高考物理 增值增分特訓 電場性質(zhì)及帶電粒子在電場中的運動.doc

電場性質(zhì)及帶電粒子在電場中的運動(限時：45分鐘)一、單項選擇題1 (2013新課標15)如圖1所示，一半徑為r的圓盤上均勻分布著電荷量為q的電荷，在垂直于圓盤且過圓心c的軸線上有a、 b、d三個點，a和b、b和c、 c和d間的距離均為r，在a點處有一電荷量為q (q0)的固定點電荷已知b點處的場強為零，則d點處場強的大小為(k為靜電力常量)()圖1ak bkck dk答案b解析電荷q產(chǎn)生的電場在b處的場強eb，方向水平向右，由于b點的合場強為零，故圓盤上的電荷產(chǎn)生的電場在b處的場強ebeb，方向水平向左，故q0.由于b、d關于圓盤對稱，故q產(chǎn)生的電場在d處的場強edeb，方向水平向右，電荷q產(chǎn)生的電場在d處的場強ed，方向水平向右，所以d處的合場強的大小eededk.2 (2013上海10)兩異種點電荷電場中的部分等勢面如圖2所示，已知a點電勢高于b點電勢若位于a、b處點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處為負電荷，qaqbda處為負電荷，qaqb答案b解析根據(jù)a點電勢高于b點電勢可知，a處為正電荷，qaqb，選項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的位置上放入一個電荷量為q的點電荷o，由于靜電感應產(chǎn)生了如圖甲所示的電場分布p是金屬板上的一點，p點與點電荷o之間的距離為r，幾位同學想求出p點的電場強度大小，但發(fā)現(xiàn)問題很難幾位同學經(jīng)過仔細研究，從圖乙所示的電場得到了一些啟示，經(jīng)過查閱資料他們知道：圖甲所示的電場分布與圖乙中虛線右側(cè)的電場分布是一樣的圖乙中兩異種點電荷所帶電荷量的大小均為q，它們之間的距離為2d，虛線是兩點電荷連線的中垂線由此他們分別對p點的電場強度方向和大小作出以下判斷，其中正確的是()圖3a方向沿p點和點電荷o的連線向左，大小為b方向沿p點和點電荷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解析通過類比分析可知，p點的場強等于點電荷q在p點的場強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)域的電場線分布如圖4所示，其中間一根電場線是直線，一帶正電的粒子從直線上的o點由靜止開始在電場力作用下運動到a點，取o點為坐標原點，沿直線向右為x軸正方向，粒子的重力忽略不計在o到a運動過程中，下列關于粒子的運動速度v和加速度a隨時間t的變化、粒子的動能ek和運動徑跡上電勢隨位移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點向a點運動，電場線先變疏再變密，電場強度先變小，后變大，故電場力和粒子的加速度也是先變小，后變大，選項b正確；粒子從o向a運動，一直加速，但加速度先變小，后變大，其速度時間圖象的斜率應是先變小，后變大，選項a錯誤；從o到a，電場強度先變小，后變大，單位長度上的電勢降落應是先變小，后變大，選項c錯誤；根據(jù)ekmv2fx，ekx圖象的斜率為力f，從o到a，粒子所受的電場力先變小，后變大，故ekx圖象的斜率先變小，后變大，選項d錯誤5 如圖5所示，在xoy坐標系中以o為中心的橢圓上，有a、b、c、d、e五點，其中a、b、c、d為橢圓與坐標軸的交點現(xiàn)在橢圓的一個焦點o1固定一正點電荷，另一正試探電荷僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示，下列說法正確的是()圖5aa、c兩點的電場強度相同bd點的電勢小于b點的電勢c正試探電荷沿虛線運動過程中在b點的動能大于在e點的動能d若將正試探電荷由a沿橢圓經(jīng)be移動到c，電場力先做負功后做正功，但總功為零答案c解析由正點電荷電場線的分布及電場線方向與電勢變化的關系可知，a、c兩點的場強大小相等，但方向不同，b點電勢小于d點電勢正試探電荷由b點到e點的運動過程中，由w1q(be)可知，電場力(合力)做負功，動能減小，a、b錯誤，c正確；若將正試探電荷由a沿橢圓經(jīng)be移動到c，由w2q(ac)可知，過b點之前電場力做正功，過b點之后電場力做負功，整個運動過程中，電場力的總功為零，d錯誤6 