2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)通關(guān)練強(qiáng)化訓(xùn)練6電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題

1、強(qiáng)化訓(xùn)練（6）電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題廳. 時(shí)間：60 分鐘滿分：100 分一、選擇題（本題共 10 小題，每小題 6 分，共 60 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，16小題只有一項(xiàng)符合題目要求，710 題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6 分，選對但不全的得 3 分，有選錯(cuò)的得 0 分。）1 關(guān)于靜電場，下列說法正確的是（）A. 電勢等于零的物體一定不帶電B. 電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)，電勢一定為零C. 同一電場線上的各點(diǎn)，電勢一定相等D. 負(fù)電荷沿電場線方向移動(dòng)時(shí)，電勢能一定增加答案 D解析 零電勢點(diǎn)的位置是人為選定的，與物體是否帶電無關(guān)，A 錯(cuò)誤。電場強(qiáng)度與電勢的大小之間無直接聯(lián)系，B 錯(cuò)

2、誤。沿電場線的方向電勢是逐漸降低的， C 錯(cuò)誤。負(fù)電荷沿電場 線方向移動(dòng)時(shí)，電場力做負(fù)功，電勢能一定增加，故D 正確。2.如圖所示，圖甲中電容器的兩個(gè)極板和電源的兩極相連，圖乙中電容器充電后斷開電源。在電容器的兩個(gè)極板間用相同的懸線分別吊起完全相同的小球，小球靜止時(shí)懸線和豎直 方向的夾角均為0，將兩圖中的右極板向右平移時(shí)，下列說法正確的是（）A. 圖甲中夾角減小，圖乙中夾角增大B. 圖甲中夾角減小，圖乙中夾角不變C. 圖甲中夾角不變，圖乙中夾角不變D. 圖甲中夾角減小，圖乙中夾角減小答案 B解析 圖甲中的電容器和電源相連，所以電容器兩極板間的電壓不變，當(dāng)極板間的距離增大時(shí)，根據(jù)公式E=U可知，

3、板間的電場強(qiáng)度減小，電場力減小，所以懸線和豎直方向的夾d角將減小。當(dāng)電容器充電后斷開電源，電容器的極板所帶的電荷量不變，根據(jù)平行板電容器rSQ4nkdQU4nkQ的電容公式，極板間的電壓 U=*紅：則極板間的電場強(qiáng)度E=-=空4nkdCrSdrS兩個(gè)極板電荷量不變， 距離改變時(shí)，場強(qiáng)與兩板間距離無關(guān)，故圖乙中夾角不變。 綜上分析,2選項(xiàng) B 正確。33. 2016 蘭州診斷如圖所示，一電子槍發(fā)射出的電子（初速度很小，可視為零）進(jìn)入加 速電場加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，射出后偏轉(zhuǎn)位移為y，要使偏轉(zhuǎn)位移增大，下列哪些措施是可行的（不考慮電子射出時(shí)碰到偏轉(zhuǎn)電極板的情況）（）A. 增大偏轉(zhuǎn)電壓UB. 增

4、大加速電壓U0C. 增大偏轉(zhuǎn)極板間距離D. 將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子答案 A解析 設(shè)偏轉(zhuǎn)電極板長為I，極板間距為d,由ql0= 2mV,t= V-,y=2at2=磐舌2，得 、Ul2、偏轉(zhuǎn)位移y=，增大偏轉(zhuǎn)電壓U,減小加速電壓U0，減小偏轉(zhuǎn)極板間距離，都可使偏轉(zhuǎn)位4U0d射電子改成發(fā)射負(fù)離子，偏轉(zhuǎn)位移不變，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤。4. 2016 合肥聯(lián)考如圖所示，正方體真空盒置于水平面上，它的ABC面與EFGK為金屬板，其他面為絕緣材料。ABCD面帶正電，EFGH面帶負(fù)電。從小孔P沿水平方向以相同速率射入三個(gè)質(zhì)量相同的帶正電液滴A、B、C,最后分別落在 1、2、3 三點(diǎn)，則下列說法正確的是（）移增大，選

