高考物理 增值增分特訓(xùn) 電場(chǎng)性質(zhì)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).doc

電場(chǎng)性質(zhì)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(限時(shí)：45分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1 (2013新課標(biāo)15)如圖1所示，一半徑為r的圓盤(pán)上均勻分布著電荷量為q的電荷，在垂直于圓盤(pán)且過(guò)圓心c的軸線上有a、 b、d三個(gè)點(diǎn)，a和b、b和c、 c和d間的距離均為r，在a點(diǎn)處有一電荷量為q (q0)的固定點(diǎn)電荷已知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)()圖1ak bkck dk答案b解析電荷q產(chǎn)生的電場(chǎng)在b處的場(chǎng)強(qiáng)eb，方向水平向右，由于b點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，故圓盤(pán)上的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在b處的場(chǎng)強(qiáng)ebeb，方向水平向左，故q0.由于b、d關(guān)于圓盤(pán)對(duì)稱(chēng)，故q產(chǎn)生的電場(chǎng)在d處的場(chǎng)強(qiáng)edeb，方向水平向右，電荷q產(chǎn)生的電場(chǎng)在d處的場(chǎng)強(qiáng)ed，方向水平向右，所以d處的合場(chǎng)強(qiáng)的大小eededk.2 (2013上海10)兩異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的部分等勢(shì)面如圖2所示，已知a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)若位于a、b處點(diǎn)電荷的電荷量大小分別為qa和qb，則 ()圖2aa處為正電荷，qaqbba處為正電荷，qaqbca處為負(fù)電荷，qaqbda處為負(fù)電荷，qaqb答案b解析根據(jù)a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)可知，a處為正電荷，qaqb，選項(xiàng)b正確3 如圖3所示，圖甲中mn為足夠大的不帶電接地薄金屬板，在金屬板的右側(cè)，距離為d的位置上放入一個(gè)電荷量為q的點(diǎn)電荷o，由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生了如圖甲所示的電場(chǎng)分布p是金屬板上的一點(diǎn)，p點(diǎn)與點(diǎn)電荷o之間的距離為r，幾位同學(xué)想求出p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，但發(fā)現(xiàn)問(wèn)題很難幾位同學(xué)經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，從圖乙所示的電場(chǎng)得到了一些啟示，經(jīng)過(guò)查閱資料他們知道：圖甲所示的電場(chǎng)分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場(chǎng)分布是一樣的圖乙中兩異種點(diǎn)電荷所帶電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線由此他們分別對(duì)p點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向和大小作出以下判斷，其中正確的是()圖3a方向沿p點(diǎn)和點(diǎn)電荷o的連線向左，大小為b方向沿p點(diǎn)和點(diǎn)電荷o的連線向左，大小為c方向垂直于金屬板向左，大小為d方向垂直于金屬板向左，大小為答案c解析通過(guò)類(lèi)比分析可知，p點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于點(diǎn)電荷q在p點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)垂直于金屬板的分量的2倍，方向垂直金屬板向左，大小為ep2k，故c正確4 某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖4所示，其中間一根電場(chǎng)線是直線，一帶正電的粒子從直線上的o點(diǎn)由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，取o點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿直線向右為x軸正方向，粒子的重力忽略不計(jì)在o到a運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列關(guān)于粒子的運(yùn)動(dòng)速度v和加速度a隨時(shí)間t的變化、粒子的動(dòng)能ek和運(yùn)動(dòng)徑跡上電勢(shì)隨位移x的變化圖線可能正確的是()圖4答案b解析帶正電的粒子從o點(diǎn)向a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)線先變疏再變密，電場(chǎng)強(qiáng)度先變小，后變大，故電場(chǎng)力和粒子的加速度也是先變小，后變大，選項(xiàng)b正確；粒子從o向a運(yùn)動(dòng)，一直加速，但加速度先變小，后變大，其速度時(shí)間圖象的斜率應(yīng)是先變小，后變大，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；從o到a，電場(chǎng)強(qiáng)度先變小，后變大，單位長(zhǎng)度上的電勢(shì)降落應(yīng)是先變小，后變大，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；根據(jù)ekmv2fx，ekx圖象的斜率為力f，從o到a，粒子所受的電場(chǎng)力先變小，后變大，故ekx圖象的斜率先變小，后變大，選項(xiàng)d錯(cuò)誤5 如圖5所示，在xoy坐標(biāo)系中以o為中心的橢圓上，有a、b、c、d、e五點(diǎn)，其中a、b、c、d為橢圓與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)現(xiàn)在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)o1固定一正點(diǎn)電荷，另一正試探電荷僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，下列說(shuō)法正確的是()圖5aa、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同bd點(diǎn)的電勢(shì)小于b點(diǎn)的電勢(shì)c正試探電荷沿虛線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在b點(diǎn)的動(dòng)能大于在e點(diǎn)的動(dòng)能d若將正試探電荷由a沿橢圓經(jīng)be移動(dòng)到c，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，但總功為零答案c解析由正點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布及電場(chǎng)線方向與電勢(shì)變化的關(guān)系可知，a、c兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向不同，b點(diǎn)電勢(shì)小于d點(diǎn)電勢(shì)正試探電荷由b點(diǎn)到e點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由w1q(be)可知，電場(chǎng)力(合力)做負(fù)功，動(dòng)能減小，a、b錯(cuò)誤，c正確；若將正試探電荷由a沿橢圓經(jīng)be移動(dòng)到c，由w2q(ac)可知，過(guò)b點(diǎn)之前電場(chǎng)力做正功，過(guò)b點(diǎn)之后電場(chǎng)力做負(fù)功，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力的總功為零，d錯(cuò)誤6 