高考复习指导高三物理二轮复习 专题七 电场及带电体在电场中的运动限时规范训练.doc

专题七 电场及带电体在电场中的运动限时规范训练单独成册(时间：45分钟)1.(2014高考北京卷)如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是()a1、2两点的场强相等b1、3两点的场强相等c1、2两点的电势相等d2、3两点的电势相等解析：选d.本题考查电场线与等势面的特点根据电场线的疏密程度判断场强，电场线越密，场强越强，则e1e2，e1e3，所以选项a、b错；同一等势面上的电势是相等的，选项d正确2.(2015高考新课标全国卷)如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，m、n、p、q是它们的交点，四点处的电势分别为m、n、p、q.一电子由m点分别运动到n点和p点的过程中，电场力所做的负功相等则()a直线a位于某一等势面内，mqb直线c位于某一等势面内，mnc若电子由m点运动到q点，电场力做正功d若电子由p点运动到q点，电场力做负功解析：选b.由电子从m点分别运动到n点和p点的过程中电场力所做的负功相等可知，n、p两点在同一等势面上，且电场线方向为mn，故选项b正确、选项a错误m点与q点在同一等势面上，电子由m点运动到q点，电场力不做功，故选项c错误电子由p点运动到q点，电场力做正功，故选项d错误3.(2015湖南郴州三模)如图所示是一对等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷p、q连线长度为r，m点、n点到两点电荷p、q的距离都为r，s点到点电荷q的距离也为r，由此可知()am点的电场强度为2kbm、n、s三点的电势可能相等c把同一试探电荷放在m点，其所受电场力等于放在s点所受的电场力d沿图中虚线，将一试探电荷从n点移到m点，电场力一定不做功解析：选d.点电荷p、q在m点产生的电场强度大小均为ek，这两个点电荷在m点形成的合场强的大小为e2kcos 60k，方向水平向左，a错误；s点的电势大于零，而m点、n点的电势为零，b错误；由于两点电荷在s点产生的场强方向水平向右，因此同一试探电荷在s点、m点时所受的电场力方向不同，c错误；由于m、n所在直线为零势能线，试探电荷从n点移到m点，电场力不做功，d正确4.如图所示，虚线为某电场中的三个等差等势面1、2、3，实线表示某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法中正确的是()a等势面1的电势最高b粒子在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小c粒子在a点的电势能大于在b点的电势能d粒子在a点的速度大小大于在b点的速度大小解析：选d.因不清楚粒子的运动方向和粒子的电性，虽然由做曲线运动的条件知粒子受到指向凹侧的作用力，但电场线的方向仍不能确定，故等势面电势高低关系亦不能确定，a错；等差等势面的疏密程度可表示电场强度的大小，eaeb，由牛顿第二定律知粒子在a点的加速度大小小于在b点的加速度大小，b错；由图知若粒子由a向b运动，其位移方向与其所受电场力方向成钝角，电场力做负功，电势能增加，动能减小，若粒子由b向a运动，其位移方向与其所受电场力方向成锐角，电场力做正功，电势能减小，动能增加，即不论粒子的运动方向和电性如何，粒子在a点的电势能小于在b点的电势能，在a点的动能大于在b点的动能，所以粒子在a点的速度大小大于在b点的速度大小，c错、d对5(多选)静电场在x轴上的场强e随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷()a在x2和x4处电势能相等b由x1运动到x3的过程中电势能增大c由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小d由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大解析：选bc.由题图可知， x1到x4场强先变大，再变小，则点电荷受到的电场力先增大后减小，c正确、d错误由x1到x3及由x2到x4过程中，电场力做负功，电势能增大，a错误、b正确6.(2014高考天津卷)如图所示，电路中r1、r2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器c的极板水平放置，闭合电键s，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是()a增大r1的阻值b增大r2的阻值c增大两板间的距离d断开电键s解析：选b.根据闭合电路欧姆定律分析电容器两板间的电压如何变化，进而分析带电油滴的运动情况a增大r1的阻值，稳定后电容器两板间的电压升高，带电油滴所受电场力增大，将向上运动，a错误b电路稳定后，电容器相当于断路，无电流通过电阻r2，故r2两端无电压，所以，增大r2的阻值，电容器两板间的电压不变，带电油滴仍处于静止状态，b正确c增大两板间的距离，两板间的电压不变，电场强度减小，带电油滴所受电场力减小，将向下运动，c错误d断开电键s后，两极间的电势差为零，带电油滴只受重力作用，将向下运动，d错误7.(2015高考江苏卷)(多选)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左不计空气阻力，则小球()a做直线运动b做曲线运动c速率先减小后增大d速率先增大后减小解析：选bc.小球运动时受重力和电场力的作用，合力f方向与初速度v0方向不在一条直线上，小球做曲线运动，选项a错误、选项b正确将初速度v0分解为垂直于f方向的v1和沿f方向的v2，根据运动与力的关系，v1的大小不变，v2先减小后反向增大，因此小球的速率先减小后增大，选项c正确、选项d错误8.