24版高中同步新教材必修第三冊(cè)人教物理備課資源綜合拔高練含答案

24版高中同步新教材必修第三冊(cè)人教物理備課資源綜合拔高練五年高考練考點(diǎn)1電勢(shì)高低及電勢(shì)能大小的判斷1.(2022江蘇,9)如圖所示,正方形ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)各固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,電荷量相等,O點(diǎn)為正方形的中心?，F(xiàn)將A點(diǎn)的電荷沿OA的延長(zhǎng)線向無窮遠(yuǎn)處移動(dòng),則()A.在移動(dòng)過程中,O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度變小B.在移動(dòng)過程中,C點(diǎn)的電荷所受靜電力變大C.在移動(dòng)過程中,移動(dòng)的電荷所受靜電力做負(fù)功D.當(dāng)其移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處,O點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)2.(2022湖南,2)如圖,四根完全相同的均勻帶正電絕緣長(zhǎng)棒對(duì)稱放置在長(zhǎng)方體的四條長(zhǎng)邊a、b、c、d上。移去a處的絕緣棒,假定另外三根絕緣棒電荷分布不變。關(guān)于長(zhǎng)方體幾何中心O點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度方向和電勢(shì)的變化,下列說法正確的是()A.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向a,電勢(shì)減小B.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向c,電勢(shì)減小C.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向a,電勢(shì)增大D.電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直指向c,電勢(shì)增大3.(2021北京,9)如圖所示的平面內(nèi),有靜止的等量異號(hào)點(diǎn)電荷,M、N兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線對(duì)稱,M、P兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線的中垂線對(duì)稱。下列說法正確的是()A.M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大B.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)高C.N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同D.電子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在P點(diǎn)的電勢(shì)能大4.(2021江蘇,10)一球面均勻帶有正電荷,球內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,如圖所示,O為球心,A、B為直徑上的兩點(diǎn),OA=OB,現(xiàn)垂直于AB將球面均分為左右兩部分,C為截面上的一點(diǎn),移去左半球面,右半球面所帶電荷仍均勻分布,則()A.O、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)C.沿直線從A到B電勢(shì)先升高后降低D.沿直線從A到B電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大考點(diǎn)2電場(chǎng)線、等勢(shì)面的特點(diǎn)及應(yīng)用5.(2022浙江1月選考,10)某種氣體—電子放大器的局部結(jié)構(gòu)是由兩塊夾有絕緣介質(zhì)的平行金屬薄膜構(gòu)成,其上存在等間距小孔,其中相鄰兩孔截面上的電場(chǎng)線和等勢(shì)線的分布如圖所示。下列說法正確的是()A.a點(diǎn)所在的線是等勢(shì)線B.b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比c點(diǎn)大C.b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的值比a、c兩點(diǎn)間的大D.將電荷沿圖中的線從d→e→f→g移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做功為零6.(2022全國(guó)乙,19)如圖,兩對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷+q、-q(q>0)固定于正方形的4個(gè)頂點(diǎn)上。L、N是該正方形兩條對(duì)角線與其內(nèi)切圓的交點(diǎn),O為內(nèi)切圓的圓心,M為切點(diǎn)。則()A.L和N兩點(diǎn)處的電場(chǎng)方向相互垂直B.M點(diǎn)的電場(chǎng)方向平行于該點(diǎn)處的切線,方向向左C.將一帶正電的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn),電場(chǎng)力做正功D.將一帶正電的點(diǎn)電荷從L點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零7.(2021全國(guó)甲,19)某電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖所示,圖中a、b、c、d、e為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn),則()A.一正電荷從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn),電場(chǎng)力做正功B.一電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功為4eVC.b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢(shì)面,方向向右D.a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中,b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小最大8.(2022重慶,8)如圖為兩點(diǎn)電荷Q、Q'的電場(chǎng)等勢(shì)面分布示意圖,Q、Q'位于x軸上,相鄰等勢(shì)面的電勢(shì)差為3V。若x軸上的M點(diǎn)和N點(diǎn)位于0V等勢(shì)面上,P為某等勢(shì)面上一點(diǎn),則()A.N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小比M點(diǎn)的大B.Q為正電荷C.M點(diǎn)的電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向D.P點(diǎn)與M點(diǎn)的電勢(shì)差為12V9.(2021全國(guó)乙,15)如圖(a),在一塊很大的接地金屬平板的上方固定一負(fù)電荷。由于靜電感應(yīng),在金屬平板上表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷,金屬板上方電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖(b)中虛線所示,相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差都相等。若將一正試探電荷先后放于M和N處,該試探電荷受到的電場(chǎng)力大小分別為FM和FN,相應(yīng)的電勢(shì)能分別為EpM和EpN,則()A.FM<FN,EpM>EpNB.FM>FN,EpM>EpNC.FM<FN,EpM<EpND.FM>FN,EpM<EpN考點(diǎn)3電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系10.(2022湖北,4)密立根油滴實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接,板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)。用一個(gè)噴霧器把密度相同的許多油滴從上板中間的小孔噴入電場(chǎng),油滴從噴口噴出時(shí)由于摩擦而帶電。金屬板間電勢(shì)差為U時(shí),電荷量為q、半徑為r的球狀油滴在板間保持靜止。