2018高考一轮总复习物理模拟演练限时规范专题练6有答案

1、限时规范专题练( 六) 带电粒子在复合场中运动问题时间： 45 分钟满分： 100 分一、选择题 ( 本题共 10 小题，每小题7 分，共 70 分。其中16 为单选， 710 为多选 ) 1如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，上极板正中有一小孔。一带电小球从小孔正上方某一高度处由静止开始下落，穿过小孔后未能到达下极板处，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是( ) a. 小球一定带正电b. 上极板一定带正电c. 小球受电场力方向一定向上d. 小球最终在两极板间某点静止不动答案c 解析由题意得小球在极板间运动时，速度减小， 故加速度方向向上，合力向上。 小球受到重力和电场力，重力方向向下，故电

2、场力方向一定向上，c正确。无法确定小球的电性和上极板带何种电，a、 b错误。小球下落到最低点后还会向上运动到起点，d错误。2. 如图所示，空间存在匀强电场，方向竖直向下，从绝缘斜面上的m点沿水平方向抛出一带电小球，最后小球落在斜面上的n点。已知小球的质量为m、初速度大小为v0、斜面倾角为，电场强度大小未知。则下列说法中正确的是( ) a. 可以判断小球一定带正电荷b. 可以求出小球落到n点时速度的方向c. 可以求出小球由m点落到n点所用时间d. 可以分别求出小球到达n点过程中重力和静电力对小球所做的功答案b 解析小球做类平抛运动，电场力既可能向上也可能向下，故小球带正电、负电都有可能，a错误；

3、利用平抛运动知识有yxvy2tv0ttan， 设速度偏向角为，则 tanvyv02tan，可求出小球落到n点时的速度 ( 包括大小和方向) ，b正确； 由于不知道电场力大小，故不能确定小球受到的合力及其加速度，故小球到达n点的时间不能确定，故c错误；由动能定理可以求出小球到达n点过程中重力和电场力对小球所做的总功，由于不知道电场力大小，因此不能求出电场力和重力分别做的功，故d错误。3如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于o点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则下列说法正确的是( ) a. 小球带负电b.

4、 电场力跟重力平衡c. 小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减少d. 小球在运动过程中机械能守恒答案b 解析由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动，速率不变化，由动能定理可知，外力做功为零，绳子拉力不做功，电场力和重力做的总功为零，所以电场力和重力的合力为零，电场力跟重力平衡，b正确；由于电场力的方向与重力方向相反，电场方向向上，所以小球带正电，a错误；小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，由功能关系得电势能增加，c错误；在整个运动过程中，除重力做功外，还有电场力做功，小球在运动过程中机械能不守恒，d错误。4空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹

5、如图所示，在相等的时间间隔内( ) a. 重力做的功相等b. 电场力做的功相等c. 电场力做的功大于重力做的功d. 电场力做的功小于重力做的功答案c 解析将微粒的运动分解成竖直方向与水平方向，在竖直方向，电场力大于重力，所以加速度方向竖直向上，则在连续相等的时间间隔内，变化的高度不同，所以电场力与重力做的功均不相等，选项a、 b错误；由以上分析可知，电场力大于重力，因此电场力做的功总大于重力做的功，选项c正确， d错误。5如图所示， 光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块p，将另一个带电小物块q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动。设斜面足够长，则在q向上运动的过程中( ) a.

6、物块q的动能一直增大b. 物块q的电势能一直增大c. 物块p、q的重力势能和电势能之和一直增大d. 物块q的机械能一直增大答案d 解析开始电场力大于重力沿斜面向下的分力，动能增加，电势能减小，当电场力小于重力沿斜面向下分力时，动能减小，电势能减小，故a、b错误。动能先增大后减小，由能量守恒知，电势能与重力势能的和先减小后增大，故c错误。机械能的变化取决于电场力做功，q向上运动过程中，电场力一直做正功，故机械能增加，故d正确。6如图所示，空间内有一场强为e3mg2q、方向竖直向下的匀强电场。一根绝缘轻质硬杆的两端分别固定着a、b两个质量均为m、带电荷量均为q的小球，o点是一光滑水平轴，已知aol