如圖6所示，一個電量為q的點電荷甲，固定在絕緣水平面上的o點，另一個電量為q、質(zhì)量為m的點電荷乙從a點以初速度v0沿它們的連線向甲運動，到b點時速度最小且為v.已知靜電力常量為k，點電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為，ab間距離為l，則以下說法不正確的是()圖6aob間的距離為 b從a到b的過程中，電場力對點電荷乙做的功為wmglmvmv2c從a到b的過程中，電場力對點電荷乙做的功為wmglmv2mvd從a到b的過程中，乙的電勢能減少答案b解析a做加速度逐漸減小的減速直線運動，到b點時速度最小，所受庫侖力等于摩擦力，由mgk，解得ob間的距離為r，選項a正確從a到b的過程中，由動能定理，電場力對點電荷乙做的功為wmglmv2mv，選項b不正確，c正確從a到b的過程中，電場力做正功，乙的電勢能減小，選項d正確7 如圖7所示，兩平行金屬板間有一勻強電場，板長為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板間電場強度大小為mg/qb板間電場強度大小為mg/2qc質(zhì)點在板間的運動時間和它從板的右端運動到光屏的時間相等d質(zhì)點在板間的運動時間大于它從板的右端運動到光屏的時間答案c解析根據(jù)質(zhì)點垂直打在m屏上可知，質(zhì)點在兩板中央運動時向上偏轉(zhuǎn)，在板右端運動時向下偏轉(zhuǎn)，mgtqb它們的電荷量之比為qpqq21c它們的動能增量之比為ekpekq21d它們的電勢能減少量之比為epeq21答案b解析兩帶電小球在豎直方向均做自由落體運動，它們的運動時間的關系為tptq，選項a錯誤兩帶電小球重力與電場力合力方向均沿各自運動軌跡方向，它們的電荷量之比為qpqq21，選項b正確兩帶電小球重力做功相同，電場力做功之比為41，它們的動能增量之比不為21，選項c錯誤；它們的電勢能減少量之比為41，選項d錯誤二、多項選擇題9(2013山東19)如圖9所示，在x軸上相距為l的兩點固定兩個等量異種點電荷q、q，虛線是以q所在點為圓心、為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中a、c兩點在x軸上，b、d兩點關于x軸對稱下列判斷正確的是()圖9ab、d兩點處的電勢相同b四個點中c點處的電勢最低cb、d兩點處的電場強度相同d將一試探電荷q沿圓周由a點移至c點，q的電勢能減小答案abd解析在兩等量異種電荷產(chǎn)生的電場中，根據(jù)電場分布規(guī)律和電場的對稱性可以判斷，b、d兩點電勢相同，均大于c點電勢，b、d兩點場強大小相同但方向不同，選項a、b正確，c錯誤將q沿圓周由a點移至c點，q對其作用力不做功，q對其作用力做正功，所以q的電勢能減小，選項d正確10(2013廣東15改編)噴墨打印機的簡化模型如圖10所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾螅运俣葀垂直勻強電場飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場中()圖10a向正極板偏轉(zhuǎn) b電勢能逐漸增大c運動軌跡是拋物線 