2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題九電場(chǎng)試題2﹙含解析﹚

1、專題九電場(chǎng)考點(diǎn)1 電場(chǎng)力的性質(zhì)1.2021浙江五校高三聯(lián)考,多選下列電場(chǎng)中,帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下,既可做直線運(yùn)動(dòng),又可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的是()A.點(diǎn)電荷電場(chǎng)B.等量同種電荷電場(chǎng) C.等量異種電荷電場(chǎng) D.勻強(qiáng)電場(chǎng)2.2021江西紅色七校聯(lián)考如圖,勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)直角三角形,BC邊垂直AC邊,BAC=30 ,BC邊長(zhǎng)度為d,已知電場(chǎng)方向與該直角三角形的某一邊平行.一質(zhì)量為m、電荷量為q、帶正電的粒子(不計(jì)重力)在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度大小為v0,方向沿AB方向;經(jīng)過BC邊的中點(diǎn)D時(shí),速度大小為vD,方向與BC邊垂直.下列說法正確的是()A.電場(chǎng)方向可能與AC邊平行B.

2、vD=v0C.A、B、C三點(diǎn)中B點(diǎn)電勢(shì)最低D.電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=3.2021河南名校第一次聯(lián)考,多選如圖所示,A、B、C三個(gè)小球(均可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量分別為m、2m、3m,B小球帶負(fù)電,電荷量大小為q,A、C兩小球不帶電(不考慮小球間的靜電感應(yīng)),不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線將三個(gè)小球連接起來懸掛在O點(diǎn),三個(gè)小球均處于豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,則以下說法正確的是()A.靜止時(shí),A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mg+qEB.靜止時(shí),A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mg-qEC.剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線瞬間,A、B兩小球間細(xì)線的拉力為D.剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線瞬間,A、B兩小球間細(xì)線的拉力為4.2020福

3、建漳平檢測(cè)如圖所示,兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體A和B,用一對(duì)絕緣柱支持使它們彼此接觸.把一帶正電荷的物體C置于A附近,貼在A、B下部的金屬箔都張開,則()A.此時(shí)A帶正電,B帶負(fù)電B.此時(shí)A電勢(shì)低,B電勢(shì)高C.移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合D.先把A和B分開,然后移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合5.2020全國(guó),20,多選如圖,豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量異種電荷.a、b為圓環(huán)水平直徑上的兩個(gè)點(diǎn),c、d為豎直直徑上的兩個(gè)點(diǎn),它們與圓心的距離均相等.則()A.a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等B.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等C.c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等D.c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等6.2017北京,22,

4、16分如圖所示,長(zhǎng)l=1 m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,繩與豎直方向的夾角=37.已知小球所帶電荷量q=1.010-6 C,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=3.0103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8.求:(1)小球所受電場(chǎng)力F的大小.(2)小球的質(zhì)量m.(3)將電場(chǎng)撤去,小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度v的大小.考點(diǎn)2 電場(chǎng)能的性質(zhì)1.2021安徽合肥高三調(diào)研如圖所示,在x軸上相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)固定等量異種點(diǎn)電荷+Q、-Q,虛線是以-Q所在點(diǎn)為中心、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形,a、b、c、d是正方形的四個(gè)頂點(diǎn),且a、b連

5、線平行于x軸,則下列說法正確的是()A.b點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)B.b、c連線上各點(diǎn)電勢(shì)相同C.a、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同D.將一正電荷沿虛線由a點(diǎn)移至b點(diǎn),其電勢(shì)能逐漸增大2.生產(chǎn)生活實(shí)踐問題情境靜電紡紗工藝如圖所示為某靜電紡紗工藝示意圖,虛線為電場(chǎng)線,a、b、c為電場(chǎng)中三點(diǎn),a、c在中間水平虛線上的等勢(shì)點(diǎn)到b的距離相等,b為中間水平虛線的中點(diǎn),電場(chǎng)線關(guān)于水平虛線的垂直平分線對(duì)稱,一電子從a點(diǎn)經(jīng)過b運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),下列說法正確的是()A.電子在三點(diǎn)的電勢(shì)能大小EpcEpbEpaB.三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小EaEbEcC.電場(chǎng)力對(duì)電子做的功Wab=WbcD.電子可僅受電場(chǎng)力做題述運(yùn)動(dòng)3.2020浙江7月選考,8