如圖6所示，一個(gè)電量為q的點(diǎn)電荷甲，固定在絕緣水平面上的o點(diǎn)，另一個(gè)電量為q、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙從a點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動(dòng)，到b點(diǎn)時(shí)速度最小且為v.已知靜電力常量為k，點(diǎn)電荷乙與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，ab間距離為l，則以下說(shuō)法不正確的是()圖6aob間的距離為 b從a到b的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)點(diǎn)電荷乙做的功為wmglmvmv2c從a到b的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)點(diǎn)電荷乙做的功為wmglmv2mvd從a到b的過(guò)程中，乙的電勢(shì)能減少答案b解析a做加速度逐漸減小的減速直線運(yùn)動(dòng)，到b點(diǎn)時(shí)速度最小，所受庫(kù)侖力等于摩擦力，由mgk，解得ob間的距離為r，選項(xiàng)a正確從a到b的過(guò)程中，由動(dòng)能定理，電場(chǎng)力對(duì)點(diǎn)電荷乙做的功為wmglmv2mv，選項(xiàng)b不正確，c正確從a到b的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，乙的電勢(shì)能減小，選項(xiàng)d正確7 如圖7所示，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)為l，板間距離為d，在板右端l處有一豎直放置的光屏m，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從兩板中央射入板間，最后垂直打在m屏上，則下列結(jié)論正確的是()圖7a板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為mg/qb板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為mg/2qc質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等d質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間答案c解析根據(jù)質(zhì)點(diǎn)垂直打在m屏上可知，質(zhì)點(diǎn)在兩板中央運(yùn)動(dòng)時(shí)向上偏轉(zhuǎn)，在板右端運(yùn)動(dòng)時(shí)向下偏轉(zhuǎn)，mgtqb它們的電荷量之比為qpqq21c它們的動(dòng)能增量之比為ekpekq21d它們的電勢(shì)能減少量之比為epeq21答案b解析兩帶電小球在豎直方向均做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系為tptq，選項(xiàng)a錯(cuò)誤兩帶電小球重力與電場(chǎng)力合力方向均沿各自運(yùn)動(dòng)軌跡方向，它們的電荷量之比為qpqq21，選項(xiàng)b正確兩帶電小球重力做功相同，電場(chǎng)力做功之比為41，它們的動(dòng)能增量之比不為21，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；它們的電勢(shì)能減少量之比為41，選項(xiàng)d錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題9(2013山東19)如圖9所示，在x軸上相距為l的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷q、q，虛線是以q所在點(diǎn)為圓心、為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)在x軸上，b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)下列判斷正確的是()圖9ab、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同b四個(gè)點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低cb、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同d將一試探電荷q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，q的電勢(shì)能減小答案abd解析在兩等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，根據(jù)電場(chǎng)分布規(guī)律和電場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)性可以判斷，b、d兩點(diǎn)電勢(shì)相同，均大于c點(diǎn)電勢(shì)，b、d兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同但方向不同，選項(xiàng)a、b正確，c錯(cuò)誤將q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，q對(duì)其作用力不做功，q對(duì)其作用力做正功，所以q的電勢(shì)能減小，選項(xiàng)d正確10(2013廣東15改編)噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)化模型如圖10所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后，以速度v垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場(chǎng)中()圖10a向正極板偏轉(zhuǎn) b電勢(shì)能逐漸增大c運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線 