5、項(xiàng) A 正確，B C 錯(cuò)誤；由于偏轉(zhuǎn)位移y= 4Ud與粒子質(zhì)量和帶電量無關(guān)，故將發(fā)O4A. 三個(gè)液滴在真空盒中都做平拋運(yùn)動(dòng)B. 三個(gè)液滴的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不一定相同5C. 三個(gè)液滴落到底板時(shí)的速率相同D. 液滴 C 所帶電荷量最多答案 D解析 三個(gè)液滴在水平方向受到電場力作用，水平方向不是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由于三個(gè)液滴在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，三個(gè)液滴的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，選項(xiàng)B 錯(cuò)誤。三個(gè)液滴落到底板時(shí)豎直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三個(gè)液滴到底板時(shí)的速率 不相同，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤。由于液滴C在水平方向位移最大， 說明液滴C在水平方向加速度最大， 所帶電荷量最多，選項(xiàng) D 正確。5. 2

6、017 浙江金麗衢聯(lián)考某空間區(qū)域有豎直方向的電場（圖中只畫出了一條電場線）， 一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q的帶正電物體，在電場中從A點(diǎn)由靜止開始沿電場線豎直向下運(yùn) 動(dòng)，不計(jì)一切阻力，運(yùn)動(dòng)過程中物體的機(jī)械能E與物體位移x的關(guān)系圖象如圖所示，由此可以判斷（）A. 物體所處的電場為非勻強(qiáng)電場，且場強(qiáng)不斷減小，場強(qiáng)方向向下B. 物體所處的電場為勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向向下C. 物體先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)D. 物體做加速運(yùn)動(dòng)，且加速度不斷增大答案 D解析 物體只受重力和電場力作用，E-x圖象中斜率的絕對值表示電場力的大小，斜率的絕對值逐漸減小，電場強(qiáng)度逐漸減小，由于機(jī)械能減小，電場力向上，物體帶正電，場強(qiáng) 方向

7、向上，A、B 錯(cuò)誤；由于物體能從靜止開始運(yùn)動(dòng)，電場力小于重力，向下的過程中電場力 減小，則合力增大，加速度增大，速度增大，C 錯(cuò)誤，D 正確。6. 2016 江西吉安一中期中如圖甲所示，兩個(gè)平行金屬板P、Q正對豎直放置，兩板間加上如圖乙所示的交變電壓。t= 0 時(shí)，Q板比P板電勢高Ub,在兩板的正中央M點(diǎn)有一電子在電場力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)（電子所受重力可忽略不計(jì)），已知電子在 04to時(shí)間內(nèi)未 與兩板相碰。則電子向左做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間段是（）6A. 0 toC. 2to3to答案 D解析 在 0to時(shí)間內(nèi)，電子所受電場力方向向右，電子向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，A 錯(cuò)誤；在to2to時(shí)

8、間內(nèi)，電子所受的電場力方向向左，電子向右做勻減速直線 運(yùn)動(dòng)，t= 2to時(shí)電子速度為零，B 錯(cuò)誤；在 2to3to時(shí)間內(nèi)，電子向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；在 3to4to時(shí)間內(nèi)，電子向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，t= 4to時(shí)電子速度為零，D 正確。7. 2oi6 遼寧沈陽二中測試在空間中水平面MN的下方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，質(zhì) 量為m的帶電小球由MN上方的A點(diǎn)以一定初速度水平拋出，從B點(diǎn)進(jìn)入電場，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度方向恰好水平，A、B、C三點(diǎn)在同一直線上，且AB=2BC如圖所示。由此可見（）A.電場力為 3mgB.小球帶正電C.小球從A到B與從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等D.小球從A到B與從B到C的速度變化

9、量的大小相等答案 AD解析 設(shè)AC與豎直方向的夾角為對帶電小球從A到C,電場力做負(fù)功，小球帶負(fù)電，由動(dòng)能定理知mgAC-cos0-qE- BC-cos0= o,解得電場力為qE= 3mgA 正確，B 錯(cuò)誤。 小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從A到B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的 2 倍，C 錯(cuò)誤。小球在豎直方向先加速后減速到o,水平方向速度不變，故小球從A到B與從B到C的速度變化量的大小相等，D 正確。&如圖甲所示，真空中有一半徑為R電荷量為+Q的均勻帶電球體，以球心為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿半徑方向建立x軸。理論分析表明，x軸上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度隨x變化關(guān)系如圖乙所示， 則（）T乙A. X2處電場強(qiáng)

