（新课标）2020版高考物理复习专题三第1讲电场及带电粒子在电场中的运动精练（含解析）.docx

电场及带电粒子在电场中的运动(45分钟)刷基础1关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A两个电势不同的等势面可能相交B电场线与等势面处处相互垂直C同一等势面上各点电场强度一定相等D将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功解析：在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项A错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C错误；电场方向总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，按D选项移动负的试探电荷时，电场力做负功，选项D错误答案：B2(2019高考江苏卷)一匀强电场的方向竖直向上t0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则Pt关系图象是()解析：带电粒子所受电场力沿竖直方向，则粒子在电场中做类平抛运动，即沿初速度方向做匀速直线运动，沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，假设电场力大小为F，则PFv，其中v为沿电场力方向的速度，则vat、a，整理得Pt，由关系式可知Pt图象应为一条过原点的倾斜直线，A正确，B、C、D错误答案：A3粒子快速通过氢分子中心，其轨迹垂直于两核的连线，两核的距离为d，如图所示假定粒子穿过氢分子中心时两氢核几乎不移动，同时忽略分子中电子的电场，则当粒子在靠近氢分子过程中，下列说法正确的是()A加速度一定变大B加速度一定减小C电势能越来越大D电势能越来越小解析：由题意可知，两个氢分子可视为等量的同种正电荷，其连线中点电场强度为零，无穷远处的电场强度也为零，因此在中点和无穷远之间有一点场强最大，但由于此位置不确定，因为粒子靠近氢分子过程中电场力的变化不确定，所以加速度的变化不确定，A、B错误；粒子在靠近氢分子时，由于电场力对粒子做负功，因此其电势能逐渐增大，C正确答案：C4(2018高考江苏卷)如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴() A仍然保持静止B竖直向下运动C向左下方运动D向右下方运动 解析：两极板平行时带电粒子处于平衡状态，则重力等于电场力，当B板右端下移时，板间距离增大场强减小，电场力小于重力；由于电场线垂直于金属板表面，所以电荷处的电场线如图所示，所以重力与电场力的合力偏向右下方，故粒子向右下方运动，选项D正确答案：D5(多选)(2019高考江苏卷)如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为q的点电荷固定在A点先将一电荷量也为q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点，此过程中，电场力做功为W.再将Q1从C点沿CB移到B点并固定最后将一电荷量为2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点下列说法正确的有()AQ1移入之前，C点的电势为BQ1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0CQ2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2WDQ2在移到C点后的电势能为4W解析：根据电场力做功可知Wq(0C1)，解得C1，选项A正确；B、C两点到A点的距离相等，这两点电势相等，Q1从C点移到B点的过程中，电场力做功为0，选项B正确；根据对称性和电势叠加可知，A、B两点固定电荷量均为q的点电荷后，C点电势为C22C1，带电荷量为2q的点电荷Q2在C点的电势能为EpC(2q)C24W，选项D正确；Q2从无限远移动到C点的过程中，电场力做的功为0EpC4W，选项C错误答案：ABD6(2019甘肃天水高三上学期第三次月考)如图(a)所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图(b)所示以下说法正确的是()A电子在A、B两点的速度vAvBBA、B两点的电势 ABC电子在A、B两点的电势能EpAEpBDA、B两点的电场强度 EAEB解析：由图(b)可知，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向从A到B，在移动过程中，电场力做负功，电子的动能减小，速度减小，而电子的电势能增大，即有vAvB，EpAEpB，故A、C错误；电场线的方向从A到B，则A、B两点的电势AB，故B错误； x图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识可知，图象的斜率逐渐减小，则从点A到点B场强逐渐减小，则有EAEB，故D正确答案：D7(2019河南驻马店高三期末)如图所示，在水平向右的匀强电场中，固定有一根与水平方向成45角的绝缘光滑直杆ab.一带电小圆环套在杆上，恰好能沿杆匀速下滑当小圆环以大小为v0的速度从b端脱离杆后，经过一段时间正好通过b端正下方的c点处已知重力加速度为g，杆固定不动，则b、c两点之间的距离为()A.B.C.D.