新高考版物理總復習專題八 電場（試題練）教學講練

物理高考總復習PAGEPAGE20學好數(shù)理化，走遍天下都不怕專題八電場考情探究課標解讀考情分析備考指導考點內(nèi)容電場力的性質(zhì)1.通過實驗,了解靜電現(xiàn)象。能用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的知識分析靜電現(xiàn)象。2.知道點電荷模型。知道兩個點電荷間相互作用的規(guī)律。體會探究庫侖定律過程中的科學思想和方法。3.知道電場是一種物質(zhì)。了解電場強度,體會用物理量之比定義新物理量的方法。會用電場線描述電場。4.了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防護。本專題主要考查的內(nèi)容有:(1)基本概念的深刻理解及各物理量之間的關(guān)系;(2)以點電荷模型為載體綜合考查電場力的性質(zhì)和電場能的性質(zhì);(3)帶電粒子運動的軌跡問題;(4)電容器的兩類問題;(5)帶電粒子在電場中運動的問題。本專題主要研究靜電場的基本性質(zhì)以及帶電粒子在靜電場中的運動問題。場強和電勢是分別描述電場的力的性質(zhì)和能的性質(zhì)的兩個物理量。電勢能、電場力做功、電勢能的變化等是電場能的性質(zhì)討論的延伸,帶電粒子在電場中的運動問題則是電場上述兩性質(zhì)的綜合應用。在復習中應重視對基本概念及基本規(guī)律的理解,注重知識的實際應用,如帶電粒子在電場中的加速、偏轉(zhuǎn)以及電容器的有關(guān)知識在生產(chǎn)、生活中的應用。加強本專題知識與其他物理知識的綜合應用,如帶電粒子在復合場中的運動。掌握處理較為復雜的物理問題的方法,如類比法、等效法、建立模型等思維方法。電場能的性質(zhì)1.知道靜電場中的電荷具有電勢能。2.了解電勢能、電勢和電勢差的含義。3.知道勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系。電容器、帶電粒子在電場中的運動1.觀察常見電容器,了解電容器的電容,觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。2.能舉例說明電容器的應用。3.能分析帶電粒子在電場中的運動情況,能解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象。真題探秘

基礎篇固本夯基基礎集訓考點一電場力的性質(zhì)1.(多選)如圖所示,水平地面上固定一個光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為θ。一根輕質(zhì)絕緣細線的一端固定在斜面頂端,另一端系有一個帶電小球A,細線與斜面平行。小球A的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d。靜電力常量為k,重力加速度為g,兩帶電小球可視為點電荷。小球A靜止在斜面上,則()A.小球A與B之間庫侖力的大小為kB.當qd=mgsinθkC.當qd=mgtanθkD.當qd=mgktanθ時,答案AC2.(2018湖北武漢部分學校起點調(diào)研)在勻強電場中,有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的帶電小球靜止在O點,然后從O點自由釋放,其運動軌跡為一直線,直線與豎直方向的夾角為θ,如圖所示,那么下列關(guān)于勻強電場的場強大小的說法中正確的是()A.唯一值是mgtanθq C.最小值是mgsinθq 答案C3.三個質(zhì)量相同的帶電小球,置于光滑絕緣的水平桌面上的一個邊長為L的正三角形的三個頂點上,如圖所示。已知a、b兩球皆帶正電荷q,現(xiàn)給c球一個恒定的拉力,使三個小球恰好在相對位置不變的情況下以相同的加速度一起做勻加速運動,問:(1)c球帶什么性質(zhì)的電荷,電荷量為多少?(2)恒力F應該為多大?答案(1)負電2q(2)3考點二電場能的性質(zhì)4.(多選)一帶電粒子射入一固定的點電荷的電場中,沿如圖所示的虛線由a點運動到b點。a、b兩點到點電荷的距離分別為ra和rb,且ra>rb。若不計重力,則()A.帶電粒子一定帶正電B.庫侖力先做正功后做負功C.帶電粒子在b點的動能小于在a點的動能D.帶電粒子在b點的電勢能大于在a點的電勢能答案CD5.如圖所示,光滑絕緣細桿豎直放置,它與以正電荷Q為圓心的某圓交于B、C兩點,質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的有孔小球從桿上A點無初速度下滑,已知q?Q,AB=h,小球滑到B點時速度大小為3gh,求(1)小球由A到B的過程中電場力做的功;(2)A、C兩點間的電勢差。