若僅將金屬板間電勢(shì)差調(diào)整為2U,則在板間能保持靜止的球狀油滴所帶電荷量和半徑可以為()A.q,rB.2q,rC.2q,2rD.4q,2r11.(2021海南,11)如圖,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一虛線圓,ab和cd是圓的兩條直徑,其中ab與電場(chǎng)方向的夾角為60°,ab=0.2m,cd與電場(chǎng)方向平行,a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab=20V。則()A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=200V/mB.b點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低5VC.將電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做正功D.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能考點(diǎn)4電場(chǎng)中的圖像問題12.(2021山東,6)如圖甲所示,邊長(zhǎng)為a的正方形,四個(gè)頂點(diǎn)上分別固定一個(gè)電荷量為+q的點(diǎn)電荷;在0≤x<22a區(qū)間,x軸上電勢(shì)φ的變化曲線如圖乙所示。現(xiàn)將一電荷量為-Q的點(diǎn)電荷P置于正方形的中心O點(diǎn),此時(shí)每個(gè)點(diǎn)電荷所受庫侖力的合力均為零。若將P沿x軸向右略微移動(dòng)后,由靜止釋放,以下判斷正確的是()A.Q=2+12q,釋放后B.Q=2+12q,釋放后C.Q=22+14q,D.Q=22+14q,13.(2020課標(biāo)Ⅰ,17)圖(a)所示的電路中,K與L間接一智能電源,用以控制電容器C兩端的電壓UC。如果UC隨時(shí)間t的變化如圖(b)所示,則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時(shí)間t變化的圖像中,正確的是()考點(diǎn)5電容器14.(2022重慶,2)如圖為某同學(xué)采用平行板電容器測(cè)量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖,電容器上極板固定,下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng),兩極板間電壓不變。若材料溫度降低時(shí),極板上所帶電荷量變少,則()A.材料豎直方向尺度減小B.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變C.極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大D.電容器電容變大考點(diǎn)6帶電粒子(物體)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)15.(2022浙江6月選考,9)如圖所示,帶等量異種電荷的兩正對(duì)平行金屬板M、N間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),板長(zhǎng)為L(zhǎng)(不考慮邊界效應(yīng))。t=0時(shí)刻,M板中點(diǎn)處的粒子源發(fā)射兩個(gè)速度大小為v0的相同粒子,垂直M板向右的粒子,到達(dá)N板時(shí)速度大小為2v0;平行M板向下的粒子,剛好從N板下端射出。不計(jì)重力和粒子間的相互作用,則()A.M板電勢(shì)高于N板電勢(shì)B.兩個(gè)粒子的電勢(shì)能都增加C.粒子在兩板間的加速度a=2D.粒子從N板下端射出的時(shí)間t=(16.(2022全國(guó)甲,21)地面上方某區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),將一帶正電荷的小球自電場(chǎng)中P點(diǎn)水平向左射出。小球所受的重力和電場(chǎng)力的大小相等,重力勢(shì)能和電勢(shì)能的零點(diǎn)均取在P點(diǎn)。則射出后,()A.小球的動(dòng)能最小時(shí),其電勢(shì)能最大B.小球的動(dòng)能等于初始動(dòng)能時(shí),其電勢(shì)能最大C.小球速度的水平分量和豎直分量大小相等時(shí),其動(dòng)能最大D.從射出時(shí)刻到小球速度的水平分量為零時(shí),重力做的功等于小球電勢(shì)能的增加量17.(2021湖南,9)如圖,圓心為O的圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向與圓平面平行,ab和cd為該圓直徑。將電荷量為q(q>0)的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),電場(chǎng)力做功為2W(W>0);若將該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功為W。下列說法正確的是()A.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向與ab平行B.將該粒子從d點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),電場(chǎng)力做功為0.5WC.a點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)D.若只受電場(chǎng)力,從d點(diǎn)射入圓形電場(chǎng)區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運(yùn)動(dòng)18.(2022北京,18)如圖所示,真空中平行金屬板M、N之間距離為d,兩板所加的電壓為U。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從M板由靜止釋放。不計(jì)帶電粒子的重力。(1)求帶電粒子所受的靜電力的大小F;(2)求帶電粒子到達(dá)N板時(shí)的速度大小v;(3)若在帶電粒子運(yùn)動(dòng)d2距離時(shí)撤去所加電壓,求該粒子從M板運(yùn)動(dòng)到N板經(jīng)歷的時(shí)間t19.(2022遼寧,14)如圖所示,光滑水平面AB和豎直面內(nèi)的光滑14圓弧導(dǎo)軌BO在B點(diǎn)平滑連接,導(dǎo)軌半徑為R。質(zhì)量為m的帶正電小球?qū)⑤p質(zhì)彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放,脫離彈簧后經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小為gR,之后沿導(dǎo)軌BO運(yùn)動(dòng)。以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系xOy,在x≥-R區(qū)域有方向與x軸夾角為θ=45°的勻強(qiáng)電場(chǎng),進(jìn)入電場(chǎng)后小球受到的電場(chǎng)力大小為2mg,小球在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量保持不變,重力加速度為g。求(1)彈簧壓縮至A點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能;(2)小球經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度大小;(3)小球過O點(diǎn)后運(yùn)動(dòng)的軌跡方程。三年模擬練應(yīng)用實(shí)踐1.(2023廣東廣州廣雅中學(xué)月考)在維護(hù)和檢修高壓供電線路時(shí),為了不影響城市用電,電工經(jīng)常要在高壓線上帶電作業(yè)。為了保障安全,電工全身要穿上用金屬絲線編織的衣服(如圖甲)。圖乙中電工站在高壓直流輸電線的A供電線上作業(yè),頭頂上方有B供電線,B供電線的電勢(shì)高于A電線的電勢(shì)。虛線表示電工周圍某一截面上的等差等勢(shì)線,c、d、e、f是等勢(shì)線上的四個(gè)點(diǎn)。以下說法中正確的是()A.在c、d、e、f四點(diǎn)中,c點(diǎn)的電場(chǎng)最強(qiáng)B.在c、d、e、f四點(diǎn)中,f點(diǎn)的電勢(shì)最高C.若將某電子由c移到f,其電勢(shì)能將增加D.將某電子在d點(diǎn)由靜止釋放,它會(huì)向e點(diǎn)所在等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)2.(2022江蘇南京第一中學(xué)月考)微信運(yùn)動(dòng)步數(shù)的測(cè)量是通過手機(jī)內(nèi)電容式加速度傳感器實(shí)現(xiàn)的。如圖所示,M極板固定,當(dāng)手機(jī)的加速度變化時(shí),N極板只能按圖中標(biāo)識(shí)的“前”或“后”方向運(yùn)動(dòng)。圖中R為定值電阻。