10、度和xi處的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同B.球內(nèi)部的電場為勻強(qiáng)電場B. to2toD. 3to4to7C. Xi、X2兩點(diǎn)處的電勢相同D.假設(shè)將一個(gè)帶正電的試探電荷沿x軸移動(dòng)， 則從Xi移到R處電場力做的功大于從R移到X2處電場力做的功答案 AD解析 根據(jù)題圖乙所示的x軸上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度隨x變化關(guān)系知，X2處電場強(qiáng)度和Xi處 的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同，球內(nèi)部的電場為非勻強(qiáng)電場，選項(xiàng)A 正確，B 錯(cuò)誤；由圖象可知，電場線一定從圓心指向無窮遠(yuǎn)處，沿電場線方向電勢降低，所以Xi點(diǎn)處的電勢大于X2點(diǎn)處的電勢，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；根據(jù)U= Ed可知，圖象與坐標(biāo)軸所圍面積表示電勢差，lXiRUX2則從Xi移

11、到R處電場力做的功大于從R移到X2處電場力做的功，選項(xiàng) D 正確。9.20i7 長春模擬如圖所示，在正方形ABC區(qū)域內(nèi)有平行于AB邊的勻強(qiáng)電場，E、F、GH是各邊中點(diǎn)，其連線構(gòu)成正方形， 其中P點(diǎn)是EH的中點(diǎn)。一個(gè)帶正電的粒子（不計(jì)重力）從F點(diǎn)沿FH方向射入電場后恰好從D點(diǎn)射出。下列說法正確的是（）A.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定經(jīng)過P點(diǎn)B.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定經(jīng)過PE之間某點(diǎn)C.若將粒子的初速度變?yōu)樵瓉淼囊话耄?粒子會(huì)由E、D之間某點(diǎn)（不含E、D）射出正方形ABCC區(qū) 域D.若將粒子的初速度變?yōu)樵瓉淼囊话耄?粒子恰好由E點(diǎn)射出正方形ABCDx域答案 BD解析 粒子從F點(diǎn)沿FH方向射入電場后恰好從D點(diǎn)射出

12、，其軌跡是拋物線，則過D點(diǎn)作 速度的反向延長線一定與水平位移交于FH的中點(diǎn)，而延長線又經(jīng)過P點(diǎn)，所以粒子軌跡一定經(jīng)過PE之間某點(diǎn)，選項(xiàng) B 正確；由平拋知識可知，當(dāng)豎直位移一定時(shí)， 水平速度變?yōu)樵瓉淼?一半，則水平位移也變?yōu)樵瓉淼囊话耄x項(xiàng)D 正確。i0. 20i7 浙江寧波模擬如圖所示，MPQ為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為iE, ACB為光滑固定的半圓形軌道，軌道半徑為R A B為其水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn)，AC為匚圓4弧。一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為一q（q0）的帶電小球，從A點(diǎn)正上方高為H處由靜止釋放，并 從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入半圓形軌道。不計(jì)空氣阻力及一切摩擦，關(guān)于帶電小球的運(yùn)動(dòng)情況，下列 說法正

13、確的是8（）9A. 小球一定能從B點(diǎn)離開軌道B. 小球在AC部分可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.若小球能從B點(diǎn)離開，上升的高度一定小于HD. 小球到達(dá) C 點(diǎn)的速度可能為零答案 BC解析 若電場力大于重力，則小球有可能不從B點(diǎn)離開軌道，A 錯(cuò)誤；若電場力等于重力，小球在AC部分做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，B 正確；因電場力做負(fù)功，有機(jī)械能損失，若小球能從B點(diǎn)離開，上升的高度一定小于H,C 正確；由圓周運(yùn)動(dòng)知識可知，若小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為零，則電場力大于重力，小球在到達(dá)C點(diǎn)之前就已脫離軌道，D 錯(cuò)誤。二、計(jì)算題(本題共 3 小題，共 40 分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步 驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位。)

14、11. (12 分)如圖所示，在水平方向的勻強(qiáng)電場中有一表面光滑、與水平面成 45角的絕緣直桿AC其下端(C端)距地面高度h= 0.8 m。有一質(zhì)量 500 g 的帶電小環(huán)套在直桿上，正 以某一速度V。沿桿勻速下滑，小環(huán)離開桿后正好通過C端的正下方P點(diǎn)處。(g取 10 m/s1 2 3)求：1小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向；2小環(huán)在直桿上勻速運(yùn)動(dòng)速度的大小V0；3小環(huán)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的動(dòng)能。答案 (1)14.1 m/s與桿垂直斜向右下方(2)2 m/s(3)5 JO-(i，m10解析（1）小環(huán)在直桿上做勻速運(yùn)動(dòng)，電場力必定水平向右，否則小環(huán)將做勻加速運(yùn)動(dòng), 其受力情況如圖所示。由平衡條件得mg