答案(1)12mgh(2)-考點三電容器、帶電粒子在電場中的運動6.如圖所示,先接通S使電容器充電,然后斷開S,當增大兩極板間距離時,電容器所帶電荷量Q、電容C、兩極板間電勢差U、兩極板間電場強度E的變化情況是()A.Q變小,C不變,U不變,E變小B.Q變小,C變小,U不變,E不變C.Q不變,C變小,U變大,E不變D.Q不變,C變小,U變小,E變小答案C7.如圖所示,三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分別位于O、M、P點。由O點靜止釋放的電子恰好能運動到P點。現(xiàn)將C板向右平移到P'點,則由O點靜止釋放的電子()A.運動到P點返回 B.運動到P和P'點之間返回C.運動到P'點返回 D.穿過P'點答案A8.如圖所示,真空中水平放置的兩個相同極板Y和Y'長為L,相距d,足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b。在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓UYY',一束質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子(不計重力)從兩板左側(cè)中點A以初速度v0沿水平方向射入電場且能穿出。(1)證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點;(2)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓UYY'的范圍;(3)求粒子可能到達屏上區(qū)域的長度。答案(1)設粒子在運動過程中的加速度大小為a,離開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)距離為y,沿電場方向的速度為vy,速度偏轉(zhuǎn)角為θ,其反向延長線通過O點,O點與板右端的水平距離為x則有y=12atL=v0tvy=attanθ=vyv解得x=L即粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心O點(2)由題知a=EqE=U解得y=q當y=d2時,UYY'=則兩板間所加電壓的范圍為-md2v02(3)當y=d2時,粒子到達屏上時豎直方向偏移的距離最大,設其大小為y則y0=y+btanθ又tanθ=vyv解得:y0=d故粒子在屏上可能到達的區(qū)域的長度為2y0=d綜合篇知能轉(zhuǎn)換綜合集訓拓展一計算特殊帶電體產(chǎn)生的電場強度1.一無限大接地導體板MN前面放有一點電荷+Q,它們在周圍產(chǎn)生的電場可看作是在沒有導體板MN存在的情況下,由點電荷+Q與其像電荷-Q共同激發(fā)產(chǎn)生的。像電荷-Q的位置就是把導體板當作平面鏡時,電荷+Q在此鏡中的像點位置。如圖所示,已知+Q所在位置P點到金屬板MN的距離為L,a為OP的中點,abcd是邊長為L的正方形,其中ab邊平行于MN。則()A.a點的電場強度大小為E=4kQB.a點的電場強度大小大于b點的電場強度大小,a點的電勢高于b點的電勢C.b點的電場強度和c點的電場強度相同D.一正點電荷從a點經(jīng)b、c運動到d點的過程中電勢能的變化量為零答案B2.如圖甲所示,半徑為R的均勻帶電圓形平板,單位面積帶電荷量為σ,其軸線上任意一點P(坐標為x)的電場強度可以由庫侖定律和電場強度的疊加原理求出:E=2πkσ·1-x(R2+x2)12,方向沿x軸?，F(xiàn)考慮單位面積帶電荷量為σ0的無限大均勻帶電平板,從其中挖去一半徑為r的圓板A.2πkσ0x(r2+C.2πkσ0xr D.2πkσ0答案A3.如圖所示,均勻帶電圓環(huán)所帶電荷量為Q,半徑為R,圓心為O,P為垂直于圓環(huán)平面中心軸上的一點,OP=L,試求P點的場強。答案kQL拓展二帶電粒子運動軌跡類問題的處理4.(多選)在光滑絕緣的水平桌面上,存在著方向水平向右的勻強電場,電場線如圖中實線所示。一初速度不為零的帶電小球從桌面上的A點開始運動,到C點時,突然受到一個外加的水平恒力F作用而繼續(xù)運動到B點,其運動軌跡如圖中虛線所示,v表示小球經(jīng)過C點時的速度,則()A.小球帶正電B.恒力F的方向可能水平向左C.恒力F的方向可能與v方向相反D.在A、B兩點小球的速率不可能相等答案AB5.(多選)如圖所示,帶電質(zhì)點P1固定在光滑的水平絕緣面上,在水平絕緣面上距P1一定距離處有另一個帶電質(zhì)點P2,P2在水平絕緣面上運動,某一時刻質(zhì)點P2以速度v沿垂直于P1、P2的連線方向運動,則下列說法正確的是()A.若P1、P2帶同種電荷,以后P2一定做速度變大的曲線運動B.