d運動軌跡與帶電量無關答案ac解析不計重力的微滴帶負電，所受電場力方向指向帶正電荷的極板，故向正極板偏轉(zhuǎn)，a對在電場力方向做初速度為零的勻加速直線運動，故粒子動能增加，電場力做正功，電勢能逐漸減小，b錯不計重力的帶負電微滴的初速度和所受恒定電場力垂直，故運動軌跡為拋物線，c對由fma，feq，ued，得：a，可知粒子加速度和帶電量有關，加速度直接影響電場力方向上的加速運動，也會影響運動軌跡，d錯11如圖11所示，虛線為某一帶電粒子只在電場力作用下的運動軌跡，m、n為運動軌跡上兩點，下列說法中正確的是()圖11a如果實線表示電場線，則該粒子在m點的動能一定小于在n點的動能b如果實線表示等勢面，則該粒子在m點的動能一定小于在n點的動能c不論實線表示電場線還是等勢面，粒子在m點的加速度一定小于在n點的加速度d不論實線表示電場線還是等勢面，都不能確定m、n兩點電勢高低關系，但能確定該粒子所帶電荷的正負答案ac解析如果實線表示電場線，做曲線運動的粒子受到的合力指向曲線的內(nèi)側(cè)，從m到n電場力做正功，動能增加，選項a正確；如果實線表示等勢面，粒子從m到n電場力做負功，動能減少，選項b錯誤；無論實線表示電場線還是等勢面，n點比m點周圍的線要密，所以粒子在n點受到的電場力大，加速度也大，選項c正確；無論實線表示電場線還是等勢面，都不能確定m、n兩點間電勢高低關系，也不能確定該粒子所帶電荷的正負，選項d錯誤12狄拉克曾經(jīng)預言，自然界應該存在只有一個磁極的磁單極子，其周圍磁感線呈均勻輻射狀分布，距離它r處的磁感應強度大小為b(k為常數(shù))磁單極子s的磁場分布如圖12甲所示，它與如圖乙所示負點電荷q的電場分布相似假設磁單極子s和負點電荷q均固定，有一帶電小球分別在s和q附近做勻速圓周運動，則關于小球做勻速圓周運動的判斷正確的是()圖12a若小球帶正電，其運動軌跡平面可在s正上方，如圖甲所示b若小球帶正電，其運動軌跡平面可在q正下方，如圖乙所示c若小球帶負電，其運動軌跡平面可在s正上方，如圖甲所示d若小球帶負電，其運動軌跡平面可在q正下方，如圖乙所示答案abc解析對于題圖甲中，帶電小球沿虛線做圓周運動，受到的洛倫茲力與磁感線垂直，帶電小球能夠做圓周運動，受力情況如圖(a)所示，小球可能帶正電，俯視做逆時針的圓周運動，小球也可能帶負電，俯視做順時針的圓周運動，選項a、c正確；對于題圖乙，小球做圓周運動的受力情況如圖(b)所示，小球只能帶正電，選項b正確，選項d錯誤13美國物理學家密立根通過研究平行板間懸浮不動的帶電油滴，比較準確地測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狀態(tài)，且此時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向下緩慢移動一小段距離，油滴將向上運動答案ac解析由題意知油滴受到的電場力方向豎直向上，又上極板帶正電，故油滴帶負電，設油滴帶電荷量為q，則極板帶電荷量為qkq，由于qemg，e，c，解得q，c，將極板n向下緩慢移動一小段距離，u不變，d增大，則場強e減小，重力將大于電場力，油滴將向下運動，只有選項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電場，質(zhì)量為m的帶電小球由mn上方的a點以一定初速度水平拋出，從b點進入電場，到達c點時速度方向恰好水平，a、b、c三點在同一直線上，且ab2bc，如圖14所示由此可見()圖14a電場力為3mgb小球帶正電c小球從a到b與從b到c的運動時間相等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ac與豎直方向的夾角為，對帶電小球從a到c，電場力做負功，小球帶負電，由動能定理，mgaccos qebccos 0，解得電場力為qe3mg，選項a正確，b錯誤小球在水平方向做勻速直線運動，從a到b的運動時間是從b到c的運動時間的2倍，選項c錯誤；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