解析：小圆环恰好能沿杆匀速下滑，则对小圆环受力分析可知，电场力水平向左，大小为Fmg；脱离细杆后，小圆环的水平速度和竖直速度均为vxvyv0sin 45v0，水平加速度方向向左，大小为ag，则由b到c点运动的时间t，则竖直方向yvytgt2，故选项C正确答案：C8(2019江西南昌三中第七次考试)如图所示，直角坐标系中x轴上在xr处固定有带电荷量为9Q的正点电荷，在xr处固定有带电荷量为Q的负点电荷，y轴上a、b两点的坐标分别为yar和ybr，c、d、e点都在x轴上，d点的坐标为xd2r，rxcEeBa、b两点的电势相等Cd点场强为零Da、b两点的场强相同解析：9Q在d点产生的场强大小E1kk，方向水平向右，Q在d点产生的场强大小E2k，方向水平向左，所以由电场的叠加原理可知，d点场强为零，故C正确；d点场强为零，c、d点间距与d、e点间距相等，根据电场线的分布情况知，c处电场线密，场强大，故A正确；由电场分布的对称性可知，a、b两点的电势相等，故B正确；根据电场线分布的对称性可知，a、b两点场强的大小相等，但方向不同，则a、b两点的场强不相同，故D错误答案：D9(2019湖北武汉第六中学高三月考)如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为L0.40 m的绝缘细线把质量为m0.20 kg、带有q6.0104 C正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为37(g取10 m/s2, sin 370.60，cos 370.80)求：(1)匀强电场的场强E和A、B两点间的电势差UAB；(2)如果要使小球恰好能绕O点做完整的圆周运动， 则小球在A点时沿垂直于OA方向运动的初速度v0的大小解析：(1)带电小球在B点静止受力平衡，根据平衡条件得qEmgtan ，解得E2.5103 V/m，由UEd有UABEL(1sin )2.51030.40(1sin 37)400 V.(2)小球恰好做完整圆周运动时必须通过B点关于O的对称点D，设在该点时小球的速度为v，则mgcos qEsin 小球由A点运动到D点时，由动能定理得mgLcos qEL(1sin )mv2mv联立解得v0 m/s.答案：(1)2.5103 V/m400 V(2) m/s刷综合10(多选)(2019河南重点中学高三理科综合联考)如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态以下说法正确的是 ()A若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有ba的电流B若将A板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有ba的电流C若将S断开，则油滴立即做自由落体运动，G中无电流D若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有ba的电流解析：根据电路图可知，当S闭合后，A板带负电，B板带正电，原来油滴恰好处于静止状态，说明油滴受到的竖直向上的电场力刚好与竖直向下的重力平衡；若将A板向上平移一小段位移，则板间间距d变大，而两板间电压U此时不变，故板间场强E变小，油滴所受合力方向向下，所以油滴向下加速运动， 而根据C可知，电容C减小，故两板所带电荷量Q也减小，因此电容器放电，所以G中有ba的电流，选项A正确在S闭合的情况下，若将A板向左平移一小段位移，两板间电压U和板间间距d都不变，所以板间场强E不变，油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积S减小了，根据C可知，电容C减小，两板所带电荷量Q也减小，电容器放电，所以G中有ba的电流，选项B正确若将S断开，两板所带电荷量保持不变，板间场强E也不变，油滴仍然静止，选项C错误若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，两板所带电荷量Q仍保持不变，两板间间距d变小，根据C，U和E，可得E，显然，两板间场强E不变，所以油滴仍然静止，G中无电流，选项D错误答案：AB11(多选)(2019湖北十堰高三期末)在电场方向水平向右的匀强电场中，从A点竖直向上抛出一带电小球，其运动的轨迹如图所示，小球运动轨迹上的A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8 J，在M点的动能为6 J，不计空气的阻力，则下列判断正确的是()A小球水平位移x1与x2的比值为13B小球水平位移x1与x2的比值为14C小球落到B点时的动能为32 JD小球从A点运动到B点的过程中最小动能为6 J解析：小球在水平方向做初速度为零的匀加速运动，小球在竖直方向上升和下落的时间相同，由匀变速直线运动位移与时间的关系可知水平位移x1x213，选项A正确，选项B错误；设小球在M点时的水平分速度为vx，则小球在B点时的水平分速度为2vx，根据题意有mv8 J，mv6 J，因而在B点时小球的动能为EkBmv(2vx)232 J，选项C正确；由题意知，小球受到的合外力为重力与电场力的合力，为恒力，小球在A点时，F合与速度之间的夹角为钝角，小球在M点时，速度与F合之间的夹角为锐角，则F合对小球先做负功再做正功，由动能定理知，小球从A到M过程中，动能先减小后增大，小球从M到B的过程中，合外力一直做正功，动能一直增大，故小球从A运动到B的过程中最小动能一定小于6 J，选项D错误答案：AC12如图所示，竖直平行正对放置的带电金属板A、B，B板中心的小孔(未画出)正好位于平面直角坐标系xOy的O点，y轴沿竖直方向，在x0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E103 V/m，比荷为1.0105 C/kg的带正电的粒子P从A板中心O处由静止释放，其运动轨迹恰好经过M( m,1 m)点粒子P的重力不计(1)求金属板A、B之间的电势差UAB；(2)若在粒子P经过O点的同时，在y轴右侧匀强电场中某点由静止释放另一带电粒子Q，使P、Q恰能在运动中相碰假设Q的质量是P的质量的2倍，带电情况与P相同，Q的重力及P、Q之间的相互作用力均忽略不计，求粒子Q所有释放点的集合解析：(1)设粒子P的质量为m、带电荷量为q，从O点进入匀强电场时的速度大小为v0.由题意可知，粒子P在y轴右侧匀强电场中做类平抛运动设该粒子从O点运动到M( m,1 m)点所用时间为t0，由类平抛运动规律可得