若P1、P2帶同種電荷,以后P2一定做加速度變大的曲線運動C.若P1、P2帶異種電荷,以后P2的速度和加速度可能都不變D.若P1、P2帶異種電荷,以后P2可能做加速度、速度都變小的曲線運動答案AD拓展三平行板電容器的動態(tài)分析6.(多選)將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場強度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示。下列說法正確的是()A.保持U不變,將d變?yōu)樵瓉淼膬杀?則E變?yōu)樵瓉淼囊话隑.保持E不變,將d變?yōu)樵瓉淼囊话?則U變?yōu)樵瓉淼膬杀禖.保持d不變,將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀?則U變?yōu)樵瓉淼囊话隓.保持d不變,將Q變?yōu)樵瓉淼囊话?則E變?yōu)樵瓉淼囊话氪鸢窤D7.板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時,兩極板間電勢差為U1,板間場強為E1?，F(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q,板間距變?yōu)?2d,其他條件不變,這時兩極板間電勢差為U2,板間場強為E2,下列說法正確的是(A.U2=U1,E2=E1 B.U2=2U1,E2=4E1C.U2=U1,E2=2E1 D.U2=2U1,E2=2E1答案C8.研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.實驗前,只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,能使電容器帶電B.實驗中,只將電容器b板向上平移,靜電計指針的張角變小C.實驗中,只在極板間插入有機玻璃板,靜電計指針的張角變大D.實驗中,只增加極板帶電荷量,靜電計指針的張角變大,表明電容增大答案A拓展四“等分法”確定勻強電場中電勢及場強9.(多選)如圖所示,已知某勻強電場方向平行于正六邊形ABCDEF所在平面。若規(guī)定D點電勢為零,則A、B、C處的電勢分別為8V、6V、2V。初動能為12eV、電荷量大小為2e(e為元電荷)的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場,恰好經(jīng)過BC的中點G。不計粒子的重力,下列說法正確的是()A.該粒子一定帶負電B.該粒子到達點G時的動能為20eVC.只改變粒子在A點初速度的方向,該粒子不可能經(jīng)過CD.若該粒子以不同速率從D點沿DF方向入射,該粒子可能垂直經(jīng)過CE答案AC10.如圖所示,真空中有一勻強電場(圖中未畫出),電場方向與圓周在同一平面內(nèi),△ABC是圓的內(nèi)接直角三角形,∠BAC=63.5°,O為圓心,半徑R=5cm。位于A處的粒子源向平面內(nèi)各個方向發(fā)射初動能均為8eV、電荷量為+e的粒子,有些粒子會經(jīng)過圓周上不同的點,其中到達B點的粒子動能為12eV,到達C點的粒子電勢能為-4eV(取O點電勢為零)。忽略粒子的重力和粒子間的相互作用,sin53°=0.8。下列說法正確的是()A.圓周上A、C兩點的電勢差為16VB.圓周上B、C兩點的電勢差為-4VC.勻強電場的場強大小為100V/mD.當某個粒子經(jīng)過圓周上某一位置時,可以具有6eV的電勢能,且同時具有6eV的動能答案C應用篇知行合一應用一應用電場力和能的性質(zhì)探究圖像問題的處理方法應用集訓1.(2017課標Ⅰ,20,6分)(多選)在一靜止點電荷的電場中,任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed。點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(ra,φa)標出,其余類推。現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點,在相鄰兩點間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項正確的是()A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3答案AC2.(多選)靜電場在x軸上的場強E隨x的變化關(guān)系如圖所示,x軸正向為場強正方向,帶正電的點電荷沿x軸運動,則點電荷()A.在x2和x4處電勢能相等B.由x1運動到x3的過程中電勢能增大C.由x1運動到x4的過程中電場力先增大后減小D.