下列對(duì)傳感器描述正確的是()A.靜止時(shí),電流表示數(shù)為零,電容器兩極板不帶電B.保持向前勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中沒有電流C.由靜止突然向后運(yùn)動(dòng)時(shí),電容器的電容減小D.由靜止突然向前運(yùn)動(dòng)時(shí),電流由a向b流過電流表3.(2023浙江七彩陽光新高考聯(lián)盟聯(lián)考)兩個(gè)帶電荷量不等的點(diǎn)電荷Q、q周圍的電場(chǎng)線分布如圖所示,虛線為兩電荷連線的中垂線,c、d兩點(diǎn)在中垂線上,且關(guān)于兩電荷連線對(duì)稱。下列說法正確的是()A.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)可能相同B.a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度可能相同C.把電荷從c點(diǎn)沿虛線移到d點(diǎn),電場(chǎng)力一直不做功D.把電荷從c點(diǎn)沿虛線移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做的總功為零4.(2023河南安陽聯(lián)考)真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2分別固定于x軸上x1=0和x2=4a兩點(diǎn)(圖中未畫出),在它們的連線上的電場(chǎng)強(qiáng)度E與x的關(guān)系圖像如圖所示。已知Q1帶正電,取無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn),下列說法正確的是()A.Q2帶負(fù)電B.Q1與Q2的電荷量大小之比是1∶3C.x軸上x=a處的電勢(shì)小于零D.x軸的負(fù)方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向5.(2023安徽皖南八校聯(lián)考)一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示,其中O~x2段是關(guān)于直線x=x1對(duì)稱的曲線,x2~x3段是直線,則下列說法不正確的是()A.x1處電場(chǎng)強(qiáng)度最小,但不為零B.粒子在O~x3段做變速運(yùn)動(dòng),x2~x3段做勻變速運(yùn)動(dòng)C.x2~x3段的電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向均不變,為一定值D.O、x1、x2、x3處的電勢(shì)φ0、φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ1>φ2=φ0>φ36.(2023福建德化第一中學(xué)月考)如圖所示,在x軸上的O點(diǎn)(x=0)和b點(diǎn)(x=15cm)分別固定放置兩點(diǎn)電荷q1、q2,其產(chǎn)生的靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上分布如圖中所示,a、c兩點(diǎn)是圖線與橫軸的交點(diǎn),取無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,下列說法正確的是()A.a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反B.q1所帶電荷量是q2所帶電荷量的4倍C.將一正電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零D.將一負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電勢(shì)能增大7.(2023江蘇南通第一次質(zhì)量檢測(cè))如圖所示,AB是一根半圓形絕緣細(xì)線,O點(diǎn)為其圓心,等量異種電荷均勻分布在細(xì)線上。P、Q是一條直徑上的兩點(diǎn),PO>QO,點(diǎn)N在圓心O正下方,設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則()A.UPN=UQNB.UPO>UOQC.P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)D.將負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做正功8.(2023湖北孝感新高考協(xié)作體聯(lián)考)如圖所示,真空中有一勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出),電場(chǎng)方向與圓周所在平面平行,△ABC是圓的內(nèi)接直角三角形,∠BAC=63.5°,O為圓心,半徑R=5cm。位于A處的粒子源向平面內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射初動(dòng)能均為8eV、電荷量為+e的粒子,這些粒子會(huì)經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn),其中到達(dá)B點(diǎn)的粒子動(dòng)能為12eV,到達(dá)C點(diǎn)的粒子電勢(shì)能為-4eV(取O點(diǎn)電勢(shì)為零)。忽略粒子受到的重力和粒子間的相互作用,sin37°=0.6。下列說法正確的是()A.UCA=-12VB.電場(chǎng)方向由A指向BC.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為1V/cmD.經(jīng)過圓周上的所有粒子,動(dòng)能最大為17eV9.(2023河南豫北名校聯(lián)考)勻強(qiáng)電場(chǎng)、輻射狀電場(chǎng)可以控制帶電粒子分別做類平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖所示,長(zhǎng)、寬分別為2L、L的帶電平行板內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng),比荷為k的帶正電粒子(不計(jì)重力),從平行板的邊緣A點(diǎn),以垂直電場(chǎng)方向的速度v0射入電場(chǎng),正好從平行板的邊緣B點(diǎn)射出電場(chǎng),接著從B點(diǎn)進(jìn)入輻射狀電場(chǎng)正好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡圓的半徑為2L,經(jīng)過圓周運(yùn)動(dòng),從C點(diǎn)射出輻射狀電場(chǎng),兩種電場(chǎng)都在同一平面內(nèi),且互不影響,則()A.粒子從A到B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為vC.粒子所在的圓弧軌道對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為vD.粒子從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為π10.(2022安徽皖北縣中聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示,水平放置的兩平行金屬板,板長(zhǎng)為l=10cm,兩板相距d=4cm,一束電子經(jīng)加速電場(chǎng)(圖中未畫出)加速后以v0=4.0×107m/s的初速度從兩板中央水平射入板間,然后從板間飛出射到距板右端為L(zhǎng)=45cm、寬D為20cm的熒光屏上。不計(jì)電子重力,熒光屏中點(diǎn)與兩板間的中心線在同一水平面上,電子質(zhì)量m=9.0×10-31kg、電荷量e=1.6×10-19C,求:(1)電子飛入兩板前所經(jīng)過的加速電場(chǎng)的電壓;(2)為使電子能射到熒光屏的所有位置,上、下兩板間所加電壓的取值范圍。遷移創(chuàng)新11.(2023福建三明一中月考)光刻機(jī)是半導(dǎo)體行業(yè)中重中之重的利器。電子束光刻技術(shù)原理簡(jiǎn)化如圖所示,電子槍發(fā)射的電子經(jīng)過成型孔后形成電子束,通過束偏移器后對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光。某型號(hào)光刻機(jī)的束偏移器長(zhǎng)L=0.04m,間距也為L(zhǎng),兩極間有掃描電壓,其軸線垂直晶圓上某芯片表面并過中心O點(diǎn),芯片到束偏移器下端的距離為L(zhǎng)2。若進(jìn)入束偏移器時(shí)電子束形成的電流大小為I=2×10-8A,單個(gè)電子的初動(dòng)能為Ek0=1.6×10-14J,不計(jì)電子重力及電子間的相互作用力,忽略其他因素的影響,(1)若掃描電壓為零,電子束在束偏移器中做何種運(yùn)動(dòng)?電子束到達(dá)芯片時(shí)的落點(diǎn)位置在哪?(2)若掃描電壓為零,且It=Ne(N為電子個(gè)數(shù)),求O點(diǎn)每秒接收的能量E。(e=1.6×10-19C)(3)若某時(shí)刻掃描電壓為15kV,則電子束到達(dá)芯片時(shí)的位置離O點(diǎn)的距離為多少?

