零霧市雹輸學(xué)校高考物理靜電場(chǎng)-電場(chǎng)中大難點(diǎn)的突破方法達(dá)標(biāo)診斷高效訓(xùn)練

碌雷州零霧市雹輸學(xué)校第四節(jié)電場(chǎng)中“三大”難點(diǎn)的突破方法(建議用時(shí)：60分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1．如圖所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對(duì)平行放置．工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在兩金屬極板中間，則()A．乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷B．乒乓球受到擾動(dòng)后，會(huì)被吸在左極板上C．乒乓球共受到電場(chǎng)力、重力和庫侖力三個(gè)力的作用D．用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會(huì)在兩極板間來回碰撞解析：選D.兩極板間電場(chǎng)由正極板指向負(fù)極板，鍍鋁乒乓球內(nèi)電子向正極板一側(cè)聚集，故乒乓球的右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；乒乓球受到重力、細(xì)線拉力和電場(chǎng)力三個(gè)力的作用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；乒乓球與任一金屬極板接觸后會(huì)帶上與這一金屬極板同種性質(zhì)的電荷，而相互排斥，不會(huì)吸在金屬極板上，到達(dá)另一側(cè)接觸另一金屬極板時(shí)也會(huì)發(fā)生同樣的現(xiàn)象，所以乒乓球會(huì)在兩極板間來回碰撞，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確．2.平行板間加如圖所示周期性變化的電壓，重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板，從t＝0時(shí)刻開始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過程無碰板情況．下圖中，定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的v－t圖象正確的是()解析：選A.從t＝0時(shí)刻到t＝eq\f(T,2)時(shí)刻，帶電粒子受到靜電力的作用從平行板開始向極板的方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，在t＝eq\f(T,2)時(shí)刻電場(chǎng)反轉(zhuǎn)，靜電力大小不變，方向相反，即加速度反向，帶電粒子做勻減速運(yùn)動(dòng)，但是運(yùn)動(dòng)方向沒有改變，到t＝T時(shí)刻，速度減小為0，然后繼續(xù)開始加速，開始一個(gè)新的周期…滿足上述運(yùn)動(dòng)的圖象只有A.3．(2018·湖南常德模擬)在空間某區(qū)域存在一電場(chǎng)，x軸上各點(diǎn)電勢(shì)隨位置變化情況如圖所示．－x1～x1之間為曲線，且關(guān)于縱軸對(duì)稱，其余均為直線，也關(guān)于縱軸對(duì)稱．下列關(guān)于該電場(chǎng)的論述正確的是()A．圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)對(duì)應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)B．圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)大于B點(diǎn)對(duì)應(yīng)電勢(shì)C．一個(gè)帶正電的粒子在x1點(diǎn)的電勢(shì)能等于在－x1點(diǎn)的電勢(shì)能D．一個(gè)帶正電的粒子在－x1點(diǎn)的電勢(shì)能大于在－x2點(diǎn)的電勢(shì)能解析：選C.φ－x圖象的斜率大小等于電場(chǎng)強(qiáng)度，所以B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)等于A點(diǎn)對(duì)應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；由圖易知A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)小于B點(diǎn)對(duì)應(yīng)電勢(shì)，故B錯(cuò)誤；由圖可知，場(chǎng)強(qiáng)方向均指向O點(diǎn)，根據(jù)對(duì)稱性可知，一個(gè)帶正電的粒子在x1點(diǎn)的電勢(shì)能等于在－x1點(diǎn)的電勢(shì)能，故C正確；電場(chǎng)線指向O點(diǎn)，則正電荷由－x1到－x2的過程中電場(chǎng)力做負(fù)功，故電勢(shì)能增加，故帶正電的粒子在－x1點(diǎn)的電勢(shì)能小于在－x2的電勢(shì)能，故D錯(cuò)誤．4．(2018·淮北一中模擬)如圖所示，處于真空中的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的小球從P點(diǎn)以大小為v0的初速度水平向右拋出，經(jīng)過t時(shí)間到達(dá)Q點(diǎn)(圖中未畫出)時(shí)的速度大小仍為v0，則小球由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中，下列判斷正確的是()A．Q點(diǎn)在P點(diǎn)正下方B．小球電勢(shì)能減少C．小球重力勢(shì)能減少量等于eq\f(1,2)mg2t2D．Q點(diǎn)應(yīng)位于P點(diǎn)所在豎直線的左側(cè)解析：選C.從P到Q點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理可知：mgh＋W電＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝0，因重力做正功，則電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，則Q點(diǎn)應(yīng)該在P點(diǎn)的右下方，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤；小球在豎直方向下落的高度h＝eq\f(1,2)gt2，則小球重力勢(shì)能減少量等于ΔEp＝mgh＝eq\f(1,2)mg2t2，選項(xiàng)C正確．