6、空間P、Q兩點(diǎn)處固定電荷量絕對(duì)值相等的點(diǎn)電荷,其中Q點(diǎn)處為正電荷,P、Q兩點(diǎn)附近電場(chǎng)的等勢(shì)線分布如圖所示,a、b、c、d、e為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn),設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0,則()A.e點(diǎn)的電勢(shì)大于0B.a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.b點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)D.負(fù)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加4.多選如圖所示為某一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的七條電場(chǎng)線,電場(chǎng)線的分布關(guān)于y軸對(duì)稱,O是坐標(biāo)原點(diǎn),M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個(gè)圓周上的四個(gè)點(diǎn),其中M、N在y軸上,Q點(diǎn)在x軸上,P點(diǎn)在電場(chǎng)線5上,將一負(fù)點(diǎn)電荷分別由P點(diǎn)、Q點(diǎn)移到N點(diǎn),則()A.M點(diǎn)的電勢(shì)和P點(diǎn)的電勢(shì)相等B.負(fù)點(diǎn)電荷移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做的功WQN0)的粒子以速

7、度v0從MN連線上的P點(diǎn)水平向右射入大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.已知MN與水平方向成45角,粒子的重力可以忽略,則粒子到達(dá)MN連線上的某點(diǎn)時(shí)()A.所用時(shí)間為B.速度大小為3v0C.與P點(diǎn)的距離為D.速度方向與豎直方向的夾角為305.2020黑龍江哈爾濱四校聯(lián)考如圖所示,一個(gè)“V”形玻璃管ABC倒置于平面內(nèi),并處于場(chǎng)強(qiáng)大小為E=1103 V/m,方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一個(gè)重力為G=110-3 N,電荷量為q=210-4 C的帶負(fù)電小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),小滑塊與管壁的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5.已知管長(zhǎng)AB=BC=L=2 m,傾角=37,B處是一段很短的光滑圓弧管,sin 37=0.6

8、,cos 37=0.8,重力加速度g=10 m/s2,下列說法正確的是()A.B、A間的電勢(shì)差為2 000 VB.小滑塊從A第一次運(yùn)動(dòng)到B的過程中電勢(shì)能增大C.小滑塊第一次速度為零的位置在C處D.從開始運(yùn)動(dòng)到最后靜止,小滑塊通過的總路程為3 m6.多選光滑絕緣水平桌面上有一半徑為R的圓周,A、B、C是圓周上等間距的三點(diǎn),O是圓周的圓心.將正點(diǎn)電荷Q1、Q2分別鎖定在A、B兩點(diǎn),點(diǎn)電荷Q3鎖定在O點(diǎn),如圖所示,Q1、Q2的電荷量均為q,Q3的電性和電荷量均未知.無論在C處放入何種電性的試探電荷,均處于平衡狀態(tài).已知靜電力常量為k,則下列分析正確的是()A.Q3為負(fù)點(diǎn)電荷,電荷量為qB.若解除對(duì)Q

9、3的鎖定,則Q3剛好能運(yùn)動(dòng)到圓周上C.若把Q3鎖定在C點(diǎn),則O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向由O指向CD.若將Q2置換為電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷,然后解除對(duì)Q3的鎖定,則Q3將做直線運(yùn)動(dòng)7.多選如圖所示,真空中豎直平面內(nèi)三點(diǎn)A、B、C構(gòu)成直角三角形,其中AC豎直,長(zhǎng)度為L(zhǎng),B=30,處于平行于ABC平面的電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度方向與AB平行.若將質(zhì)量為m的一帶電小球以初動(dòng)能Ek沿CA方向從C點(diǎn)射出,小球通過B點(diǎn)時(shí)速度恰好沿AB方向,已知重力加速度為g,則()A.從C到B,小球運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)能先減為0,后增大B.小球所受電場(chǎng)力為所受重力的倍C.從C到B,小球克服重力做的功與電場(chǎng)力做的功的比值為

10、D.經(jīng)過時(shí)間,小球電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最大8.12分某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn),在足夠大的水平平行金屬板A、B間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=2103 N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.01 kg帶負(fù)電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),其帶電荷量q=210-4 C,開始小球靜止于P點(diǎn),靠近金屬板B有一擋板,小球與擋板的距離h=9.0 cm,與A板距離H=50 cm,重力加速度g=10 m/s2.在電場(chǎng)力和重力作用下小球由靜止開始向下運(yùn)動(dòng),每次與擋板相碰后帶電荷量都減少到碰前的k倍,已知k=,而碰后小球的速度大小不變且碰撞時(shí)間極短.求:(1)小球由靜止釋放后,第一次到達(dá)擋板時(shí)的速度大小v0和第三