由x1運動到x4的過程中電場力先減小后增大答案BC3.兩個等量異種點電荷位于x軸上,相對原點對稱分布,下列選項圖中能正確描述電勢φ隨位置x變化規(guī)律的是()答案A應用二應用牛頓運動定律和動能定理探究帶電粒子在交變電場中的運動應用集訓1.勻強電場的電場強度E隨時間t變化的圖像如圖所示。當t=0時,在此勻強電場中由靜止釋放一個帶電粒子(帶正電),設帶電粒子只受電場力的作用,則下列說法中正確的是()A.帶電粒子將始終向同一個方向運動B.2s末帶電粒子回到原出發(fā)點C.3s末帶電粒子的速度不為零D.0~3s內(nèi),電場力做的總功為零答案D2.(2018河北衡水中學二調(diào))(多選)如圖甲,兩水平金屬板間距為d,板間電場強度的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時刻,質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間,0~T3時間內(nèi)微粒勻速運動,T時刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出。微粒運動過程中未與金屬板接觸。重力加速度的大小為g。關(guān)于微粒在0~T時間內(nèi)運動的描述,正確的是(A.末速度大小為2v0 B.末速度沿水平方向C.重力勢能減少了12mgd D.克服電場力做功為答案BC

應用三應用功能關(guān)系探究電場中能量轉(zhuǎn)化問題應用集訓1.(2018河北石家莊二中期中,20,4分)(多選)如圖所示,豎直向上的勻強電場中,一豎直絕緣輕彈簧的下端固定在地面上,上端拴接一帶電小球,小球靜止時位于N點,彈簧恰好處于原長狀態(tài)。保持小球的帶電荷量不變,現(xiàn)將小球提高到M點由靜止釋放。則釋放后小球從M運動到N的過程中()A.小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和保持不變B.小球重力勢能的減少量等于小球電勢能的增加量C.彈簧彈性勢能的減少量等于小球動能的增加量D.小球動能的增加量等于電場力和重力做功的代數(shù)和答案BC2.(多選)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向右、場強為E=1×104N/C的勻強電場。在勻強電場中有一根長L=2m的絕緣細線,一端固定在O點,另一端系一質(zhì)量為0.08kg的帶電小球,它靜止時細線與豎直方向成37°角,若小球獲得初速度后恰能繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動,取小球在靜止時的位置為電勢能零點和重力勢能零點,cos37°=0.8,g取10m/s2。下列說法正確的是()A.小球的帶電荷量q=6×10-5CB.小球動能的最小值為1JC.小球在運動至圓周軌跡上的最高點時有機械能的最小值D.小球繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動的電勢能和機械能之和保持不變,且為4J答案AB3.如圖所示,在絕緣水平面上放有一帶正電的滑塊,質(zhì)量為m,帶電荷量為q,水平面上方虛線左側(cè)空間有水平向右的勻強電場,場強為E,qE>μmg,虛線右側(cè)的水平面光滑。一輕彈簧右端固定在墻上,處于原長時,左端恰好位于虛線位置,把滑塊放到虛線左側(cè)L處,并給滑塊一個向左的初速度v0,已知滑塊與左側(cè)絕緣水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。求:(1)彈簧的最大彈性勢能;(2)滑塊在整個運動過程中產(chǎn)生的熱量。答案(1)(qE-μmg)L+(qE-μmg)m5年高考A組基礎題組1.(2019課標Ⅰ,15,6分)如圖,空間存在一方向水平向右的勻強電場,兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細繩懸掛在水平天花板下,兩細繩都恰好與天花板垂直,則()A.P和Q都帶正電荷B.P和Q都帶負電荷C.P帶正電荷,Q帶負電荷D.P帶負電荷,Q帶正電荷答案D2.(2018課標Ⅰ,16,6分)如圖,三個固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k,則()A.a、b的電荷同號,k=16B.a、b的電荷異號,k=16C.a、b的電荷同號,k=64D.a、b的電荷異號,k=64答案D3.(2018課標Ⅲ,21,6分)(多選)如圖,一平行板電容器連接在直流電源上,電容器的極板水平;兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號相反,使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近,與極板距離相等。