答案與分層梯度式解析綜合拔高練五年高考練1.D2.A3.C4.A5.C6.AB7.BD8.AD9.A10.D11.AD12.C13.A14.A15.C16.BD17.AB1.D由場(chǎng)的疊加及對(duì)稱性可知,B、D兩點(diǎn)處電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相互抵消,初始狀態(tài)下A、C兩點(diǎn)處電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)也等值反向,在A處電荷移動(dòng)過程中,O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度從0開始逐漸增大,A錯(cuò)誤。B、D兩點(diǎn)處電荷對(duì)C處電荷的作用力合力方向沿OC方向、大小不變,而A處電荷在移動(dòng)過程中對(duì)C點(diǎn)處電荷斥力逐漸減小,故C點(diǎn)處電荷所受靜電力變小,B錯(cuò)誤。同理可知A處電荷所受靜電力方向由O指向A,故遠(yuǎn)離過程中靜電力對(duì)其做正功,C錯(cuò)誤。當(dāng)A處電荷移動(dòng)至無窮遠(yuǎn)處時(shí),O、A間電場(chǎng)由B、C、D三處電荷產(chǎn)生,由等量正電荷中垂線上的電場(chǎng)分布可知,B、D兩處電荷在OA上各點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)方向均是由O指向A,再疊加C處電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)可知O、A間各點(diǎn)的電場(chǎng)方向均是由O指向A,而沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故D正確。2.A三根棒在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度疊加情況如圖所示,b、d兩棒產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向,合電場(chǎng)強(qiáng)度為c棒產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,應(yīng)垂直指向a。電勢(shì)是標(biāo)量,長(zhǎng)棒均帶正電,有四根帶電長(zhǎng)棒時(shí)O點(diǎn)的電勢(shì)一定大于有三根在時(shí)的電勢(shì),所以電勢(shì)減小,A正確。3.C等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布如圖所示,M點(diǎn)和P點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線的中垂線對(duì)稱,M點(diǎn)和N點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線對(duì)稱,所以三個(gè)點(diǎn)所在位置電場(chǎng)線的疏密程度相同,由此可得三個(gè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;M點(diǎn)和N點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上,電勢(shì)相等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;N點(diǎn)和P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同,選項(xiàng)C正確;如果把電子從M點(diǎn)向P點(diǎn)移動(dòng),電場(chǎng)力將做負(fù)功,電勢(shì)能將增加,所以電子在P點(diǎn)的電勢(shì)能大于在M點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.A球面完整時(shí)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,根據(jù)對(duì)稱性可知,右半球電荷的電場(chǎng)線均與AB平行且水平指向左,均與CO垂直,即CO是等勢(shì)線,O、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,選項(xiàng)A正確;球面完整時(shí)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,右半球在A點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)E右A水平向左,左半球在A點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)E左A水平向右,E右A=E左A,同理右半球在B點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)E右B水平向左,左半球在B點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)E左B水平向右,E右B=E左B,根據(jù)對(duì)稱性可知E左A=E右B,即E右B=E右A,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由對(duì)稱性可知電場(chǎng)線方向B→A,因沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,所以從A到B電勢(shì)逐漸升高,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),所以沿直線從A到B電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大是不可能的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。規(guī)律總結(jié)兩種不同方向上場(chǎng)強(qiáng)的特點(diǎn)5.C根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線特點(diǎn),并結(jié)合題意可知,電場(chǎng)線由小孔內(nèi)向外輻射,故a點(diǎn)所在線為電場(chǎng)線,A錯(cuò)誤;由于b點(diǎn)處電場(chǎng)線分布比c點(diǎn)處電場(chǎng)線稀疏,故b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比c點(diǎn)小,B錯(cuò)誤;由等勢(shì)線分布可知,|Ubc|=|Uba|+|Uac|,故|Ubc|>|Uac|,C正確;由于電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān),故電荷從d→e→f→g移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做功W=qUdg≠0,所以D錯(cuò)誤。6.AB如圖1所示,設(shè)正方形四個(gè)頂點(diǎn)分別為A、B、C、D,兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷在L點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)沿L→D,兩個(gè)正點(diǎn)電荷在L點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和也沿L→D,故EL方向沿L→D如圖2所示,兩個(gè)正點(diǎn)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)沿N→A,兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)也沿N→A,故EN沿N→A,則EL⊥EN,A正確。如圖3所示,C、D兩點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)水平向左,A、B兩點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)水平向右,由E=kqr2可以看出,向左的合場(chǎng)強(qiáng)大于向右的合場(chǎng)強(qiáng),故EM方向水平向左如圖4所示,由對(duì)稱性可得,CD邊的中垂線MM'為等勢(shì)面,故從M點(diǎn)向O點(diǎn)移動(dòng)點(diǎn)電荷時(shí),電場(chǎng)力做功為零,C錯(cuò)誤。