11、次經(jīng)過初始位置時(shí)的速度大小v3;(2)經(jīng)過n次碰撞以后小球離擋板的最大高度,并討論小球能否碰到A板.9.13分如圖所示,粗糙程度不均勻的水平面ABC與半徑為R的豎直光滑半圓軌道CDM相切于C點(diǎn),CM為半圓的直徑,O為圓心,D點(diǎn)是弧CM的中點(diǎn),在半圓CDM下半部分有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=(g為重力加速度).現(xiàn)把可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為2m的小物塊P置于水平面的A點(diǎn),并在水平恒力F(大小未知)的作用下由靜止向左運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)撤掉水平恒力F,小物塊P恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止.現(xiàn)把與小物塊P表面粗糙程度相同、質(zhì)量是小物塊P質(zhì)量的一半、帶電荷量為+q的絕緣小物塊Q同樣置于A點(diǎn),Q在同樣水平恒力F作用下也

12、從靜止開始向左運(yùn)動(dòng),到B點(diǎn)撤掉水平恒力F,帶電小物塊Q離開水平面BC后沿著圓弧軌道CDM運(yùn)動(dòng)恰好能過最高點(diǎn)M.求:(1)小物塊Q經(jīng)過水平面C點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)小物塊Q在半圓軌道CDM上運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)軌道的最大壓力;(3)小物塊Q在運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦力做的功.一、選擇題(共10小題,60分)1.生產(chǎn)生活實(shí)踐問題情境熔噴布N95口罩中起阻隔作用的關(guān)鍵層的材質(zhì)是熔噴布,熔噴布的纖維里加入了駐極體材料,它能依靠靜電感應(yīng)吸附比熔噴布網(wǎng)狀纖維孔洞小很多的0.1 m量級(jí)或更小的微粒,從而有了更好的過濾效果.制備駐極體的一種方法是對(duì)某些電介質(zhì)材料進(jìn)行加熱熔化,然后在強(qiáng)電場(chǎng)中進(jìn)行極化冷卻.電介質(zhì)中每個(gè)分子都呈電中

13、性,但分子內(nèi)正、負(fù)電荷分布并不完全重合,每個(gè)分子可以看成是等量異號(hào)電荷構(gòu)成的電荷對(duì).如圖所示,某種電介質(zhì)未加電場(chǎng)時(shí),分子取向隨機(jī)排布,熔化時(shí)施加水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),正、負(fù)電荷受電場(chǎng)力的作用,分子取向會(huì)發(fā)生一致性的變化.冷卻后撤掉電場(chǎng),形成駐極體,分子取向能夠較長(zhǎng)時(shí)間維持且基本不變.這個(gè)過程就像鐵在強(qiáng)磁場(chǎng)中磁化成磁鐵的過程.根據(jù)以上信息可知,下列說法正確的是()A.駐極體通過與吸入的空氣中微粒的接觸,使得微粒帶電,從而起到吸附過濾作用B.若放置時(shí)間過長(zhǎng),駐極體口罩會(huì)因電場(chǎng)衰減而失效,這是電荷中和的結(jié)果C.駐極體就像一個(gè)平行板電容器,電場(chǎng)只存在于內(nèi)部,外部沒有電場(chǎng)D.上述材料冷卻后,撤去外電場(chǎng),材

14、料左邊界帶正電,右邊界帶負(fù)電2.2020上海,11圖中p表示質(zhì)子,e表示電子,距離Dd.其中O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大的排布方式為()ABCD3.如圖所示,質(zhì)量均為m的帶電小球a、b、c均處于靜止?fàn)顟B(tài),小球a用絕緣細(xì)線懸掛在天花板下,b、c用絕緣輕桿連接后直立在水平絕緣地面上,兩球均在小球a的正下方,小球a帶正電.若讓小球a做微小擺動(dòng),發(fā)現(xiàn)球b也做微小擺動(dòng),c球可視為不動(dòng),重力加速度為g,則靜止?fàn)顟B(tài)下,下列說法正確的是()A.b、c總電荷量一定為負(fù)B.細(xì)線拉力可能為3mgC.b、c互換后,細(xì)線拉力一定不變D.小球c與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)不為零4.2021安徽名校高三聯(lián)考如圖所示,兩等量同種點(diǎn)電荷+Q固定放置,O