現(xiàn)同時釋放a、b,它們由靜止開始運動。在隨后的某時刻t,a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面。a、b間的相互作用和重力可忽略。下列說法正確的是()A.a的質(zhì)量比b的大 B.在t時刻,a的動能比b的大C.在t時刻,a和b的電勢能相等 D.在t時刻,a和b的動量大小相等答案BD4.(2019課標Ⅱ,20,6分)(多選)靜電場中,一帶電粒子僅在電場力的作用下自M點由靜止開始運動,N為粒子運動軌跡上的另外一點,則()A.運動過程中,粒子的速度大小可能先增大后減小B.在M、N兩點間,粒子的軌跡一定與某條電場線重合C.粒子在M點的電勢能不低于其在N點的電勢能D.粒子在N點所受電場力的方向一定與粒子軌跡在該點的切線平行答案AC5.(2019課標Ⅲ,21,6分)(多選)如圖,電荷量分別為q和-q(q>0)的點電荷固定在正方體的兩個頂點上,a、b是正方體的另外兩個頂點。則()A.a點和b點的電勢相等B.a點和b點的電場強度大小相等C.a點和b點的電場強度方向相同D.將負電荷從a點移到b點,電勢能增加答案BC6.(2018課標Ⅱ,21,6分)(多選)如圖,同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點處于勻強電場中,電場方向與此平面平行,M為a、c連線的中點,N為b、d連線的中點。一電荷量為q(q>0)的粒子從a點移動到b點,其電勢能減小W1;若該粒子從c點移動到d點,其電勢能減小W2。下列說法正確的是()A.此勻強電場的場強方向一定與a、b兩點連線平行B.若該粒子從M點移動到N點,則電場力做功一定為WC.若c、d之間的距離為L,則該電場的場強大小一定為WD.若W1=W2,則a、M兩點之間的電勢差一定等于b、N兩點之間的電勢差答案BD7.(2017上海單科,13,2分)靜電場中某電場線如圖所示。把點電荷從電場中的A點移到B點,其電勢能增加1.2×10-7J,則該點電荷帶電(選填“正”或“負”);在此過程中電場力做功為J。

答案負-1.2×10-78.(2015課標Ⅱ,24,12分)如圖,一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子在勻強電場中運動,A、B為其運動軌跡上的兩點。已知該粒子在A點的速度大小為v0,方向與電場方向的夾角為60°;它運動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30°。不計重力。求A、B兩點間的電勢差。答案m9.(2019課標Ⅲ,24,12分)空間存在一方向豎直向下的勻強電場,O、P是電場中的兩點,從O點沿水平方向以不同速度先后發(fā)射兩個質(zhì)量均為m的小球A、B。A不帶電,B的電荷量為q(q>0)。A從O點發(fā)射時的速度大小為v0,到達P點所用時間為t;B從O點到達P點所用時間為t2。重力加速度為g,(1)電場強度的大小;(2)B運動到P點時的動能。答案(1)3mgq(2)2m(v02+gB組綜合題組1.(2019天津理綜,3,6分)如圖所示,在水平向右的勻強電場中,質(zhì)量為m的帶電小球,以初速度v從M點豎直向上運動,通過N點時,速度大小為2v,方向與電場方向相反,則小球從M運動到N的過程()A.動能增加12mv2 B.機械能增加2mvC.重力勢能增加32mv2 D.電勢能增加2mv答案B2.(2016課標Ⅲ,15,6分)關(guān)于靜電場的等勢面,下列說法正確的是()A.兩個電勢不同的等勢面可能相交B.電場線與等勢面處處相互垂直C.同一等勢面上各點電場強度一定相等D.將一負的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面,電場力做正功答案B3.(2015課標Ⅰ,15,6分)如圖,直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點,四點處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ。一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中,電場力所做的負功相等。則()A.直線a位于某一等勢面內(nèi),φM>φQB.直線c位于某一等勢面內(nèi),φM>φNC.若電子由M點運動到Q點,電場力做正功D.若電子由P點運動到Q點,電場力做負功答案B4.(2015海南單科,5,3分)如圖,一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)。