d運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無(wú)關(guān)答案ac解析不計(jì)重力的微滴帶負(fù)電，所受電場(chǎng)力方向指向帶正電荷的極板，故向正極板偏轉(zhuǎn)，a對(duì)在電場(chǎng)力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故粒子動(dòng)能增加，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能逐漸減小，b錯(cuò)不計(jì)重力的帶負(fù)電微滴的初速度和所受恒定電場(chǎng)力垂直，故運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線，c對(duì)由fma，feq，ued，得：a，可知粒子加速度和帶電量有關(guān)，加速度直接影響電場(chǎng)力方向上的加速運(yùn)動(dòng)，也會(huì)影響運(yùn)動(dòng)軌跡，d錯(cuò)11如圖11所示，虛線為某一帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，m、n為運(yùn)動(dòng)軌跡上兩點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是()圖11a如果實(shí)線表示電場(chǎng)線，則該粒子在m點(diǎn)的動(dòng)能一定小于在n點(diǎn)的動(dòng)能b如果實(shí)線表示等勢(shì)面，則該粒子在m點(diǎn)的動(dòng)能一定小于在n點(diǎn)的動(dòng)能c不論實(shí)線表示電場(chǎng)線還是等勢(shì)面，粒子在m點(diǎn)的加速度一定小于在n點(diǎn)的加速度d不論實(shí)線表示電場(chǎng)線還是等勢(shì)面，都不能確定m、n兩點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系，但能確定該粒子所帶電荷的正負(fù)答案ac解析如果實(shí)線表示電場(chǎng)線，做曲線運(yùn)動(dòng)的粒子受到的合力指向曲線的內(nèi)側(cè)，從m到n電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加，選項(xiàng)a正確；如果實(shí)線表示等勢(shì)面，粒子從m到n電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減少，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；無(wú)論實(shí)線表示電場(chǎng)線還是等勢(shì)面，n點(diǎn)比m點(diǎn)周?chē)木€要密，所以粒子在n點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大，加速度也大，選項(xiàng)c正確；無(wú)論實(shí)線表示電場(chǎng)線還是等勢(shì)面，都不能確定m、n兩點(diǎn)間電勢(shì)高低關(guān)系，也不能確定該粒子所帶電荷的正負(fù)，選項(xiàng)d錯(cuò)誤12狄拉克曾經(jīng)預(yù)言，自然界應(yīng)該存在只有一個(gè)磁極的磁單極子，其周?chē)鸥芯€呈均勻輻射狀分布，距離它r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b(k為常數(shù))磁單極子s的磁場(chǎng)分布如圖12甲所示，它與如圖乙所示負(fù)點(diǎn)電荷q的電場(chǎng)分布相似假設(shè)磁單極子s和負(fù)點(diǎn)電荷q均固定，有一帶電小球分別在s和q附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的判斷正確的是()圖12a若小球帶正電，其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在s正上方，如圖甲所示b若小球帶正電，其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在q正下方，如圖乙所示c若小球帶負(fù)電，其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在s正上方，如圖甲所示d若小球帶負(fù)電，其運(yùn)動(dòng)軌跡平面可在q正下方，如圖乙所示答案abc解析對(duì)于題圖甲中，帶電小球沿虛線做圓周運(yùn)動(dòng)，受到的洛倫茲力與磁感線垂直，帶電小球能夠做圓周運(yùn)動(dòng)，受力情況如圖(a)所示，小球可能帶正電，俯視做逆時(shí)針的圓周運(yùn)動(dòng)，小球也可能帶負(fù)電，俯視做順時(shí)針的圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)a、c正確；對(duì)于題圖乙，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的受力情況如圖(b)所示，小球只能帶正電，選項(xiàng)b正確，選項(xiàng)d錯(cuò)誤13美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)研究平行板間懸浮不動(dòng)的帶電油滴，比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量如圖13所示，平行板電容器兩極板m、n相距d，兩極板分別與電壓為u的恒定電源兩極連接，極板m帶正電現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止?fàn)顟B(tài)，且此時(shí)極板帶電荷量與油滴帶電荷量的比值為k，則()圖13a油滴帶負(fù)電b油滴帶電荷量為c電容器的電容為d將極板n向下緩慢移動(dòng)一小段距離，油滴將向上運(yùn)動(dòng)答案ac解析由題意知油滴受到的電場(chǎng)力方向豎直向上，又上極板帶正電，故油滴帶負(fù)電，設(shè)油滴帶電荷量為q，則極板帶電荷量為qkq，由于qemg，e，c，解得q，c，將極板n向下緩慢移動(dòng)一小段距離，u不變，d增大，則場(chǎng)強(qiáng)e減小，重力將大于電場(chǎng)力，油滴將向下運(yùn)動(dòng)，只有選項(xiàng)a、c正確14在空間中水平面mn的下方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量為m的帶電小球由mn上方的a點(diǎn)以一定初速度水平拋出，從b點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，到達(dá)c點(diǎn)時(shí)速度方向恰好水平，a、b、c三點(diǎn)在同一直線上，且ab2bc，如圖14所示由此可見(jiàn)()圖14a電場(chǎng)力為3mgb小球帶正電c小球從a到b與從b到c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等d小球從a到b與從b到c的速度變化量的大小相等答案ad解析設(shè)ac與豎直方向的夾角為，對(duì)帶電小球從a到c，電場(chǎng)力做負(fù)功，小球帶負(fù)電，由動(dòng)能定理，mgaccos qebccos 0，解得電場(chǎng)力為qe3mg，選項(xiàng)a正確，b錯(cuò)誤小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從a到b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是從b到c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的2倍，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；小球在豎直方向先加速后減速，小球從a到b與從b到c豎直方向的速度變化量的大小相等，水平速度不變，小球從a到b與從b到c的速度變化量的大小