5．(2018·河南商丘模擬)如圖所示，半徑為R、均勻帶正電的球體，AB為過球心O的直線上的兩點(diǎn)，且OA＝2R，OB＝3R；球體的空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑方向分布情況如圖所示，圖中E0已知，E－r曲線下O～R部分的面積等于2R～3R部分的面積；則下列說法正確的是()A．A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)B．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C．從球面到A點(diǎn)的電勢(shì)差小于AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D．帶電量為q的正電荷沿直線從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做功eq\f(1,2)E0Rq解析：選D.球體帶正電，電場(chǎng)線方向沿半徑向外，故A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，A錯(cuò)誤；因?yàn)锳距O點(diǎn)半徑為2R，B距O點(diǎn)距離為3R，從E－r圖中2R處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于3R處的電場(chǎng)強(qiáng)度，即EA>EB，B錯(cuò)誤；根據(jù)U＝Ed可知圖象的面積表示電勢(shì)差，從E－r圖可知R～2R圍成的面積大于2R～3R圍成的面積，即從球面到A點(diǎn)的電勢(shì)差大于AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，C錯(cuò)誤；因?yàn)榍€下O～R部分的面積等于2R～3R部分的面積，即O～R間的電勢(shì)差等于2R～3R間的電勢(shì)差，即等于AB間的電勢(shì)差，故電場(chǎng)力做功為W＝Uq＝eq\f(1,2)RE0·q，D正確．二、多項(xiàng)選擇題6.某靜電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線與x軸重合，其電勢(shì)的變化規(guī)律如圖所示．在O點(diǎn)由靜止釋放一電子，電子僅受電場(chǎng)力的作用，則在－x0～x0區(qū)間內(nèi)()A．該靜電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)B．該靜電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng)C．電子將沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小D．電子將沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸增大解析：選BC.由于電勢(shì)φ隨x的變化不是均勻變化，即eq\f(Δφ,Δx)不是常數(shù)，所以該靜電場(chǎng)一定是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，且O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大，x0處電場(chǎng)強(qiáng)度最小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；由電勢(shì)變化規(guī)律可知，電場(chǎng)線方向指向x軸負(fù)方向，在O點(diǎn)由靜止釋放一電子，電子所受電場(chǎng)力的方向指向x軸正方向，電子將沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，且加速度逐漸減小，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．7.(2018·株洲統(tǒng)一檢測(cè))如圖，在真空中傾斜平行放置著兩塊帶有等量異號(hào)電荷的金屬板A、B，一個(gè)電荷量q＝1.41×10－4C，質(zhì)量m＝1g的帶電小球自A板上的孔P點(diǎn)以水平速度v0＝0.1m/s飛入兩板之間的電場(chǎng)，經(jīng)0.02s后未與B板相碰又回到P點(diǎn)，g取10m/sA．板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為100V/mB．板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為141V/mC．板與水平方向的夾角θ＝30°D．板與水平方向的夾角θ＝45°解析：選AD.因?yàn)樾∏驈腁板射到B板，沿水平方向運(yùn)動(dòng)，則可知，小球受力如圖所示：設(shè)板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，板與水平方向夾角為θ，在豎直方向由平衡條件得Eqcosθ＝mg，在水平方向由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得Eqsinθ·t＝2mv0，解得E＝eq\f(m,q)eq\r(g2＋\f(4veq\o\al(2,0),t2))＝eq\f(0.001,1.41×10－4)eq\r(102＋\f(4×0.01,4×10－4))V/m＝100V/m，tanθ＝eq\f(2v0,gt)＝eq\f(2×0.1,10×0.02)＝1，即θ＝45°，A、D正確.8．(2018·湖北六校聯(lián)考)一平行板電容器的兩個(gè)極板水平放置，兩極板間有一帶電量不變的小油滴，油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力的大小與其速率成正比．若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速下降；若兩極板間的電壓為U，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速上升．若兩極板間電壓為2U，油滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小可能為()A．3v B．4vC．5v D．6v解析：選AC.