15、為連線的中點(diǎn),A、B、C、D為兩電荷連線中垂面上的四個(gè)點(diǎn),AO=BO=CO=DO,下列說法正確的是()A.A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同B.O點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)低C.把電子從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn),電子的電勢(shì)能減小D.在C點(diǎn)給電子某一恰當(dāng)?shù)某跛俣?電子可能做圓周運(yùn)動(dòng)5.理論研究表明,無限大的均勻帶電平板在周圍空間的一定范圍內(nèi)可以形成與平板垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)有兩塊無限大的均勻絕緣帶電平板互相垂直并靠近放置,如圖所示,A板帶正電,B板帶負(fù)電,且兩板單位面積的帶電荷量相等(電荷不發(fā)生移動(dòng)),圖中直線MN為帶正電平板和帶負(fù)電平板在紙面內(nèi)所夾角的角平分線,D為MN右下方的一個(gè)點(diǎn)(在兩板形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)的重合區(qū)域的電場(chǎng)的范圍內(nèi)),過

16、D點(diǎn)分別作A、B板的垂線,垂足分別為E、F,則下列說法正確的是()A.D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比MN上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大B.MN所在的與紙面垂直的平面沿NM方向電勢(shì)降低C.D、F間的電勢(shì)差的絕對(duì)值一定大于D、E間的電勢(shì)差的絕對(duì)值D.在D點(diǎn)由靜止釋放一電子,電子一定沿垂直于A板方向向下做勻加速運(yùn)動(dòng)6.生產(chǎn)生活實(shí)踐問題情境人與金屬球放電在達(dá)人秀節(jié)目中經(jīng)常會(huì)有演員表演一種人與金屬球放電,而人沒有受到傷害的節(jié)目,實(shí)際上演員全身要穿上用金屬絲線編織的衣服(如圖甲),其中金屬球B接高壓電的正極,人身上的金屬絲線編織的衣服A接高壓電的負(fù)極,圖乙中虛線為演員站在表演臺(tái)未與金屬球B放電時(shí)周圍等勢(shì)線的分布圖(相鄰虛線間電勢(shì)差

17、相同),c、d、e、f 是等勢(shì)線上的四個(gè)點(diǎn).演員站在表演臺(tái)未與球B放電時(shí),以下說法正確的是()圖甲圖乙A.演員穿的金屬絲線編織的衣服內(nèi)部有凈電荷 B.f點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于e點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度C.將一正試探點(diǎn)電荷從f點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做正功D.將一重力不計(jì)的電子從c點(diǎn)靜止釋放 ,電子將沿直線運(yùn)動(dòng)7.2021吉林長(zhǎng)春高三質(zhì)量監(jiān)測(cè),多選如圖所示,一細(xì)圓環(huán)上均勻分布著負(fù)電荷,x軸垂直于環(huán)面且過環(huán)心O,下列關(guān)于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的說法中正確的是()A.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,電勢(shì)最低B.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)最低C.從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度一直減小,電勢(shì)升高D.從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,電勢(shì)

18、升高8.2021廣東惠州高三第一次調(diào)研,多選一帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力的作用下由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,則下列說法正確的是()A.電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)B.帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程中,其機(jī)械能守恒C.粒子在0t1時(shí)間內(nèi)電勢(shì)能減少了mD.粒子做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)9.多選避雷針,又名防雷針、接閃桿,是用來保護(hù)建筑物、高大樹木等避免雷擊的裝置.圖示為避雷針上方有雷雨時(shí)避雷針MN附近的電場(chǎng)線分布示意圖,電場(chǎng)線關(guān)于直線MN對(duì)稱.虛線ABCD為一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A運(yùn)動(dòng)到D的軌跡,則()A.該粒子帶負(fù)電B.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高C.該粒子在A點(diǎn)時(shí)的加速度大小比在B點(diǎn)時(shí)的加

