2024高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題能力訓(xùn)練8電場(chǎng)性質(zhì)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)含解析

PAGE4-專(zhuān)題實(shí)力訓(xùn)練8電場(chǎng)性質(zhì)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(時(shí)間:45分鐘滿(mǎn)分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,1~5題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,6~8題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得7分,選對(duì)但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分)1.(2024·全國(guó)卷Ⅰ)如圖所示,空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下,兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直,則()A.P和Q都帶正電荷B.P和Q都帶負(fù)電荷C.P帶正電荷,Q帶負(fù)電荷D.P帶負(fù)電荷,Q帶正電荷答案:D解析:兩個(gè)帶電小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)中均處于平衡狀態(tài),只有兩小球帶異種電荷、相互間為吸引力,才可能平衡。小球P帶負(fù)電荷時(shí),勻強(qiáng)電場(chǎng)供應(yīng)的力與小球Q對(duì)小球P的吸引力抵消,合力為零,此時(shí)小球Q帶正電荷,勻強(qiáng)電場(chǎng)供應(yīng)的力與小球P對(duì)小球Q的吸引力抵消,合力為零,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。2.(2024·天津卷)如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,質(zhì)量為m的帶電小球,以初速度v從M點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng),通過(guò)N點(diǎn)時(shí),速度大小為2v,方向與電場(chǎng)方向相反,則小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程()A.動(dòng)能增加12mv2B.機(jī)械能增加2mv2C.重力勢(shì)能增加32mv2D.電勢(shì)能增加2mv2答案:B解析:小球由M到N點(diǎn)過(guò)程動(dòng)能增加量為ΔEk=12m(2v)2-12mv2=32mv2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球在豎直方向做上拋運(yùn)動(dòng),豎直方向的位移為h=v22g,故克服重力做功為W=mgh=12mv2,即重力勢(shì)能增加12mv2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;動(dòng)能增加32mv2,重力勢(shì)能增加12mv3.如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一圓,其平面與電場(chǎng)線平行,O為圓心,A、B、C、D為圓周上的四個(gè)等分點(diǎn)。現(xiàn)將某帶電粒子從A點(diǎn)以相同的初動(dòng)能向各個(gè)不同方向放射,到達(dá)圓周上各點(diǎn)時(shí),其中過(guò)D點(diǎn)動(dòng)能最大,不計(jì)重力和空氣阻力。則()A.該電場(chǎng)的電場(chǎng)線肯定是與OD平行B.該電場(chǎng)的電場(chǎng)線肯定是與OB垂直C.帶電粒子若經(jīng)過(guò)C點(diǎn),則其動(dòng)能不行能與初動(dòng)能相同D.帶電粒子不行能經(jīng)過(guò)B點(diǎn)答案:A解析:將某帶電粒子從A點(diǎn)以相同的初動(dòng)能向各個(gè)不同方向放射,到達(dá)圓周上各點(diǎn)時(shí),其中過(guò)D點(diǎn)動(dòng)能最大,說(shuō)明D點(diǎn)電勢(shì)能最小,若帶電粒子帶正電,D點(diǎn)為電勢(shì)最低點(diǎn);若帶電粒子帶負(fù)電,D點(diǎn)為電勢(shì)最高點(diǎn);該電場(chǎng)的電場(chǎng)線肯定是與OD平行,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。由于C點(diǎn)與A點(diǎn)為電勢(shì)相等的點(diǎn),所以帶電粒子若經(jīng)過(guò)C點(diǎn),則其動(dòng)能肯定與初動(dòng)能相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由于題述帶電粒子向各個(gè)不同方向放射,帶電粒子可能經(jīng)過(guò)B點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.真空中有一帶電金屬球,通過(guò)其球心的始終線上各點(diǎn)的電勢(shì)φ分布如圖所示,r表示該直線上某點(diǎn)到球心的距離,r1、r2分別是該直線上A、B兩點(diǎn)離球心的距離。依據(jù)電勢(shì)圖像(φ-r圖像),下列說(shuō)法正確的是()A.該金屬球可能帶負(fù)電B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向BC.A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的電場(chǎng),從A到B,其電場(chǎng)強(qiáng)度可能漸漸增大D.