若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速下降，有mg＝kv，若兩極板間的電壓為U，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速上升，知電場(chǎng)力大于重力，有：qeq\f(U,d)＝mg＋kv，若兩極板間電壓為2U，如果電場(chǎng)力方向向上，油滴向上做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有qeq\f(2U,d)＝mg＋kv′，聯(lián)立三式解得v′＝3v，故A正確；如果電場(chǎng)力方向向下，油滴向下做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有qeq\f(2U,d)＋mg＝kv″，聯(lián)立三式解得v″＝5v，故C正確．三、非選擇題9.(2018·內(nèi)蒙古包頭模擬)如圖所示，在豎直平面內(nèi)一個(gè)帶正電的小球質(zhì)量為m，所帶的電荷量為q，用一根長為L且不可伸長的絕緣輕細(xì)線系在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中的O點(diǎn)．勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向水平向右，分布的區(qū)域足夠大．現(xiàn)將帶正電小球從O點(diǎn)右方由水平位置A點(diǎn)無初速度釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)速度恰好為零．(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?2)若小球從O點(diǎn)的左方由水平位置C點(diǎn)無初速度釋放，則小球到達(dá)最低點(diǎn)B所用的時(shí)間t是多少？(已知：OA＝OC＝L，重力加速度為g)解析：(1)對(duì)小球由A到B的過程，由動(dòng)能定理得：mgL－qEL＝0所以E＝eq\f(mg,q).(2)小球由C點(diǎn)釋放后，將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)時(shí)的速度為v0，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為aa＝eq\f(\r(2)mg,m)＝eq\r(2)g，veq\o\al(2,B)＝2a·eq\r(2)L，所以t＝eq\f(vB,a)＝eq\r(\f(2L,g)).答案：(1)eq\f(mg,q)(2)eq\r(\f(2L,g))10.(2018·河北衡水調(diào)研)如圖所示，在豎直邊界線O1O2左側(cè)空間存在一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝100N/C，電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有一固定的粗糙絕緣斜面AB，其傾角為30°，A點(diǎn)距水平地面的高度為h＝4m．BC段為一粗糙絕緣平面，其長度為L＝eq\r(3)m．斜面AB與水平面BC由一段極短的光滑小圓弧連接(圖中未標(biāo)出)，豎直邊界線O1O2右側(cè)區(qū)域固定一半徑為R＝0.5m的半圓形光滑絕緣軌道，CD為半圓形光滑絕緣軌道的直徑，C、D兩點(diǎn)緊貼豎直邊界線O1O2，位于電場(chǎng)區(qū)域的外部(忽略電場(chǎng)對(duì)O1O2右側(cè)空間的影響)．現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg、電荷量為q＝0.1C的帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)由靜止釋放，且該小球與斜面AB和水平面BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝eq\f(\r(3),5)(g取10m/s2)．求：(1)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)小球到達(dá)D點(diǎn)時(shí)所受軌道的壓力大小；(3)小球落地點(diǎn)距離C點(diǎn)的水平距離．解析：(1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，由A點(diǎn)至C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得(mg＋Eq)h－μ(mg＋Eq)cos30°eq\f(h,sin30°)－μ(mg＋Eq)L＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－0，解得vC＝2eq\r(2)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，在由C點(diǎn)至D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)＋mg·2R，在最高點(diǎn)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，可得FN＋mg＝meq\f(veq\o\al(2,D),R)，解得FN＝30N，vD＝2eq\r(3)設(shè)小球做類平拋運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律可得mg＋qE＝ma，解得a＝20m/s2.假設(shè)小球落在BC段，則應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律列式可得x＝vDt，2R＝eq\f(1,2)at2，解得x＝eq\r(2)m<eq\r(3)m，假設(shè)正確．答案：(1)2eq\r(10)m/s(2)30N(3)eq\r(2)m11．(2018·哈爾濱九中模擬)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，電容器板長和板間距離均為L＝10cm，下極板接地，電容器右端到熒光屏的距離也是L＝10cm，在電容器兩極板間接一交變電壓，上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示．(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)求：(1)在t＝0.06s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)間有多長？解析：(1)電子經(jīng)電場(chǎng)加速滿足qU0＝eq\f(1,2)mv2，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后側(cè)移量y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)·eq\f(qU偏,mL)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(