19、速度大小大D.運(yùn)動(dòng)過程中粒子的電勢(shì)能先增大后減小10.多選如圖所示,一個(gè)半徑為R1的均勻帶負(fù)電球體,球心為O1,現(xiàn)在在球體內(nèi)挖去以O(shè)2為球心,半徑為R2的球體(R12R2),由此形成的空腔內(nèi)有四點(diǎn)a、b、c、d,與O2的距離均為r(rEbEcEdB.a、O2、b三點(diǎn)相鄰的兩點(diǎn)電勢(shì)差相等C.c、O2、d三點(diǎn)的電勢(shì)相等D.a、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向均由各點(diǎn)指向O1二、非選擇題(共5小題,61分)11.9分電荷周圍存在電場(chǎng),電場(chǎng)雖然看不見,但是它卻是客觀存在的,可以通過實(shí)驗(yàn)對(duì)它進(jìn)行觀察和研究.如圖所示,O是一個(gè)均勻帶電球,把一個(gè)系在絕緣輕質(zhì)絲線上的帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的試探小球先后依次掛在圖中

20、P1、P2、P3三個(gè)不同位置,調(diào)整絲線長(zhǎng)度,使小球靜止時(shí)的三個(gè)位置A、B、C 與帶電球O 的球心處于同一水平線上,三處的絲線與豎直方向的夾角分別為1、2、3,且123.已知重力加速度為g.(1)對(duì)試探小球靜止于A位置時(shí)進(jìn)行受力分析,畫出受力示意圖,并求試探小球所受電場(chǎng)力的大小FA;(2)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義,推導(dǎo)均勻帶電球產(chǎn)生的電場(chǎng)在A位置處的場(chǎng)強(qiáng)大小EA的表達(dá)式,并據(jù)此比較A、B、C 三個(gè)位置的電場(chǎng)強(qiáng)度EA、EB、EC的大小關(guān)系.12.10分如圖所示,兩水平虛線CD、EF之間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)(未畫出).自該區(qū)域上方同一高度的A點(diǎn)和B 點(diǎn)將質(zhì)量均為m、電荷量均為q的兩帶電小球M、

21、N先后以初速度2v0、v0沿平行于電場(chǎng)的方向射出.小球在重力作用下進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,并恰好從該區(qū)域的下邊界的同一點(diǎn)G 離開.已知N離開電場(chǎng)時(shí)的速度方向豎直向下, M在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng).不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=.求: (1)小球M從G點(diǎn)離開電場(chǎng)時(shí)的水平分速度的大小;(2)小球M在進(jìn)入電場(chǎng)前和在電場(chǎng)中的豎直位移之比.13.2020天津高三檢測(cè),10分如圖甲所示,熱電子由陰極飛出時(shí)的初速度忽略不計(jì),電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0,電容器板長(zhǎng)和板間的距離均為L(zhǎng)=10 cm,下極板接地,電容器右端到熒光屏的距離也是L=10 cm,在電容器兩極板間接一交變電壓,上極板的電勢(shì)隨時(shí)間

22、變化的圖像如圖乙所示.每個(gè)電子穿過平行板的時(shí)間都極短,可以認(rèn)為電壓是不變的.(1)在t=0.06 s時(shí)刻,電子打在熒光屏上的何處?(2)熒光屏上有電子打到的區(qū)域有多長(zhǎng)?14.2020河南示范性高中檢測(cè),13分靜電場(chǎng)(勻強(qiáng)電場(chǎng))方向平行于x軸,其電勢(shì)隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線,圖中0和d為已知量.一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以x=0為中心、沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng).已知該粒子質(zhì)量為m,電荷量為-q,其動(dòng)能與電勢(shì)能之和為-A(0A0),同時(shí)在空間加一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向平行于坐標(biāo)平面.將小球以同樣的初動(dòng)能從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿某一方向拋出,小球經(jīng)過了A點(diǎn),且經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的倍;若將該小球以同樣的初

23、動(dòng)能沿另一方向拋出,小球剛好能經(jīng)過B點(diǎn),且經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能相同,重力加速度大小為g.(1)求小球的初動(dòng)能;(2)求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小;(3)若將帶電后的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O以同樣的初動(dòng)能向y軸左側(cè)任意方向拋出,試計(jì)算小球經(jīng)過y軸的范圍.答 案專題九電場(chǎng)考點(diǎn)1電場(chǎng)力的性質(zhì)1.AB在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,任意一處由靜止釋放一帶電粒子,它將做直線運(yùn)動(dòng),與點(diǎn)電荷電性相反的粒子,在電場(chǎng)中某點(diǎn)給其一垂直該點(diǎn)電場(chǎng)線方向的合適速度,它能在電場(chǎng)力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),A正確;在等量同種電荷形成的電場(chǎng)中,在兩者連線之間(中點(diǎn)除外)由靜止釋放一帶電粒子,它將做直線運(yùn)動(dòng),與兩者電性相反的粒子,在兩者連線的中垂