在正極板附近有一質(zhì)量為M、電荷量為q(q>0)的粒子;在負極板附近有另一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子。在電場力的作用下,兩粒子同時從靜止開始運動。已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距25l的平面。若兩粒子間相互作用力可忽略,不計重力,則M∶m為(A.3∶2 B.2∶1 C.5∶2 D.3∶1答案A5.(2018天津理綜,3,6分)如圖所示,實線表示某電場的電場線(方向未標出),虛線是一帶負電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡,設M點和N點的電勢分別為φM、φN,粒子在M和N時加速度大小分別為aM、aN,速度大小分別為vM、vN,電勢能分別為EpM、EpN。下列判斷正確的是()A.vM<vN,aM<aN B.vM<vN,φM<φNC.φM<φN,EpM<EpN D.aM<aN,EpM<EpN答案D6.(2019課標Ⅱ,24,12分)如圖,兩金屬板P、Q水平放置,間距為d。兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G,P、Q、G的尺寸相同。G接地,P、Q的電勢均為φ(φ>0)。質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置,以速度v0平行于紙面水平射入電場,重力忽略不計。(1)求粒子第一次穿過G時的動能,以及它從射入電場至此時在水平方向上的位移大小;(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場,則金屬板的長度最短應為多少?答案(1)12mv02+2φdqhv07.(2017課標Ⅱ,25,20分)如圖,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強電場。自該區(qū)域上方的A點將質(zhì)量均為m、電荷量分別為q和-q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進入電場區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場時的速度方向豎直向下;M在電場中做直線運動,剛離開電場時的動能為N剛離開電場時動能的1.5倍。不計空氣阻力,重力加速度大小為g。求(1)M與N在電場中沿水平方向的位移之比;(2)A點距電場上邊界的高度;(3)該電場的電場強度大小。答案(1)3∶1(2)13H(3)C組教師專用題組1.(2017天津理綜,7,6分)(多選)如圖所示,在點電荷Q產(chǎn)生的電場中,實線MN是一條方向未標出的電場線,虛線AB是一個電子只在靜電力作用下的運動軌跡。設電子在A、B兩點的加速度大小分別為aA、aB,電勢能分別為EpA、EpB。下列說法正確的是()A.電子一定從A向B運動B.若aA>aB,則Q靠近M端且為正電荷C.無論Q為正電荷還是負電荷一定有EpA<EpBD.B點電勢可能高于A點電勢答案BC2.(2015海南單科,7,5分)(多選)如圖,兩電荷量分別為Q(Q>0)和-Q的點電荷對稱地放置在x軸上原點O的兩側(cè),a點位于x軸上O點與點電荷Q之間,b點位于y軸O點上方。取無窮遠處的電勢為零。下列說法正確的是()A.b點電勢為零,電場強度也為零B.正的試探電荷在a點的電勢能大于零,所受電場力方向向右C.將正的試探電荷從O點移到a點,必須克服電場力做功D.將同一正的試探電荷先后從O、b兩點移到a點,后者電勢能的變化較大答案BC3.(2018課標Ⅰ,21,6分)(多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過a時的動能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是()A.平面c上的電勢為零B.該電子可能到達不了平面fC.該電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為4eVD.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍答案AB4.(2016天津理綜,4,6分)如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計相連,靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一固定在P點的點電荷,以E表示兩板間的電場強度,Ep表示點電荷在P點的電勢能,θ表示靜電計指針的偏角。