(2015高考四川卷)(多选)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是o，最低点是p，直径mn水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在m点，a从n点静止释放，沿半圆槽运动经过p点到达某点q(图中未画出)时速度为零，则小球a()a从n到q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小b从n到p的过程中，速率先增大后减小c从n到q的过程中，电势能一直增加d从p到q的过程中，动能减少量小于电势能增加量解析：选bc.小球a从n点释放一直到达q点的过程中，a、b两球的距离一直减小，库仑力变大，a受重力不变，重力和库仑力的夹角从90一直减小，故合力变大，选项a错误；小球a从n到p的过程中，速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于90到大于90，故库仑力与重力的合力先做正功后做负功，a球速率先增大后减小，选项b正确；小球a由n到q的过程中库仑力一直做负功，电势能一直增加，选项c正确；小球a从p到q的过程中，减少的动能转化为重力势能和电势能之和，故动能的减少量大于电势能的增加量，则选项d错误9(2015山西四校第三次联考)(多选)质量为m的带电小球由空中某点a无初速度地自由下落，在t秒末加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到a点整个过程中不计空气阻力且小球未落地，则()a匀强电场方向竖直向上b从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少了mg2t2c整个过程中小球电势能减少了2mg2t2d从a点到最低点的过程中，小球重力势能减少了mg2t2解析：选cd.由题意，小球所受电场力方向是竖直向上，由于小球的电性未知，因此无法判断匀强电场的方向，a错误；从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少量为ekmv20m(gt)2mg2t2，故b错误；加上电场后，小球做匀减速直线运动，设所加场强为e，加速度为a，根据加电场前后的位移大小相等知，gt2(vtat2)，又vgt，联立得a3g，由牛顿第二定律知，eqmgma，解得eq4mg，故整个过程中电场力做功weqgt22mg2t2，小球电势能减少了2mg2t2，c正确；设从a点到最低点的高度为h，由动能定理知mgheq(hgt2)0，解得hgt2，则小球重力做功wgmghmg2t2，d正确10(2016湖南师大附中质检)(多选)如图甲所示，两平行金属板mn、pq的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为ek0.已知t0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场则()a所有粒子都不会打到两极板上b所有粒子最终都垂直电场方向射出电场c运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2ek0d只有tn(n0,1,2)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场解析：选abc.由t0时刻射入的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场可知，粒子射出电场的时间间隔为周期t的整数倍，此时粒子的偏转位移最大，则a对；粒子在电场中在竖直方向匀加速运动与匀减速运动是对称性的，最终均垂直电场方向射出，则b对、d错；粒子在电场中运动到动能最大位置时，粒子水平位移为，竖直位移为，由v0t，t可得vyv0，则有最大动能ekmvmv2ek0，c对11.如图所示，x轴上方有宽为l、方向水平向右的匀强电场，一质量为m(重力不计)、带电荷量为q(q0)的粒子从y轴上的a点以初速度v0沿y轴负方向射入电场，粒子从x轴上的b点沿与x轴正方向成37角的方向射出电场，并打在x轴下方的接收屏上c点(没画出)，已知粒子从b到c的运行时间与粒子在电场中的运行时间相同，sin 370.6，cos 370.8.(1)求匀强电场的电场强度e的大小；(2)求粒子接收屏上c点到y轴的水平距离；(3)若粒子是质量为m、带电荷量为q的液滴，重力加速度为g，若要求液滴也能通过b点，则液滴的初速度应为多少？解析：(1)粒子从a到b做类平抛运动，由类平抛规律知lv0t，vxt，obt，vb在b点有tan 37，即vxv0联立得e，obl，vbv0.(2)粒子从b到c做匀速直线运动，由题意知bcvbtl所以接收屏上c点到y轴的水平距离sobbccos 372l.(3)若粒子变为液滴，设液滴的初速度为v，则液滴沿y轴做初速度为v的匀加速直线运动，沿x轴做初速度为零的匀加速直线运动，因水平方向各量均没变，所以液滴的运行时间仍为t，则lvtgt2，代入t值得vv0.答案：(1)(2)2l(3)v012(2015陕西二模)如图所示，两平行金属板a、b长为l8 cm，两板间距离d8 cm，a板比b板电势高300 v一带正电的粒子电荷量为q1.01010c，质量为m1.01020kg，以初速度v02.0106 m/s沿电场中心线ro垂直电场线飞入电场；粒子飞出电场后经过界面mn、ps间的无电场区域；然后进入固定在o点的点电荷q形成的电场区域(设界面ps右侧点电荷的电场分布不受界面的影响)，粒子穿过界面ps后做匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上已知两界面mn、ps相距l12 cm，d是中心线ro与界面ps的交点，o点在中心线上，距离界面ps为9 cm.(静电力常量k9.0109 nm2/c2，粒子的重力不计)求：(1)粒子穿过界面mn时偏离中心线ro的距离多远？到达ps界面时离d点多远？(2)垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc的位置离d点多远？(3)确定点电荷q的电性并求其电荷量的大小解析：(1)由题意可知水平方向lv0t粒子穿过界面mn时偏离中心线ro的距离(侧向位移)yat2因qma，则a则y()20.03 m3 cm粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与ps交于e，设e到中心线的距离为y，粒子