24、面給其一合適的速度,它能在電場(chǎng)力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),B正確;帶電粒子在等量異種電荷形成的電場(chǎng)中、勻強(qiáng)電場(chǎng)中均不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),C、D錯(cuò)誤.2.D粒子從A到D過程中,垂直AC方向的分速度減為零,故粒子受到的電場(chǎng)力方向不可能沿AC方向,即電場(chǎng)方向不可能與AC平行,A項(xiàng)錯(cuò)誤;又已知電場(chǎng)方向與三角形的某邊平行,若電場(chǎng)方向與AB平行,粒子將做直線運(yùn)動(dòng),不可能通過D點(diǎn),綜上可知,電場(chǎng)方向一定沿BC方向,又粒子帶正電,故B點(diǎn)電勢(shì)最高,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由運(yùn)動(dòng)的分解可知,vD=v0cos 30=v0,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理得-Eq=m-m,解得E=,D項(xiàng)正確.3.AC靜止時(shí),對(duì)BC整體進(jìn)行受力分析,則有:T=2

25、mg+3mg+Eq=5mg+Eq,故A正確,B錯(cuò)誤;剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線瞬間,由于B球受到向下的電場(chǎng)力,故A、B球的加速度比C球的大,則B、C之間的繩子拉力為零,C球以加速度g自由下落,對(duì)A、B小球整體由牛頓第二定律有mg+2mg+qE=(m+2m)a,故A、B球的加速度為g+,以A球?yàn)檠芯繉?duì)象,由牛頓第二定律有mg+T=m(g+),可得A、B球間細(xì)線的拉力為T=qE,故C正確,D錯(cuò)誤.4.C由靜電場(chǎng)中電荷間的作用力特點(diǎn)及靜電感應(yīng)特點(diǎn)可知,A帶負(fù)電,B帶正電,A錯(cuò)誤;處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢(shì)體,故A、B電勢(shì)相等,B錯(cuò)誤;移去C,A、B上的感應(yīng)電荷失去外電場(chǎng)的作用,又回到原狀態(tài),A、B下部

26、的金屬箔閉合,C正確;A、B先分開后,再移去C,A帶負(fù)電,B帶正電,A、B下部的金屬箔都不會(huì)閉合,D錯(cuò)誤.5.ABC沿豎直方向?qū)A環(huán)分割成無窮個(gè)小段,關(guān)于水平直徑對(duì)稱的兩小段構(gòu)成等量異種點(diǎn)電荷模型,在等量異種點(diǎn)電荷的垂直平分線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向由正點(diǎn)電荷指向負(fù)點(diǎn)電荷,根據(jù)對(duì)稱性可知a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等,A項(xiàng)正確;取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,在等量異種點(diǎn)電荷的垂直平分線上各點(diǎn)電勢(shì)均為零,故a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,B項(xiàng)正確;沿水平方向?qū)A環(huán)分割成無窮個(gè)小段,關(guān)于豎直直徑對(duì)稱的兩小段構(gòu)成等量同種點(diǎn)電荷模型,在等量同種點(diǎn)電荷的垂直平分線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于連線,根據(jù)對(duì)稱性可知c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等,C項(xiàng)正確;在等量異

27、種點(diǎn)電荷模型中,距離正點(diǎn)電荷近的點(diǎn)電勢(shì)高,故cd,D項(xiàng)錯(cuò)誤.6.(1)3.010-3 N(2)4.010-4 kg(3)2.0 m/s解析: (1)F=qE=3.010-3 N(4分).(2)由=tan 37,得m=4.010-4 kg(5分).(3)由mgl(1-cos 37)=mv2得v=2.0 m/s(7分).考點(diǎn)2電場(chǎng)能的性質(zhì)1.C與正點(diǎn)電荷距離越近的點(diǎn)電勢(shì)越高,與負(fù)點(diǎn)電荷距離越近的點(diǎn)電勢(shì)越低.b點(diǎn)到正點(diǎn)電荷的距離比d點(diǎn)大,且b點(diǎn)到負(fù)點(diǎn)電荷的距離與d點(diǎn)相等,故b點(diǎn)電勢(shì)比d點(diǎn)電勢(shì)低,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.如圖1所示,a、d兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)分別為Ea、Ed,根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=結(jié)合電場(chǎng)疊加原理可知,

