（新课标）2018届高考物理二轮复习 专题三 电场和磁场 能力训练8 电场性质及带电粒子在电场中的运动.doc

专题能力训练8电场性质及带电粒子在电场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。在每小题给出的四个选项中,16题只有一个选项符合题目要求,78题有多个选项符合题目要求。全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2017重庆模拟)一个正七边形七个顶点上各固定一个电荷量为q的点电荷,各电荷的电性如图所示,o点是正七边形的几何中心。若空间中有一点m,且mo垂直于正七边形所在平面,则下列说法正确的是()a.m点的电场强度方向是沿着om连线,由o点指向m点b.m点的电场强度方向是沿着om连线,由m点指向o点c.将一个负检验电荷从m点移动到无穷远处,电场力做正功d.将一个正检验电荷从m点移动到无穷远处,电场力做正功2.如图所示,匀强电场中的a、b、c三点构成一边长为a的等边三角形。电场强度的方向与纸面平行。电子以某一初速度仅在静电力作用下从b移动到a动能减少e0。质子以某一初速度仅在静电力作用下从c移动到a动能增加e0,已知电子和质子电荷量绝对值均为e,则匀强电场的电场强度为()a.2e0eab.e0eac.23e03ead.3e03ea3.如图所示,匀强电场中有一圆,其平面与电场线平行,o为圆心,a、b、c、d为圆周上的四个等分点。现将某带电粒子从a点以相同的初动能向各个不同方向发射,到达圆周上各点时,其中过d点动能最大,不计重力和空气阻力。则()a.该电场的电场线一定是与od平行b.该电场的电场线一定是与ob垂直c.带电粒子若经过c点,则其动能不可能与初动能相同d.带电粒子不可能经过b点4.真空中有一带电金属球,通过其球心的一直线上各点的电势分布如图,r表示该直线上某点到球心的距离,r1、r2分别是该直线上a、b两点离球心的距离。根据电势图象(-r图象),下列说法正确的是()a.该金属球可能带负电b.a点的电场强度方向由a指向bc.a点和b点之间的电场,从a到b,其电场强度可能逐渐增大d.电荷量为q的正电荷沿直线从a移到b的过程中,电场力做功w=q(2-1)5.电源和一个水平放置的平行板电容器、两个变阻器r1、r2和定值电阻r3组成如图所示的电路。当把变阻器r1、r2调到某个值时,闭合开关s,电容器中的一个带电液滴正好处于静止状态。当再进行其他相关操作时(只改变其中的一个),以下判断正确的是()a.将r1的阻值增大时,液滴仍保持静止状态b.将r2的阻值增大时,液滴将向下运动c.断开开关s,电容器上的电荷量将减为零d.把电容器的上极板向上平移少许,电容器的电荷量将增加6.(2017湖南永州二模)三个质量相等的带电微粒(重力不计)以相同的水平速度沿两极板的中心线方向从o点射入,已知上极板带正电,下极板接地,三个微粒的运动轨迹如图所示,其中微粒2恰好沿下极板边缘飞出电场,则()a.三微粒在电场中的运动时间有t3t2t1b.三微粒所带电荷量有q1q2=q3c.三微粒所受静电力有f1=f2f3d.飞出电场的微粒2动能大于微粒3的动能7.(2017湖南衡阳模拟)如图所示,倾角为的绝缘斜面固定在水平面上,当质量为m、电荷量为+q的滑块沿斜面下滑时,在此空间突然加上竖直方向的匀强电场,已知滑块受到的电场力小于滑块的重力。则下列说法不正确的是()a.若滑块匀速下滑,加上竖直向上的电场后,滑块将减速下滑b.若滑块匀速下滑,加上竖直向下的电场后,滑块仍匀速下滑c.若滑块匀减速下滑,加上竖直向上的电场后,滑块仍减速下滑,但加速度变大d.若滑块匀加速下滑,加上竖直向下的电场后,滑块仍以原加速度加速下滑8.(2016全国卷)如图所示,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点p的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知()a.q点的电势比p点的高b.油滴在q点的动能比它在p点的大c.油滴在q点的电势能比它在p点的大d.油滴在q点的加速度大小比它在p点的小二、非选择题(本题共3小题,共44分)9.(14分)图甲所示为一组间距d足够大的平行金属板,板间加有随时间变化的电压(如图乙所示),设u0和t已知。a板上o处有一静止的带电粒子,其电荷量为q,质量为m(不计重力),在t=0时刻起该带电粒子受板间电场加速向b板运动,途中由于电场反向,粒子又向a板返回(粒子未曾与b板相碰)。(1)当ux=2u0时,求带电粒子在t=t时刻的动能。(2)为使带电粒子在t=t时刻恰能回到o点,ux等于多少?10.(15分)如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,坐标系内有a、b两点,其中a点坐标为(6,0),b点坐标为(0,3),坐标原点o处的电势为0,点a处的电势为8 v,点b处的电势为4 v。现有一带电粒子从坐标原点o处沿电势为0的等势线方向以速度v=4105 m/s射入电场,粒子运动时恰好通过b点,不计粒子所受重力,求:(1)图中c(3,0)处的电势;(2)匀强电场的电场强度大小;(3)带电粒子的比荷qm。11.(15分)(2017全国卷)如图所示,两水平面(虚线)之间的距离为h,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的a点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q0)的带电小球m、n先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知n离开电场时速度方向竖直向下;m在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为n刚离开电场时动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求:(1)m与n在电场中沿水平方向的位移之比;(2)a点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小。专题能力训练8电场性质及带电粒子在电场中的运动1.d2.c3.a4.b5.a6.d7.acd8.ab9.答案(1)t2u02q28d2m(2)3u0解析(1)粒子在两种不同电压的电场中运动的加速度分别为a1=u0qdm,a2=2u0qdm经过t2时粒子的速度v1=a1t2t=t时刻粒子的速度v2=v1-a2t2=a1t2-a2t2=-tu0q2dmt=t时刻粒子的动能ek=12mv22=t2u02q28d2m。(2)0t2粒子的位移x1=12a1t22t2t粒子的位移xx=v1t2-12axt22又v1=a1t2,x1=-xx解得ax=3a1因为a1=u0qdm,ax=uxqdm解得ux=3u0。10.答案(1)4 v(2)2.67102 v/m(3)2.41011 c/kg解析(1)设c处的电势为c因为oc=ca所以o-c=c-ac=o+a2=0+82v=4v。(2)bc连线为等势线,电场强度方向与等势线bc垂直设obc=,ob=l=3cm由tan=ocl=33,得=60由u=ed,得e=ud=ubolsin=433210-2v/m=2.67102v/m。(3)因为带电粒子做类平抛运动,所以lcos=vtlsin=12qemt2联立解得qm=2v2sinelcos2=2(4105)23283102310-214c/kg=2.41011c/kg所以带电粒子的比荷为2.41011c/kg。11.答案(1)31(2)13h(3)mg2q解析(1)设小球m、n在a点水平射出时的初速度大小为v0,则它们进入电场时的水平速度仍然为v0。m、n在电场中运动的时间t相等,电场力作用下产生的加速度沿水平方向,大小均为a,在电场中沿水平方向的位移分别为x1和x2。由题给条件和运动学公式得v0-at=0x1=v0t+12at2x2=v0t-12at2联立式得x1x2=31。(2)设a点距电场上边界的高度为ha,小球下落ha时在竖直方向的分速度为vy,由运动学公式得vy2=2ghah=vyt+12gt2m进入电场后做直线运动,由