由以上判斷可知,LO上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向均由O指向L點(diǎn),NO上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向均由N指向O點(diǎn),沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)越來越低,故ULN<0從L點(diǎn)向N點(diǎn)移動(dòng)正電荷時(shí),電場(chǎng)力做功WLN=qULN<0,故D錯(cuò)誤。7.BD由于b、e兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,所以正電荷從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn),電場(chǎng)力不做功,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功Wad=-e(φa-φd)=-e(3V-7V)=4eV,故選項(xiàng)B正確;電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,并且沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,所以b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢(shì)面,方向向左,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;等差等勢(shì)面密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度較大,a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中,b點(diǎn)處等差等勢(shì)面最密,其電場(chǎng)強(qiáng)度大小最大,故選項(xiàng)D正確。8.AD等差等勢(shì)面密集處場(chǎng)強(qiáng)大,由圖可知N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小比M點(diǎn)的大,故A正確。沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,由圖可知電場(chǎng)線由N指向Q,則Q為負(fù)電荷,故可知M點(diǎn)的電場(chǎng)方向沿x軸正方向,B、C均錯(cuò)誤。M點(diǎn)與N點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,電勢(shì)均為0V,P點(diǎn)與N點(diǎn)等勢(shì)面間隔四個(gè),而相鄰等勢(shì)面的電勢(shì)差為3V,則P點(diǎn)與M點(diǎn)的電勢(shì)差為12V,故D正確。9.A根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)線互相垂直的特點(diǎn)可以大致確定電場(chǎng)線,如圖。等差等勢(shì)面越密集處電場(chǎng)越強(qiáng),所以EM<EN,電荷在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力F=Eq,可知對(duì)于同一個(gè)正試探電荷有FM<FN,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;因?yàn)檠刂妶?chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,可知φM>φN,電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能Ep=qφ,可知EpM>EpN,選A。10.D設(shè)油滴密度為ρ,由于金屬板間電勢(shì)差為U時(shí),電荷量為q、半徑為r的球狀油滴靜止,則由受力平衡知Udq=ρ×43πr3g①;當(dāng)金屬板間電勢(shì)差為2U時(shí),設(shè)此時(shí)電荷量為q'、半徑為r'的球狀油滴能靜止,則有2Ud×q'=ρ×43πr'311.AD根據(jù)Uab=E·abcos60°,可得電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=Uababcos60°=200.2×0.5V/m=200V/m,A正確;沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,可知b點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的電勢(shì)高,B錯(cuò)誤;將電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn),因電子所受的電場(chǎng)力與位移反向,可知電場(chǎng)力做負(fù)功,C錯(cuò)誤;因a點(diǎn)的電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì),則電子在12.C對(duì)y軸正半軸上的點(diǎn)電荷,由點(diǎn)電荷所受庫侖力的合力為零可得2×kq2a2cos45°+kq2(2a)2=kQq22a2,解得Q13.A根據(jù)圖(b)知,在2~3s時(shí)間內(nèi),電容器兩端的電壓恒定不變,電路中電流為零,故電阻兩端電壓為零,故D項(xiàng)錯(cuò)誤;在1~2s時(shí)間內(nèi),電容器兩端的電壓均勻增大,電容器處于充電過程,在3~5s時(shí)間內(nèi),電容器兩端的電壓均勻減小,電容器處于放電過程,兩個(gè)過程通過電阻R的電流方向相反,則這兩段時(shí)間內(nèi)電阻兩端的電壓值必定一正一負(fù),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于充電時(shí)間比放電時(shí)間短,因此充電電流I充比放電電流I放大,則充電時(shí)電阻兩端電壓值大于放電時(shí)電阻兩端的電壓值,故A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤。圖形剖析一題多解由UC=QC、Q=It可得UC=ICt,結(jié)合圖像可知,UC-t圖像的斜率為IC。0~1s內(nèi)電路中沒有電流,電阻兩端電壓UR=0;2~3s內(nèi)電容器兩端電壓不變,電路中無電流,電阻兩端電壓UR=0;1~2s內(nèi)電流是3~5s內(nèi)電流的兩倍,電流方向相反,則1~2s內(nèi)電阻R兩端電壓是3~5s內(nèi)的兩倍14.A由題意可知兩極板間電壓U不變,極板上所帶電荷量Q變少,根據(jù)C=QU可知電容器的電容C減小,D錯(cuò)誤;根據(jù)C=εrS4πkd可知極板間距d增大,根據(jù)E=Ud可知極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E減小,B、C錯(cuò)誤;極板間距15.C帶電粒子的電性未知,兩極板電勢(shì)高低無法判斷,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子都做正功,帶電粒子的電勢(shì)能都減少,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;粒子從N板下端射出的時(shí)間t=L2v0,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;初速度垂直M板向右的粒子,到達(dá)N板時(shí)速度大小為2v0,根據(jù)動(dòng)能定理可知,初速度平行M板向下的粒子,從N板下端射出時(shí)的速度大小也為2v0,由平行四邊形定則可知,從N板下端射出時(shí)垂直極板方向的速度大小為v0,粒子在兩板間的加速度為a=思維點(diǎn)撥電場(chǎng)力對(duì)兩粒子做功相同,根據(jù)動(dòng)能定理可知qU=12mv2?12mv02,初速度垂直M板向右的粒子,到達(dá)N板時(shí)速度大小為2v0;初速度平行16.BD等效最高點(diǎn)處的速度最小,但此處不是向左的最大位移處,其電勢(shì)能不是最大,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;等效最高點(diǎn)處的速度最小,且與水平方向成45°角,由運(yùn)動(dòng)的分解可知,此時(shí)水平方向的速度等于豎直方向的速度,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤;由對(duì)稱性可知,水平速度為0時(shí),豎直速度為v0,此時(shí)向左的位移最大,電勢(shì)能最大,B選項(xiàng)正確;由B分析可知,從出射到小球速度水平分量為零的過程中,動(dòng)能的變化量為0,故此過程中,重力做功和電場(chǎng)力做功的代數(shù)和為零,即重力做的功等于小球電勢(shì)能的增加量,D選項(xiàng)正確。