高考物理二轮复习 考前保温训练4 电场和带电粒子在电场中的运动（含解析）.doc

电场和带电粒子在电场中的运动(限时30分钟)1如图所示，电荷量为q和q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有()a体中心、各面中心和各边中点b体中心和各边中点c各面中心和各边中点d体中心和各面中心答案：d解析：根据点电荷场强公式e及正方体的对称性可知正方体内中心点及各面的中心点处场强为零，故答案为d.2(多选)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是()a电场强度的方向处处与等电势面垂直b电场强度为零的地方，电势也为零c随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低d任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向答案：ad解析：电场中场强为零的位置是绝对的，而电势为零的位置是人为选取的；再者场强的大小表征着电势随空间的变化率，而与电势的大小无关，故b错误由沿电场线方向电势降低，可知电势的升降取决于场强的方向而与场强的大小无关，故c错误3(多选)如图所示，竖直放置的平行板电容器的极板a与静电计g相连，极板b与静电计g的金属外壳均接地，闭合开关s给电容器充电后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使指针张角增大的是()a保持s闭合，使a、b两板靠近一些b保持s闭合，使a、b两板正对面积错开一些c断开s后，使b板向右平移拉开一些d断开s后，使a、b正对面积错开一些答案：cd解析：题图中静电计的金属球接电源正极，外壳和极板b均接地，静电计显示的是a、b两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高保持s闭合，则a、b两极与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变，a、b两项都不正确；断开s后，板间距离增大，正对面积减小，都将使a、b两板间的电容变小，而电容器电荷量不变，由c可知，板间电压u增大，从而静电计指针张角增大，c、d正确4(多选)如图所示，a、b是带有同种电荷的两小球(可视为质点)，两球所带电荷量不等，a球用轻细线悬挂于o点，b球被固定在o点正下方的b点，a球在力的作用下，偏离b球d1的距离静止(即图中a、b两球间的距离为d1)随着时间的推移，两球均出现漏电现象，a、b两球的带电荷量分别变为原来的和，a、b两球间的距离变为d2，则d1d2为()a23 b32c23 d32答案：b解析：对a球进行受力分析如图所示，设a球的重力为g，漏电前后a、b的带电荷量分别为qa、qb，qa、qb，a、b两球间的作用力分别为f、f，则有qaqa，qbqb，fk，fk，式中k为静电力常量；设o、b两点间的距离为l1，由相似三角形法有，即，联立解得d1d232.故选b.5(多选)如图所示，在两等量异种点电荷连线上有c、o、f三点，虚线m、l、k是分别过c、o、f三点的等差等势面，一不计重力带负电粒子从a点射入电场，只在电场力作用下沿abcde运动，轨迹如图中实线所示，下列说法中正确是()a电势klmb场强eaebca点与e点的场强大小相等，方向相同d粒子在c点的电势能大于在e点的电势能答案：bd解析：根据曲线运动的特点，轨迹向合外力的方向弯曲，可知粒子在c点受到向左的力，由于粒子带负电，可知c点的电场线方向向右，可知选项a错误；等势面的疏密表示电场的强弱，故eaacoboabcc将质子从a点移到c点，电场力做功大于ee0dd将质子从a点移到c点，质子的电势能增加答案：bc解析：在ex图象中，图象与x轴所围面积表示电势差，由图可以看出x轴上oc段与图线所围面积大于ac段与图线所围面积，ac段与图线所围面积大于bc段与图线所围面积，即uocuacubc0，所以oabc，故b正确，a错误；ac段与图线所围面积大于e0d，即uace0d，所以将质子从a点移到c点，电场力做功大于ee0d，故c正确；将质子从a点移到c点，电场力做正功，质子的电势能减少，d错误7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，其中坐标原点o处的电势为0 v，点a处的电势为6 v，点b处的电势为3 v，则电场强度的大小为()a200 v/m b200 v/mc100 v/m d100 v/m答案：a解析：设oa中点为c，由可得c点的电势c3 v，cb，即b、c在同一等势面上，如图，由电场线与等势面的关系和几何关系知：d 1.5 cm.则e v/m200 v/m，a正确8(多选)如图所示，电场强度方向水平向右的匀强电场中有a、b、c三点，三点的连线恰好组成一个边长为l的正三角形一质量为m、电荷量为q的带正电小球(重力不计)以速度v0从a点射入电场，入射方向与b、c两点的连线垂直，一段时间后带电小球经过c点则下列判断正确的是()a带电小球从a点运动到c点的时间为b该匀强电场的电场强度大小为c带电小球到达c点时的动能为mvdb、c两点之间的电势差为答案：ab解析：在竖直方向上小球做匀速直线运动，当小球运动到c点时，由运动学规律可得t，选项a正确；小球在水平方向上运动的距离为，由运动学规律有，代入数据可解得e，选项b正确；由动能定理可得ekcqemvmv，选项c错误；由电势差公式可知ubcel，选项d错误9如图所示，两平行金属板之间有一匀强电场，金属板长为l，一带电粒子以速度v0垂直于场强方向沿上极板边缘射入匀强电场，刚好贴下极板边缘飞出，如果带电粒子以某一垂直于场强方向的初速度v1沿上极板边缘射入电场并能从其中射出，当它的竖直位移等于板间距d时，它的水平射程为2l(轨迹未画出)则粒子进入电场的初速度v1等于()av0 b.v0c.v0 d2v0答案：c解析：设粒子在电场中的加速度为a.第一次，粒子恰好从下极板的边缘飞出，粒子做类平抛运动，有lv0t，dat2，解得v0l.第二次，设粒子飞出电场时的竖直位移为y1，所用时间为t1，飞出电场后的竖直位移为y2，所用时间为t2，则y1at，lv1t1，y2at1t2，lv1t2，解得v1lv0，故c正确10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？答案：(1)(2)2l(3)v0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vv0.11如图所示，区域内有电场强度为e、方向竖直向上的匀强电场；区域中有一光滑绝缘圆弧轨道，轨道半径为r，轨道在a点的切线与水平方向成60角，在b点的切线与竖直线cd垂直；在区域内有一宽为d的有界匀强电场，电场强度大小未知，方向水平向右一质量为m、带电荷量为q的小球(可看成质点)从左边界的o点正上方的m点以速度v0水平射入区域，恰好从a点沿圆弧轨道切线进入轨道且恰好不能从电场右边界穿出，求：(1)om的长l；(2)区域中电场强度的大小e；(3)小球到达区域中电场的右边界上的点与oo的距离s.答案：(1)(2)(3)解析：(1)小球在区域中做类平抛运动，设小球在a点时的速度为va，竖直分速度为vy，则有cos 60，即va2v0tan 6