(yīng)滿足什么條件？答案：(1)T，其中n取大于等于的整數(shù)(2)tT(n1,2,3，)解析：(1)為使粒子仍從b點以速度v0穿出電場，在垂直于初速度方向上，粒子的運動應(yīng)為：加速，減速，反向加速，反向減速，經(jīng)歷四個過程后，回到中心線上時，在垂直于金屬板的方向上速度正好等于零，這段時間等于一個周期，故有LnTv0，解得T粒子在T內(nèi)離開中心線的距離為ya2又a，E，解得y在運動過程中離開中心線的最大距離為ym2y粒子不撞擊金屬板，應(yīng)有ymd解得T2d故n，即n取大于等于的整數(shù)所以粒子的周期應(yīng)滿足的條件為T，其中n取大于等于的整數(shù)(2)粒子進(jìn)入電場的時間應(yīng)為T，T，T，故粒子進(jìn)入電場的時間為tT(n1,2,3，)