17.AB由于該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),可采用矢量分解的思路,沿cd方向建立x軸,垂直于cd方向建立y軸,如圖所示,粒子從c到d有W=Exq×2R,粒子從a到b有2W=Eyq×3R+ExqR,解得Ex=W2qR,Ey=3W2qR,E=WqR,tanθ=EyEx=3。由于電場(chǎng)方向與水平方向夾角為60°,則電場(chǎng)與ab平行,方向由a指向b,選項(xiàng)A正確;該粒子從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),電場(chǎng)力做的功為W'=Eq×R2=0.5W,選項(xiàng)B正確;沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,則a點(diǎn)的電勢(shì)高于18.答案(1)qUd(2)2qUm(解析(1)兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)E=U帶電粒子所受的靜電力F=qE=qU(2)帶電粒子從靜止開始運(yùn)動(dòng)到N板的過程,根據(jù)功能關(guān)系有qU=12mv解得v=2(3)設(shè)帶電粒子運(yùn)動(dòng)d2距離時(shí)的速度大小為v',根據(jù)功能關(guān)系有qU2帶電粒子在前d2距離做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后d2距離做勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)用時(shí)分別為t1、t2d2=v'2t1,則該粒子從M板運(yùn)動(dòng)到N板經(jīng)歷的時(shí)間t=t1+t2=319.答案(1)12mgR(2)3gR(3)y2解析(1)小球從A到B,根據(jù)能量守恒定律得Ep=12(2)小球從B到O,根據(jù)動(dòng)能定理有-mgR+qE·2解得vO=3(3)小球運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)時(shí)速度豎直向上,受電場(chǎng)力和重力作用,將電場(chǎng)力分解到x軸和y軸,則x軸方向有qEcos45°=max豎直方向有qEsin45°-mg=may解得ax=g,ay=0說明小球從O點(diǎn)開始沿x軸方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),y軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),即做類平拋運(yùn)動(dòng),則有x=12gt2,y=vO聯(lián)立解得小球過O點(diǎn)后運(yùn)動(dòng)的軌跡方程為y2=6Rx三年模擬練1.C2.B3.D4.D5.A6.BC7.A8.CD9.AB1.C依據(jù)等差等勢(shì)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)大小,可知,在c、d、e、f四點(diǎn)中,f點(diǎn)的電場(chǎng)最強(qiáng),A錯(cuò)誤;沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)是降低的,因B供電線的電勢(shì)高于A電線的電勢(shì),則在c、d、e、f四點(diǎn)中,c點(diǎn)的電勢(shì)最高,f點(diǎn)的電勢(shì)最低,B錯(cuò)誤;若將某電子由c移到f,即從高電勢(shì)點(diǎn)到低電勢(shì)點(diǎn),其電勢(shì)能將增大,C正確;將某電子在d點(diǎn)由靜止釋放,在電場(chǎng)力作用下,它會(huì)向c點(diǎn)所在等勢(shì)面運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。2.B靜止時(shí),N板不動(dòng),電容器的電容不變,電荷量不變,則電流表示數(shù)為零,電容器與電源保持連接,兩極板帶電,A錯(cuò)誤;保持向前勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度恒定,則N極板的位置不動(dòng),電容器的電容不變,電容器與電源保持連接,兩端電壓不變,由Q=CU可知電荷量不變,電路中無電流,故B正確;由靜止突然向后運(yùn)動(dòng)時(shí),N板相對(duì)向前運(yùn)動(dòng),則兩極板間距減小,根據(jù)C=εrS4πkd可知,電容器的電容增大,故C錯(cuò)誤;由靜止突然向前運(yùn)動(dòng)時(shí),N板相對(duì)向后運(yùn)動(dòng),兩極板間距增大,根據(jù)C=εrS4πkd可知,電容器的電容減小,電容器放電3.D沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,可知a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)高,A錯(cuò)誤;電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,既有大小又有方向,某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)殡妶?chǎng)線在該點(diǎn)的切線方向,a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一定不同,B錯(cuò)誤;由對(duì)稱性可知,c點(diǎn)和d點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,但是c、d連線并不是等勢(shì)線,把電荷從c點(diǎn)沿虛線移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功,但前后做功相抵消,做的總功為零,C錯(cuò)誤,D正確。4.D由圖像可知,x=a處合場(chǎng)強(qiáng)為零,因此兩個(gè)點(diǎn)電荷為同種電荷,Q2帶正電,A錯(cuò)誤;因x=a處合場(chǎng)強(qiáng)為零,所以根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式可知kQ1a2=kQ2(3a)2,解得Q1∶Q2=1∶9,B錯(cuò)誤;因無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,正電荷的電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)為正,C錯(cuò)誤;由于兩個(gè)點(diǎn)電荷均為正電荷,從圖中可知,a~3a范圍內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為正,且場(chǎng)強(qiáng)從零開始向右逐漸增大5.A根據(jù)E=Ud得場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系E=ΔφΔx,電勢(shì)能Ep=qφ,聯(lián)立可得E=1q×ΔEpΔx,可知Ep-x圖像切線的斜率ΔEpΔx=qE=F電,x1處切線斜率為零,所以x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為零,A錯(cuò)誤;由題圖可知,O~x1、x1~x2、x2~x3三段圖線斜率大小變化情況為變小、變大、不變,則可知三段圖線反映的粒子所受電場(chǎng)力變化情況為變小、變大、不變,B、C正確;根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系Ep=qφ,粒子帶負(fù)電,q<06.BCφ-x圖像切線的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度,a、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等,但電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向均不同,A錯(cuò)誤;由圖可知,圖中d點(diǎn)圖像斜率為零,表明該點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,而d點(diǎn)到兩點(diǎn)電荷q1、q2的距離之比為2∶1,根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=kQr2可得,q1、q2電荷量之比為4∶1,B正確;a、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等,電勢(shì)差為零,將一正電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零,C正確;c、d間電場(chǎng)方向向左,負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小7.A把半圓形絕緣細(xì)線上分布的等量異種電荷看成是很多對(duì)以PQ直線為對(duì)稱軸的等量異種點(diǎn)電荷組成,根