28、Ea=Ed,選項(xiàng)C正確.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)可知,沿虛線從a到b,電勢(shì)先降低后升高,結(jié)合Ep=q可知,將一正電荷沿虛線由a點(diǎn)移至b點(diǎn),電勢(shì)能先減小后增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線及等勢(shì)線分布圖如圖2所示,易知b、c連線不可能是等勢(shì)線,選項(xiàng)B錯(cuò)誤. 2.C根據(jù)題圖可知,電場(chǎng)線方向?yàn)閺挠蚁蜃?根據(jù)電勢(shì)沿電場(chǎng)線方向逐漸降低和等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直可知cba,又電子在電勢(shì)高處電勢(shì)能小,則A選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系可知EcEbEa,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;a、c在中間水平虛線上的等勢(shì)點(diǎn)到b點(diǎn)的距離相等,由電場(chǎng)線的對(duì)稱性可知水平虛線上關(guān)于b點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,可知

29、Ucb=Uba,又W=Uq,則Wab=Wbc,選項(xiàng)C正確;根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和電子的受力可知,電子不可能在僅受電場(chǎng)力時(shí)做題述運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.D由等勢(shì)線分布圖可以確定該圖為兩等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)線分布圖,兩點(diǎn)電荷連線垂直平分線上電勢(shì)處處為零,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直,故a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Q點(diǎn)處為正電荷,故垂直平分線左側(cè)電勢(shì)均大于零,右側(cè)電勢(shì)均小于零,所以b點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì),C項(xiàng)錯(cuò)誤;又負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小,所以負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加,D項(xiàng)正確.4.BC 過M點(diǎn)畫等勢(shì)線,等勢(shì)線與電場(chǎng)線5相交的點(diǎn)在P點(diǎn)的上方,因順著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,則M點(diǎn)

30、的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)低,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;同理有UNQO,可知電場(chǎng)線水平向左,由粒子的運(yùn)動(dòng)過程可知,粒子受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相反,故粒子帶負(fù)電,電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功,粒子不可能到達(dá)O點(diǎn),選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤;由E=可得E=200 V/m,方向水平向左,選項(xiàng)D正確.3.A偏轉(zhuǎn)距離y=,U1變?yōu)樵瓉淼?倍,想使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不發(fā)生變化,即y不變,則必須使U2變?yōu)樵瓉淼?倍,故選A.4.C粒子從P點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向出發(fā)到達(dá)MN連線上某點(diǎn)時(shí),沿水平方向和豎直方向的位移大小相等,即v0t=at2,a=,解得t=,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在該點(diǎn),粒子沿電場(chǎng)方向的速度v=at=2v0,所以合速度大小為v=v0,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該點(diǎn)到P點(diǎn)的距

31、離s=x=v0t=,C項(xiàng)正確;由平行四邊形定則可知,在該點(diǎn)速度方向與豎直方向夾角的正切值tan =,則30,D項(xiàng)錯(cuò)誤.5.DB、A間的電勢(shì)差為UBA=ELsin 37=1103 V/m2 m0.6=1 200 V,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;小滑塊從A第一次運(yùn)動(dòng)到B的過程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;如果小滑塊第一次速度為零的位置在C處,則從A到C,電場(chǎng)力做功為零,重力做功為零,而摩擦力做功不為零,不符合動(dòng)能定理,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;設(shè)從開始運(yùn)動(dòng)到最后停止過程,小滑塊的路程為s,qELsin-GLsin-(qE-G)scos=0,解得s=3 m,故D項(xiàng)正確.6.AB由數(shù)學(xué)知識(shí)可得,A、B、C任意兩點(diǎn)之間間