7、，bo2l，重力加速度为g。 细杆从水平位置由静止释放，使其自由转动， 当b球转到o点正下方的过程中， 下列说法不正确的是( ) a.b球电势能减少了3mglb.a、b球与杆组成的系统机械能增加了32mglc. 转动过程中杆对a的弹力不做功d. 转到最低点时b球的速度为2gl答案c 解析当b球转到o点正下方时，电场力对b做正功w1eq2l3mgl，故电势能减少了3mgl，选项 a正确；在这个过程中，电场力对a做负功w2eql32mgl，整个系统电势能减少了3mgl32mgl32mgl，根据能量守恒，可知a、b球与杆组成的系统机械能增加了32mgl，选项 b正确；刚开始运动时杆对a做正功，选项

8、c错误；整个系统增加的机械能为12mv2a12mv2bmgl2mgl32mgl，而且valvb2l，联立可得vb2gl，选项 d正确。7. 如图所示，美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，准确地测定了电子的电荷量。平行板电容器两极板与电压为u的恒定电源两极相连，板的间距d，现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，则 ( ) a此时极板间的电场强度eudb. 油滴带电荷量为mgudc. 减小极板间电压，油滴将加速下落d. 将下极板向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动答案ac 解析根据匀强电场中，场强与电势差的关系得eud，选项 a正确；油滴做匀速运动，即qudmg，所以qmg

9、du，选项 b错误；减小板间电压，油滴受到的电场力变小，油滴将加速下落，选项c正确；将下极板向下缓慢移动一小段距离，场强eud变小，电场力变小，油滴将加速下落，选项d错误。8如图所示，竖直放置的两个平行金属板间存在水平的匀强电场，与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球 ( 可视为质点 ) 。现将p小球从紧靠左极板( 但不接触左极板) 处由静止释放，将q小球从两板正中央由静止释放，最终，两小球都能运动到右极板上的同一个位置o，则从开始释放到运动到右极板的过程中p小球和q小球的 ( ) a. 运动时间相等b. 电势能减少量之比为21 c. 电荷量之比为21 d. 动能增加量之比为41 答案ac

10、 解析两小球在竖直方向都做自由落体运动，由题分析可知，小球下落高度相同，由公式得t2hg，它们的运动时间相等，选项a正确；小球在水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移xp2xq，由x12at2分析得到加速度之比apaq21， 根据牛顿第二定律得，两球的加速度分别为apqpem，aqqqem， 则qpqq21，选项 c正确；电场力做功分别为wpqpexp，wqqqexq，由于qpqq2 1，xpxq21，得到wpwq41，p、q两球的电势能减少量之比为41，而重力做功相同，则合力做功之比w合pw合qwg4wqwgwq4，则动能增加量之比ekpekq4，选项 b、d错误。9用细绳拴一个质

11、量为m带正电的小球b，另一也带正电小球a固定在绝缘竖直墙上，a、b两球与地面的高度均为h，小球b在重力、拉力和库仑力的作用下静止不动，如图所示。现将细绳剪断后( ) a. 小球b在细绳剪断瞬间起开始做平抛运动b. 小球b在细绳剪断瞬间加速度大于gc. 小球b落地的时间小于2hgd. 小球b落地的速度大于2gh答案bcd 解析小球b在细绳剪断瞬间受到水平向右的库仑斥力和竖直向下的重力作用，而且初速度为零，故不做平抛运动，选项a错误；细绳剪断瞬间合力大于重力，根据牛顿第二定律可以知道，加速度大于g，选项 b正确；若竖直方向只受到重力作用，则落地时间为2hg，但是随着小球b下落，a对b的库仑力沿竖直