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布特點(diǎn)可知,點(diǎn)電荷連線的中垂線上點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向都與中垂線垂直,由正電荷指向負(fù)電荷,故疊加后PQ直線上的場(chǎng)強(qiáng)方向都與PQ直線垂直且向下,可知PQ為等勢(shì)線,電勢(shì)等于無窮遠(yuǎn)處電勢(shì),即φP=φO=φQ=0,故有UPO=UOQ=0,UPN=UQN,A正確,B錯(cuò)誤;由于N點(diǎn)在等勢(shì)線PQ下方且靠近負(fù)電荷,可知N點(diǎn)的電勢(shì)小于零,負(fù)電荷在N點(diǎn)的電勢(shì)能大于零,將負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移到N點(diǎn),電勢(shì)能增加,電場(chǎng)力做負(fù)功,D錯(cuò)誤;根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布特點(diǎn)可知,中垂線上離等量異種點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)的點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度越小,由于P點(diǎn)離等量異種電荷的距離都比Q點(diǎn)離等量異種電荷的距離大,可知疊加后P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,C錯(cuò)誤。8.CD由題意,根據(jù)動(dòng)能定理有eUAB=EkB-EkA=4eV,即UAB=φA-φB=4V,φC=EpCe=-4V,則UOC=4V,勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿同一方向電勢(shì)均勻變化,所以UAO=UOC=4V,則φA=4V,UCA=φC-φA=-8V,A錯(cuò)誤;根據(jù)前面分析可知φB=0,所以O(shè)、B連線為一條等勢(shì)線,根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于等勢(shì)線并由高電勢(shì)指向低電勢(shì)可知電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向D,如圖所示,在△OAB中,由題意可知∠OBA=∠OAB=63.5°,所以∠BOA=180°-2×63.5°=53°,則AD=Rsin∠BOA=4cm,所以該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=UAOAD=1V/cm,B錯(cuò)誤,C正確;過O作OF平行于AD交圓于F,可知F是圓上沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向上離O最遠(yuǎn)的點(diǎn),則F點(diǎn)電勢(shì)最低,為φF=φO-ER=-5V,所以A、F兩點(diǎn)間電勢(shì)差為UAF=φA-φF=9V,當(dāng)粒子經(jīng)過F點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最小,動(dòng)能最大,為EkF=EkA+9.AB設(shè)帶電平行板內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E1,粒子在A點(diǎn)的入射速度為v0,粒子從A到B做類平拋運(yùn)動(dòng),沿v0的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿著勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得2L=v0t1,L=12·E1qmt12,結(jié)合k=qm,聯(lián)立解得E1=v022kL,t1=2Lv0,A、B正確;設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)其所在位置處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E2,粒子在B點(diǎn)的速度為v,則v2=v02+vy2,2E1qmL=vy2,粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為v,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為2L,電場(chǎng)力充當(dāng)向心力,E2q=mv22L,結(jié)合k=qm,聯(lián)立解得vy=v10.答案(1)4.5×103V(2)-720V~720V解析(1)設(shè)加速電場(chǎng)的電壓為U1,由動(dòng)能定理可得eU1=12代入數(shù)據(jù)得U1=mv022e(2)如圖所示設(shè)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度為v1,和水平方向的夾角為θ,偏轉(zhuǎn)電壓為U2,偏轉(zhuǎn)位移為y,則y=1tanθ=v由此看出,電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí),不論偏轉(zhuǎn)電壓多大,電子都像是從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的兩極板間中心線的中點(diǎn)沿直線射出一樣,射出電場(chǎng)后電子做勻速直線運(yùn)動(dòng),若電子恰好打在熒光屏的邊緣上,結(jié)合圖可得tanθ=D得U2=Ddm代入數(shù)據(jù)得U2=720V因此上、下兩板間的電壓在-720V~720V范圍內(nèi)時(shí),電子可打在熒光屏上的任何位置。11.答案(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)O(2)2×10-3J(3)0.003m解析(1)若掃描電壓為零,電子束做勻速直線運(yùn)動(dòng),落點(diǎn)位置為O;(2)若掃描電壓為零,O點(diǎn)每秒接收的能量是E=NEk0=IteEk0=2×10-3(3)電子在束偏移器中的加速度大小為a=eU設(shè)電子的初速度大小為v0,則由題意可知Ek0=1電子在束偏移器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=L電子在束偏移器中的偏移量為y=12at電子從束偏移器中射出時(shí),其速度方向的反向延長(zhǎng)線一定過束偏移器的中心位置,設(shè)電子束到達(dá)芯片時(shí)的位置離O點(diǎn)的距離為Y,如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系有y聯(lián)立解得Y=0.003m遷移創(chuàng)新以“光刻機(jī)”為素材,考查帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)問題,解答本題的關(guān)鍵是讀懂題意,理解電子的運(yùn)動(dòng)情景,構(gòu)建物理模型,然后利用動(dòng)能定理和類平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)解題。本章復(fù)習(xí)提升易混易錯(cuò)練易錯(cuò)點(diǎn)1不理解電勢(shì)的相對(duì)意義1.(2023湖南常德一中月考)如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地,在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷。以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置,則()A.θ增大,E增大B.θ增大,Ep增大C.θ減小,Ep不變D.θ減小,E不變易錯(cuò)點(diǎn)2認(rèn)為做類平拋運(yùn)動(dòng)的帶電粒子只能從一側(cè)偏離2.(2021浙江紹興月考)平行板電容器的兩金屬板A、B水平放置,質(zhì)量為5.0×10-6kg的帶電粒子以v0=2.0m/s的水平速度從兩板正中位置射入電場(chǎng),如圖所示,A、B間距為4cm,板長(zhǎng)為10cm,g取10m/s2,當(dāng)UAB=1000V,粒子恰好不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。欲使該粒子能穿出電場(chǎng),則A、B間所加的電壓應(yīng)為多少?易錯(cuò)點(diǎn)3沒有掌握判斷熒光屏上有幾個(gè)亮點(diǎn)的方法3.(2022遼寧大連八中期中)如圖,平行板電容器的兩極板均水平放置,質(zhì)子(11H)、氘核(12H)和α粒子(24He)都沿兩極板間中線OO'方向垂直于電場(chǎng)線射入板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),射出后都打在同一個(gè)與OO'垂直且緊靠極板右側(cè)邊緣的熒光屏上A.