32、距為L(zhǎng)=R.若無論在C處放入何種電性的試探電荷,均處于平衡狀態(tài),則說明C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,即Q1、Q2兩點(diǎn)電荷在C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)與Q3在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,故可知Q3為負(fù)點(diǎn)電荷,且k=k,得q=q,A正確;若解除對(duì)Q3的鎖定,則Q3在CO直線上運(yùn)動(dòng),根據(jù)對(duì)稱性可知,Q3剛好能運(yùn)動(dòng)到圓周上,B正確;若把Q3鎖定在C點(diǎn),則根據(jù)電場(chǎng)的疊加可知,O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=+=(1+),方向由O指向C,C錯(cuò)誤;若將Q2置換為電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷,同時(shí)解除對(duì)Q3的鎖定,對(duì)O3受力分析可知,O3所受合力的大小和方向在不斷變化,則Q3將做曲線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤.7.BCD從C到B,小球水平速度一直在增大,沒有減為零,動(dòng)能也

33、不可能減為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;設(shè)小球在C點(diǎn)的速度為vy,在B點(diǎn)速度為vx,AB的長(zhǎng)度為=L,設(shè)從C到B的時(shí)間為t,有L=t,L=t,解得vx=vy,在豎直方向上有mgt=mvy,Eqt=mvx,可得Eq=mg,選項(xiàng)B正確;從C到B,小球克服重力做的功為mgL,電場(chǎng)力所做的功為EqL=3mgL,小球克服重力做的功與電場(chǎng)力做的功的比值為,選項(xiàng)C正確;設(shè)電場(chǎng)力和重力的合力與水平方向的夾角為,則有tan =,F合=2mg,a合=2g,將小球的初速度分解為沿合外力的方向和與合外力垂直的方向,小球電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最大時(shí),小球動(dòng)能最小,合外力方向的分速度減為零,該過程所用時(shí)間t=,解得t=,選項(xiàng)D正確.8.

34、(1)3.0 m/s m/s(2)45 cm不能碰到,討論見解析解析:(1)根據(jù)動(dòng)能定理得(mg+qE)h=m-0 (2分)解得v0=3.0 m/s(1分)小球第三次經(jīng)過初始位置時(shí),帶電荷量變?yōu)閝,已經(jīng)與擋板發(fā)生兩次碰撞,碰撞前后速度大小不變,則由動(dòng)能定理有-(mg+q2E)h=m-m(2分)解得v3= m/s(1分).(2)經(jīng)過n次碰撞以后小球的電荷量減為qn=knq (1分)因?yàn)榕鲎惨院笮∏蛩俣却笮〔蛔?根據(jù)動(dòng)能定理有-(mg+qnE)hn=0-m(n=1,2,3,)(2分)解得hn=h= cm (2分)當(dāng)n時(shí),hmax=45 cm,小球離擋板的最大高度為45 cmqb時(shí),由庫(kù)侖定律和數(shù)學(xué)

35、知識(shí)可知,a與b、c間的靜電引力增大,當(dāng)qc=qb時(shí),靜電引力不變,當(dāng)qcEBEC解析:(1)試探小球的受力示意圖如圖所示(1分)小球在A 處受重力mg、電場(chǎng)力FA和絲線對(duì)小球的拉力FT,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),故三力平衡,所以FA=mgtan 1(2分).(2)由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=得,帶電球產(chǎn)生的電場(chǎng)在 A 位置處的場(chǎng)強(qiáng)大小 EA 的表達(dá)式為EA=(1分)同理可得EB=(1分)EC=(1分)因?yàn)?0123,故tan 1tan 2tan 3,所以EAEBEC(3分).12.(1)3v0(2)45解析:(1)兩小球在豎直方向均做自由落體運(yùn)動(dòng),通過電場(chǎng)的時(shí)間均為t,在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力相同,具有相同的水平加速度a,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.在電場(chǎng)中,N球水平方向上有0=v0-at(1分)M球離開電場(chǎng)時(shí)的水平分速度vMx=2v0+at(1分)解得vMx=3v0(2分).(2)小球M在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng),則速度方向與合力方向相同.設(shè)進(jìn)入電場(chǎng)和離開電場(chǎng)時(shí)的豎直分速度分別為vy1、vy2,則=(1分)=(1分)在豎直方向上,設(shè)小球M進(jìn)入電場(chǎng)前的豎直位移為h,在電場(chǎng)中的豎直位移為H,則=2gh(1分) =2g(h+H) (1分)解得hH=45(2分).13.(1)打到屏上的點(diǎn)距離O點(diǎn)為13.5 cm(2)30 cm解析:(1)電子經(jīng)電場(chǎng)加速,滿足qU0=mv2(1分)經(jīng)電容器間電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后偏移量y=at2