15、;in45 =Eqcos45,得mg= Eq,離開直桿后，受mg Eq作用，則合力為F合=2mg= ma所以加速度a=2g=2X10 m/s2= 14.1 m/s2,方向與桿垂直斜向右下方。t- !qEt2= 0,1212貝 U E=2mv）+mg=0.5X2J+0.5x10X0.8 J=5 J。12. （12 分）如圖所示的絕緣細(xì)桿軌道固定在豎直面內(nèi)，其中，軌道半徑為R的 1/6 圓弧段桿與水平段桿和粗糙傾斜段桿分別在A、B兩點(diǎn)相切，圓弧桿的圓心O處固定著一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶負(fù)電小球穿在水平桿上，以方向水平向右、大 小等于；gR的速度通過A點(diǎn)，小球能夠上滑的最高

16、點(diǎn)為C,到達(dá)C后，小球?qū)⒀貤U返回。8若/CO= 30,小球第一次過A點(diǎn)后瞬間對圓弧細(xì)桿向下的彈力大小為mg從A至C小球克服庫侖力做的功為2-mgR重力加速度為g。求：（2）設(shè)小環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)的速度大小為vo,離開桿后經(jīng)時(shí)間t到達(dá)P點(diǎn)，則豎直方向：h=Vosin45t+知,水平方向：Vocos45由動(dòng)能定理得Ek-2mV=mghm/s = 2 m/s。3311(1) 小球第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；(2) 小球在C點(diǎn)受到的庫侖力大小；(3) 小球返回A點(diǎn)前瞬間對圓弧桿的彈力。(結(jié)果用m g、R表示)5316 -6/3答案(1)=mgR(2)-mg(3)mg方向向下643解析(1)設(shè)小球第一次到達(dá)B點(diǎn)

17、時(shí)的動(dòng)能為 云，因從A至B庫侖力不做功，故由機(jī)械能守恒定律有|m/= E+mgR1 cos60 )，將v=3R弋入上式解得 丘=|mgR(2)設(shè)小球在A點(diǎn)受到的庫侖力大小為F,第一次過A點(diǎn)后瞬間，由牛頓第二定律結(jié)合題_R平行于水平桿，由幾何關(guān)系得OC=cos 莎設(shè)兩電荷所帶電荷量分別為Q和q,靜電力常量為k,在A點(diǎn)，庫侖力大小F=k = mg在C點(diǎn)，庫侖力大小F=k!?2,聯(lián)立解得F=mgROC4從A至C,設(shè)小球克服庫侖力和摩擦力做的功分別為W和W。由動(dòng)能定理有WW-mgR=0 |m2,將W=2；3mgR v=代入上式得W=33-4mgR從C至A,由對稱關(guān)系可知，小球克服摩擦力做功也為W,設(shè)小

18、球返回A點(diǎn)前瞬間的速 度為v,對圓弧軌道的彈力為N,小球從A至C再返回A點(diǎn)的整個(gè)過程中， 庫侖力做功為 0,重力做功為 0 ,由動(dòng)能v28意有F+N mg= mR,將 N= mg v=F=mg因/CO& 30,故知0C；gR弋入上式得3312定理有1,2121,28 3曲2VW= ?mv mv,解得 2mv=mgR/ 2在A點(diǎn)，由牛頓第二定律有F+Nmg=卅百，解得mg方向向下。N16 6,3mg方向向上,由牛頓第三定律可小球?qū)A弧桿的彈力大小為16 6、31313. (16 分)靜電噴漆技術(shù)具有效率高、浪費(fèi)少、質(zhì)量好、有利于工人健康等優(yōu)點(diǎn)，其裝 置示意圖如圖所示。A B為兩塊平行金屬板，間距d= 0.30 m，兩板間有方向由B指向A電場強(qiáng)度E= 1.0 x103N/C 的勻強(qiáng)電場。在A板的中央放置一個(gè)安全接地的靜電油漆噴槍P,油漆噴槍的半圓形噴嘴可向各個(gè)方向均勻地噴出帶電油漆微粒，油漆微粒的質(zhì)量m= 2.0