若保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置,則()A.θ增大,E增大 B.θ增大,Ep不變C.θ減小,Ep增大 D.θ減小,E不變答案D5.(2016課標Ⅰ,20,6分)(多選)如圖,一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動,其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi),且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱。忽略空氣阻力。由此可知()A.Q點的電勢比P點高B.油滴在Q點的動能比它在P點的大C.油滴在Q點的電勢能比它在P點的大D.油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小答案AB6.(2019天津理綜,12,20分)2018年,人類歷史上第一架由離子引擎推動的飛機誕生,這種引擎不需要燃料,也無污染物排放。引擎獲得推力的原理如圖所示,進入電離室的氣體被電離成正離子,而后飄入電極A、B之間的勻強電場(初速度忽略不計),A、B間電壓為U,使正離子加速形成離子束,在加速過程中引擎獲得恒定的推力。單位時間內(nèi)飄入的正離子數(shù)目為定值,離子質(zhì)量為m,電荷量為Ze,其中Z是正整數(shù),e是元電荷。(1)若引擎獲得的推力為F1,求單位時間內(nèi)飄入A、B間的正離子數(shù)目N為多少;(2)加速正離子束所消耗的功率P不同時,引擎獲得的推力F也不同,試推導FP的表達式(3)為提高能量的轉(zhuǎn)換效率,要使FP盡量大,請?zhí)岢鲈龃驠答案(1)設正離子經(jīng)過電極B時的速度為v,根據(jù)動能定理,有ZeU=12mv2設正離子束所受的電場力為F1',根據(jù)牛頓第三定律,有F1'=F1②設引擎在Δt時間內(nèi)飄入電極間的正離子個數(shù)為ΔN,由牛頓第二定律,有F1'=ΔNmv-聯(lián)立①②③式,且N=ΔNN=F1(2)設正離子束所受的電場力為F',由正離子束在電場中做勻加速直線運動,有P=12考慮到牛頓第三定律得到F'=F,聯(lián)立①⑤式得FP=2(3)為使FP盡量大,分析⑥三條建議:用質(zhì)量大的離子;用帶電荷量少的離子;減小加速電壓。7.(2017課標Ⅰ,25,20分)真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場,一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動,速度大小為v0。在油滴處于位置A時,將電場強度的大小突然增大到某值,但保持其方向不變。持續(xù)一段時間t1后,又突然將電場反向,但保持其大小不變;再持續(xù)同樣一段時間后,油滴運動到B點。重力加速度大小為g。(1)求油滴運動到B點時的速度。(2)求增大后的電場強度的大小;為保證后來的電場強度比原來的大,試給出相應的t1和v0應滿足的條件。已知不存在電場時,油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍。答案(1)設油滴質(zhì)量和電荷量分別為m和q,油滴速度方向向上為正。油滴在電場強度大小為E1的勻強電場中做勻速直線運動,故電場力方向向上。在t=0時,電場強度突然從E1增加至E2時,油滴做豎直向上的勻加速運動,加速度方向向上,大小a1滿足qE2-mg=ma1①油滴在時刻t1的速度為v1=v0+a1t1②電場強度在時刻t1突然反向,油滴做勻變速運動,加速度方向向下,大小a2滿足qE2+mg=ma2③油滴在時刻t2=2t1的速度為v2=v1-a2t1④由①②③④式得v2=v0-2gt1⑤(2)由題意,在t=0時刻前有qE1=mg⑥油滴從t=0到時刻t1的位移為s1=v0t1+12a1t油滴在從時刻t1到時刻t2=2t1的時間間隔內(nèi)的位移為s2=v1t1-12a2t由題給條件有v0式中h是B、A兩點之間的距離。若B點在A點之上,依題意有s1+s2=h⑩由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得E2=2-2v為使E2>E1,應有2-2v0gt即當0<t1<1-或t1>1+3才是可能的;條件式和式分別對應于v2>0和v2<0兩種情形。若B點在A點之下,依題意有s1+s2=-h由①②③⑥⑦⑧⑨式得E2=2-2v為使E2>E1,應有2-2v0gt即t1>52另一解為負,不合題意,已舍去。3年模擬時間:90分鐘分值:90分一、單項選擇題(每題3分,共9分)1.