12、向下具有分力，从而使竖直方向的合力大于重力，即竖直方向的加速度大于g，故小球b的落地时间小于2hg，选项 c正确； 根据上面的分析，若竖直方向只受到重力作用，则小球b的落地速度等于2gh，但是竖直方向的合力大于重力，故落地速度大于2gh，选项 d正确。10. 如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，其方向与水平方向成30斜向上，在电场中有一质量为m，带电荷量为q的带电小球，用长为l的不可伸长的绝缘细线挂于o点，当小球静止于m点时，细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点p，然后无初速度释放，则以下判断正确的是( ) a小球再次到m点时，速度刚好为零b. 小球从p到m过程中，合外力对它做了3mgl的功

13、c. 小球从p到m过程中，小球的机械能增加了3mgld. 如果小球运动到m点时，细线突然断裂，小球以后将做匀变速曲线运动答案bd 解析小球从p到m过程中，细线拉力不做功，只有电场力和小球重力做功，它们的合力也是恒力，大小为3mg，方向水平向右，所以小球到m点时，速度最大，而不是零，a错误；电场力与重力的合力为3mg，合力方向上的位移为l，所以做功为3mgl，b正确；机械能的增加量就是动能的增加量3mgl和重力势能的增加量mgl之和， c错误；细线突然断裂时，速度方向竖直向上，合外力大小恒定，方向水平向右，小球将做匀变速曲线运动，d正确。二、非选择题( 本题共 2 小题，共 30 分) 11.(

14、14分) 从地面以v0斜向上抛出一个质量为m的小球，当小球到达最高点时，小球具有的动能与势能之比是 9 16，取地面为重力势能参考面，不计空气阻力。 现在此空间加上一个平行于小球平抛平面的水平电场，以相同的初速度抛出带上正电荷量为q的原小球，小球到达最高点时的动能与抛出时动能相等。求：(1) 无电场时，小球升到最高点的时间；(2) 后来加上的电场的场强大小。答案(1)4v05g(2)mg2q或2mgq解析(1) 无电场时， 当小球到达最高点时，小球具有的动能与势能之比是9 16，将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，由v2y2gh，得12mv2ymgh，12mv2x12mv2y 916，解得初

15、始抛出时vxvy34，所以竖直方向的初速度为vy45v0。竖直方向做匀减速运动：vygt，得t4v05g。(2) 设后来加上的电场场强大小为e，小球到达最高点时的动能与刚抛出时的动能相等，若电场力的方向与小球初速度的水平分量方向相同，则有e1qmt35v0v0，解得：e1mg2q。若电场力的方向与小球初速度的水平分量方向相反，则有e2qmt35v0v0。解得：e22mgq。12.(16分) 如图所示， 一平行板电容器两板水平相对放置，在两板的正中心各开一个孔，孔相对极板很小，因此不会影响两板间的电场分布。现给上下两板分别充上等量的正负电荷，上板带正电、下板带负电，使两板间形成匀强电场，电场强度

16、大小为e3mgq。一根长为l的绝缘轻质硬杆上下两端分别固定一带电金属小球a、b，两球大小相等，且直径小于电容器极板上的孔，a球带负电，qa 3q，b球带正电，qbq，两球质量均为m。将“杆球”装置移动到上极板上方，保持竖直，且使b球刚好位于上板小孔的中心处、球心与上极板在同一平面内，然后由静止释放。已知带电平行板电容器只在其两板间存在电场，两球在运动过程中不会接触到极板，且各自的带电荷量始终不变。忽略两球产生的电场对平行板间匀强电场的影响，两球可以看成质点，电容器极板厚度不计。重力加速度取g。求：(1)b球刚进入两板间时，“杆球”装置的加速度大小a。(2) 若以后的运动过程中，发现b球从下极板的小孔穿出后，刚好能运动l/2 的距离。求电容器两极板间距d。(3)a、b两球从开始到最低点的运动过程中，硬杆上所产生的弹力始终是拉力，则拉力最大值是多大( 静电力常量为k) ？答案(1)52g(2)118l(3)6mg3kq2l2解析(1) 以a、b系统整体为研究对象，有：qe2mg 2ma，可得a52g。(2) 从开始到a刚进入两板间有v212al，得v15gl。从a进入两板间到b即将穿出下孔，有：qe2mg 3