電荷量為q的正電荷沿直線從A移到B的過(guò)程中,電場(chǎng)力做功W=q(φ2-φ1)答案:B解析:依據(jù)電勢(shì)圖像可知,r趨近于無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,金屬球帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;帶正電的金屬球電場(chǎng)類(lèi)似于正點(diǎn)電荷的電場(chǎng),依據(jù)正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)特征,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向B,選項(xiàng)B正確;依據(jù)電勢(shì)圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度,從A到B,其電場(chǎng)強(qiáng)度漸漸減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為U=φ1-φ2,電荷量為q的正電荷沿直線從A移到B的過(guò)程中,電場(chǎng)力做功W=QU=q(φ1-φ2),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.電源和一個(gè)水平放置的平行板電容器、兩個(gè)變阻器R1、R2和定值電阻R3組成如圖所示的電路。當(dāng)把變阻器R1、R2調(diào)到某個(gè)值時(shí),閉合開(kāi)關(guān)S,電容器中的一個(gè)帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)再進(jìn)行其他相關(guān)操作時(shí)(只變更其中的一個(gè)),以下推斷正確的是()A.將R1的阻值增大時(shí),液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)B.將R2的阻值增大時(shí),液滴將向下運(yùn)動(dòng)C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,電容器上的電荷量將減為零D.把電容器的上極板向上平移少許,電容器的電荷量將增加答案:A解析:當(dāng)R1的阻值增大時(shí),電容器兩端的電勢(shì)差不變,帶電液滴受到的電場(chǎng)力不變,液滴保持不動(dòng),故A正確;將R2的阻值增大時(shí),則R2兩端的電壓增大,所以電容器兩端的電壓增大,電場(chǎng)力變大,液滴向上運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;斷開(kāi)開(kāi)關(guān),電容器兩端的電勢(shì)差等于電源的電動(dòng)勢(shì),依據(jù)Q=CU,可知電容器的電荷量將增加,故C錯(cuò)誤;因?yàn)殡娙萜鞯碾娙軨=εrS4πkd,把電容器的上極板向上平移少許,d增大,會(huì)使電容減小,電容器兩端的電勢(shì)差不變,依據(jù)6.(2024·安徽臨泉一中模擬)為模擬空氣凈化過(guò)程,有人設(shè)計(jì)了如圖所示的含灰塵空氣的密閉玻璃圓桶,圓桶的高和直徑相等。第一種除塵方式是:在圓桶頂面和底面間加上電壓U,沿圓桶的軸線方向形成一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),塵粒的運(yùn)動(dòng)方向如圖甲所示。其次種除塵方式是:在圓桶軸線處放始終導(dǎo)線,在導(dǎo)線與桶壁間加上電壓,電壓大小也等于U,形成沿半徑方向的輻向電場(chǎng),塵粒的運(yùn)動(dòng)方向如圖乙所示。已知空氣阻力與塵粒運(yùn)動(dòng)的速度大小成正比,即Ff=kv(k為肯定值),假設(shè)每個(gè)塵粒的質(zhì)量和電荷量均相同,初速度和重力均可忽視不計(jì),不考慮塵粒之間的相互作用,則在這兩種方式中()A.塵粒都做直線運(yùn)動(dòng)B.塵粒受到的電場(chǎng)力大小相等C.電場(chǎng)對(duì)單個(gè)塵粒做功的最大值相等D.在乙容器中,塵粒做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)答案:AC解析:因初速度為0,重力可忽視不計(jì),則塵粒沿合力方向(電場(chǎng)方向或反方向)做直線運(yùn)動(dòng),A正確,D錯(cuò)誤;每種除塵方式受到電場(chǎng)力大小F=qE,但兩種不同方式中,空間中的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,所以塵粒所受電場(chǎng)力大小是不同的,B錯(cuò)誤;電場(chǎng)對(duì)單個(gè)塵粒做功的最大值為qU,在兩種狀況下電場(chǎng)對(duì)塵粒做功的最大值相同,C正確。7.如圖所示,傾角為θ的絕緣斜面固定在水平面上,當(dāng)質(zhì)量為m、電荷量為+q的滑塊沿斜面下滑時(shí),在此空間突然加上豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),已知滑塊受到的電場(chǎng)力小于滑塊的重力。則下列說(shuō)法不正確的是()A.若滑塊勻速下滑,加上豎直向上的電場(chǎng)后,滑塊將減速下滑B.若滑塊勻速下滑,加上豎直向下的電場(chǎng)后,滑塊仍勻速下滑C.若滑塊勻減速下滑,加上豎直向上的電場(chǎng)后,滑塊仍減速下滑,但加速度變大D.若滑塊勻加速下滑,加上豎直向下的電場(chǎng)后,滑塊仍以原加速度加速下滑答案:ACD解析:若滑塊勻速下滑,則有mgsinθ=μmgcosθ,當(dāng)加上豎直向上的電場(chǎng)后,電場(chǎng)力為F,沿斜面方向,(mg-F)sinθ=μ(mg-F)cosθ,受力仍平衡,則滑塊仍勻速下滑,故A錯(cuò)誤、B正確;若滑塊勻減速下滑,則有mgsinθ<μmgcosθ,加速度大小為a=g(μcosθ-sinθ),加上豎直向上的電場(chǎng)后,沿斜面方向,(mg-F)sinθ<μ(mg-F)cosθ,加速度大小為a'=(mg-F)(