(2020屆河北棗強中學第一次月考,6)如圖所示,將兩個等量的正點電荷分別固定在M、N兩點,圖中圓的圓心位于兩點電荷連線的中點,be為兩點電荷連線的中垂線且與圓的交點分別為b、e,a、c、d、f分別為圓弧Mb、bN、Ne、eM的中點,下列有關(guān)說法正確的是()A.a、c、d、f四點的電場強度相同B.a、c、d、f四點的電勢相同C.如果將一帶負電的重力不計的粒子由e點無初速釋放,則該粒子將沿中垂線向O點做勻加速運動D.如果將一帶負電的粒子由a沿弧abc運動到c點,則電場力先做正功后做負功答案B2.(2019河北百校聯(lián)盟二聯(lián),3)某真空空間存在靜電場,沿某一方向建立x軸,x軸上電勢隨坐標x變化的規(guī)律如圖所示,現(xiàn)從坐標原點由靜止釋放一個帶負電的點電荷P。點電荷P僅在電場力的作用下由O運動到4a的過程中,下列說法正確的是()A.點電荷P在x=4a處速度最大B.點電荷P在x=4a處加速度最小C.點電荷P在x=2a處速度最大D.點電荷P在x=2a處加速度最大答案C3.(2019河北衡水中學模擬)有三個完全相同的金屬小球A、B、C,其中小球C不帶電,小球A和B帶有等量的同種電荷,如圖所示,A球固定在豎直絕緣支架上,B球用不可伸長的絕緣細線懸于A球正上方的O點處,靜止時細線與OA的夾角為θ。小球C可用絕緣手柄移動,重力加速度為g,現(xiàn)在進行下列操作,其中描述與事實相符的是()A.僅將球C與球A接觸后離開,B球再次靜止時細線中的張力比原來要小B.僅將球C與球B接觸后離開,B球再次靜止時細線與OA的夾角為θ1,僅將球C與球A接觸后離開,B球再次靜止時細線與OA的夾角為θ2,則θ1=θ2C.剪斷細線OB瞬間,球B的加速度等于gD.剪斷細線OB后,球B將沿OB方向做勻變速直線運動直至著地答案B二、多項選擇題(每題4分,共28分)4.(2020屆河北大名一中第十周周測,6)空間有一沿x軸對稱分布的電場,其電場強度E隨x變化的圖像如圖所示,x軸正方向為場強的正方向。下列說法中正確的是()A.該電場可能是由一對分別位于x2和-x2兩點的等量異種電荷形成的電場B.x2和-x2兩點的電勢相等C.正電荷從x1運動到x3的過程中電勢能先增大后減小D.原點O與x2兩點之間的電勢差大于-x2與x1兩點之間的電勢差答案BD5.(2020屆山東等級考模擬,9)在金屬球殼的球心有一個正點電荷,球殼內(nèi)外的電場線分布如圖所示,下列說法正確的是()A.M點的電場強度比K點的大B.球殼內(nèi)表面帶負電,外表面帶正電C.試探電荷-q在K點的電勢能比在L點的大D.試探電荷-q沿電場線從M點運動到N點,電場力做負功答案ABD6.(2019湖北六校聯(lián)考)一帶電小球在空中由A點運動到B點的過程中,只受重力、電場力和空氣阻力三個力的作用。若重力勢能增加5J,機械能增加1.5J,電場力做功2J,則小球()A.重力做功為5J B.電勢能減少2JC.空氣阻力做功0.5J D.動能減少3.5J答案BD7.(2019遼寧撫順一模)如圖甲所示,Q1、Q2是兩個固定的點電荷,一帶正電的試探電荷僅在電場力作用下以初速度v0沿兩點電荷連線的中垂線從a點向上運動,其v-t圖像如圖乙所示,下列說法正確的是()A.兩點電荷一定都帶負電,但電荷量不一定相等B.兩點電荷一定都帶負電,且電荷量一定相等C.試探電荷一直向上運動,直至運動到無窮遠處D.t2時刻試探電荷的電勢能最大,但加速度不為零答案BD8.(2019河北唐山一模)如圖所示,豎直平面內(nèi)有A、B兩點,兩點的水平距離和豎直距離均為H,空間存在水平向右的勻強電場。一質(zhì)量為m的帶電小球從A點以水平速度v0拋出,經(jīng)一段時間豎直向下通過B點。重力加速度為g,小球在由A到B的運動過程中,下列說法正確的是()A.小球帶負電B.速度先增大后減小C.機械能一直減小D.任意一小段時間內(nèi),電勢能的增加量總等于重力勢能的減少量答案AC9.(2019河北衡水中學高考模擬十)如圖所示,A、B為平行板電容器的金屬板,G為靜電計,開始時開關(guān)S閉合,靜電計指針張開一定角度。下述結(jié)論正確的是()A.若保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板靠近些,指針張開角度將變小B.若保持開關(guān)S閉合,將A、B兩極板正對面積變小些,指針張開角度將不變C.若斷開開關(guān)S后,將A、B兩極板靠近些,指針張開角度將變小D.若斷開開關(guān)S后,將A、B兩極板正對面積變小些,指針張開角度將變大答案BCD10.(2018湖北仙桃、天門、潛江三市期末聯(lián)考)如圖所示,在豎直平面足夠大的區(qū)域內(nèi)有電場強度為E的勻強電場,一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球,以初速度v0從電場中的O點出發(fā),沿ON方向在豎直面內(nèi)做勻變速直線運動