若它們射入電場(chǎng)時(shí)的速度相等,在熒光屏上將出現(xiàn)2個(gè)亮點(diǎn)B.若它們射入電場(chǎng)時(shí)的質(zhì)量與速度的乘積相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)2個(gè)亮點(diǎn)C.若它們射入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能相等,在熒光屏上將只出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn)D.若它們是由同一個(gè)電場(chǎng)從靜止加速后射入此偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的,在熒光屏上將出現(xiàn)3個(gè)亮點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)4死搬硬套圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件出錯(cuò)4.如圖,細(xì)線一端系住質(zhì)量為m的小球,以另一端O為圓心,使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。若小球帶正電,電荷量為q,空間有場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),為了使小球能做完整的圓周運(yùn)動(dòng),在最低點(diǎn)A處小球應(yīng)具有多大的速度?(重力加速度為g)思想方法練一、圖像法方法概述在解決某些物理問題時(shí),根據(jù)題意畫出圖像,再利用圖像分析尋找答案,能夠避免煩瑣的計(jì)算,迅速得出正確結(jié)果。如P44第4題就應(yīng)用了此方法。1.如圖a所示,兩平行正對(duì)的金屬板A、B間加有如圖b所示的交變電壓,一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處。若在t0時(shí)刻釋放該粒子,粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng),并最終打在A板上。則t0可能屬于的時(shí)間段是()A.0<t0<TC.3二、等效轉(zhuǎn)換法方法概述等效轉(zhuǎn)換法是指靈活地轉(zhuǎn)換研究對(duì)象或?qū)⒛吧那榫侈D(zhuǎn)換成熟悉的情境,進(jìn)而快速求解的方法。本章涉及的常用方法是“等效重力法”,如P47的第6題、第7題、第8題。2.(2023重慶八中月考)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩一端系在O點(diǎn),另一端系著質(zhì)量為m、電荷量為-q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),空間存在著與豎直面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)在最低點(diǎn)A處給小球某一垂直輕繩的初速度v0(未知),可讓小球在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中,電場(chǎng)力做的功為6mgL,小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)過程中,電場(chǎng)力做的功為3mgL,AB與CD之間的夾角為60°,重力加速度大小為g。求:(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向;(2)初速度v0的最小值。三、結(jié)論法方法概述結(jié)論法是指直接利用已知的定義、定理、定律及由它們推導(dǎo)出的其他結(jié)論解題的方法。利用結(jié)論法時(shí)要清楚該結(jié)論成立的條件。如P43第8題就應(yīng)用了此方法。3.(2023廣東珠海第一中學(xué)月考)如圖所示,一質(zhì)量m=2.0×10-18kg、電荷量q=1.0×10-12C的帶正電的粒子由靜止經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,從O點(diǎn)沿中心線OO'方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),并從另一側(cè)射出打在熒光屏上的某點(diǎn)。O'點(diǎn)是熒光屏的中心,已知加速電場(chǎng)電壓U0=2500V,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)電壓U=100V,極板的長(zhǎng)度L1=6.0cm,板間距離d=2.0cm,極板的末端到熒光屏的距離L2=3.0cm,不計(jì)粒子重力,求:(1)粒子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度v0;(2)粒子打在熒光屏上的點(diǎn)到O'點(diǎn)的距離Y;(3)粒子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)過程中電場(chǎng)力對(duì)它所做的功W。

答案與分層梯度式解析本章復(fù)習(xí)提升易混易錯(cuò)練1.CD若保持下極板不動(dòng),將上極板向下平移一小段距離,則根據(jù)C=εrS4πkd可知,C變大,Q一定,則根據(jù)Q=CU可知,U減小,則靜電計(jì)指針偏角θ減小;根據(jù)E=Ud,C=εrS4πkd,Q=CU,聯(lián)立可得E=4πkQεrS,可知Q一定時(shí),E不變;根據(jù)U1=Ed1,可知P點(diǎn)離下極板的距離不變,E不變,則P錯(cuò)解分析不理解電勢(shì)的相對(duì)意義,造成錯(cuò)解。對(duì)某點(diǎn)電勢(shì)的判斷要利用該點(diǎn)與電勢(shì)不變的點(diǎn)之間的電勢(shì)差來判斷。本題中下極板接地,電勢(shì)為零,即下極板電勢(shì)不變,P點(diǎn)電勢(shì)的變化情況應(yīng)通過P點(diǎn)與下極板之間電勢(shì)差的變化情況來判斷。解題時(shí)要注意電勢(shì)的相對(duì)性,避免與電勢(shì)差相混淆。2.答案-600V≤UAB≤2600V解析當(dāng)UAB=1000V時(shí),由二力平衡知識(shí)可知Eq=UABdq解得q=mgdUAB=2×10當(dāng)Eq>mg(UAB>1000V)時(shí),帶電粒子向上偏,當(dāng)粒子恰從A板邊緣射出時(shí),設(shè)A、B間的電壓為U1,側(cè)移量y=12at2=12d,由牛頓第二定律得a=U1qdm-g當(dāng)Eq<mg(UAB<1000V)時(shí),粒子向下偏,當(dāng)粒子從B板邊緣射出時(shí),設(shè)A、B間電壓為U2,同理則有y=12a'=g-U2qdm,t=Lv0所以UAB的范圍是-600V≤UAB≤2600V錯(cuò)解分析受定式思維影響,只考慮粒子從下板邊緣射出,而遺漏從上板邊緣也可以射出,造成漏解。解題時(shí)要認(rèn)真審題,看清楚物體的重力是否可以忽略,分析清楚物體的各種運(yùn)動(dòng)情況。3.A三個(gè)粒子進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中均做類平拋運(yùn)動(dòng),在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為a=qEm,偏轉(zhuǎn)距離為y=12at2,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=Lv0,解得y=qEL22mv02,若它們射入電場(chǎng)時(shí)的速度相等,y與比荷成正比,而三個(gè)粒子中質(zhì)子的比荷最大,氘核和α粒子的比荷相等,在熒光屏上將出現(xiàn)2個(gè)亮點(diǎn),A正確;若它們射入電場(chǎng)時(shí)的質(zhì)量與速度的乘積相等,y=qEL22mv02=qmEL22(mv0)2,可見y與qm成正比,三個(gè)粒子的qm都不同,錯(cuò)解分析不認(rèn)真分析計(jì)算,誤認(rèn)為質(zhì)子、氘核和α粒子的質(zhì)量和電荷量不同,它們通過相同的加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,肯定速度方向不同,軌跡不一樣,打在熒光屏的不同點(diǎn),造成錯(cuò)選D。本題中粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),垂直于電場(chǎng)方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿電場(chǎng)方向做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得到粒子偏轉(zhuǎn)距