零霧市雹輸學校高考物理靜電場-電場中大難點的突破方法達標診斷高效訓練

碌雷州零霧市雹輸學校第四節(jié)電場中“三大”難點的突破方法(建議用時：60分鐘)一、單項選擇題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，且正對平行放置．工作時兩板分別接高壓直流電源的正負極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細線懸掛在兩金屬極板中間，則()A．乒乓球的左側(cè)感應出負電荷B．乒乓球受到擾動后，會被吸在左極板上C．乒乓球共受到電場力、重力和庫侖力三個力的作用D．用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞解析：選D.兩極板間電場由正極板指向負極板，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)感應出負電荷，選項A錯誤；乒乓球受到重力、細線拉力和電場力三個力的作用，選項C錯誤；乒乓球與任一金屬極板接觸后會帶上與這一金屬極板同種性質(zhì)的電荷，而相互排斥，不會吸在金屬極板上，到達另一側(cè)接觸另一金屬極板時也會發(fā)生同樣的現(xiàn)象，所以乒乓球會在兩極板間來回碰撞，選項B錯誤，D正確．2.平行板間加如圖所示周期性變化的電壓，重力不計的帶電粒子靜止在平行板，從t＝0時刻開始將其釋放，運動過程無碰板情況．下圖中，定性描述粒子運動的v－t圖象正確的是()解析：選A.從t＝0時刻到t＝eq\f(T,2)時刻，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動，在t＝eq\f(T,2)時刻電場反轉(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動，但是運動方向沒有改變，到t＝T時刻，速度減小為0，然后繼續(xù)開始加速，開始一個新的周期…滿足上述運動的圖象只有A.3．(2018·湖南常德模擬)在空間某區(qū)域存在一電場，x軸上各點電勢隨位置變化情況如圖所示．－x1～x1之間為曲線，且關(guān)于縱軸對稱，其余均為直線，也關(guān)于縱軸對稱．下列關(guān)于該電場的論述正確的是()A．圖中A點對應的場強大于B點對應場強B．圖中A點對應的電勢大于B點對應電勢C．一個帶正電的粒子在x1點的電勢能等于在－x1點的電勢能D．一個帶正電的粒子在－x1點的電勢能大于在－x2點的電勢能解析：選C.φ－x圖象的斜率大小等于電場強度，所以B點對應的場強等于A點對應場強，故A錯誤；由圖易知A點對應的電勢小于B點對應電勢，故B錯誤；由圖可知，場強方向均指向O點，根據(jù)對稱性可知，一個帶正電的粒子在x1點的電勢能等于在－x1點的電勢能，故C正確；電場線指向O點，則正電荷由－x1到－x2的過程中電場力做負功，故電勢能增加，故帶正電的粒子在－x1點的電勢能小于在－x2的電勢能，故D錯誤．4．(2018·淮北一中模擬)如圖所示，處于真空中的勻強電場方向水平向右，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的小球從P點以大小為v0的初速度水平向右拋出，經(jīng)過t時間到達Q點(圖中未畫出)時的速度大小仍為v0，則小球由P點運動到Q點的過程中，下列判斷正確的是()A．Q點在P點正下方B．小球電勢能減少C．小球重力勢能減少量等于eq\f(1,2)mg2t2D．Q點應位于P點所在豎直線的左側(cè)解析：選C.從P到Q點，根據(jù)動能定理可知：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，則電場力做負功，電勢能增加，則Q點應該在P點的右下方，選項A、B、D錯誤；小球在豎直方向下落的高度h＝eq\f(1,2)gt2，則小球重力勢能減少量等于ΔEp＝mgh＝eq\f(1,2)mg2t2，選項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，且OA＝2R，OB＝3R；球體的空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場，場強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點的電勢低于B點的電勢B．A點的電場強度小于B點的電場強度C．從球面到A點的電勢差小于AB兩點間的電勢差D．帶電量為q的正電荷沿直線從A點移到B點的過程中，電場力做功eq\f(1,2)E0Rq解析：選D.球體帶正電，電場線方向沿半徑向外，故A點的電勢高于B點的電勢，A錯誤；因為A距O點半徑為2R，B距O點距離為3R，從E－r圖中2R處的電場強度大于3R處的電場強度，即EA>EB，B錯誤；根據(jù)U＝Ed可知圖象的面積表示電勢差，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點的電勢差大于AB兩點間的電勢差，C錯誤；因為曲線下O～R部分的面積等于2R～3R部分的面積，即O～R間的電勢差等于2R～3R間的電勢差，即等于AB間的電勢差，故電場力做功為W＝Uq＝eq\f(1,2)RE0·q，D正確．二、多項選擇題6.某靜電場中的一條電場線與x軸重合，其電勢的變化規(guī)律如圖所示．在O點由靜止釋放一電子，電子僅受電場力的作用，則在－x0～x0區(qū)間內(nèi)()A．該靜電場是勻強電場B．該靜電場是非勻強電場C．電子將沿x軸正方向運動，加速度逐漸減小D．電子將沿x軸正方向運動，加速度逐漸增大解析：選BC.由于電勢φ隨x的變化不是均勻變化，即eq\f(Δφ,Δx)不是常數(shù)，所以該靜電場一定是非勻強電場，且O點電場強度最大，x0處電場強度最小，選項A錯誤，B正確；由電勢變化規(guī)律可知，電場線方向指向x軸負方向，在O點由靜止釋放一電子，電子所受電場力的方向指向x軸正方向，電子將沿x軸正方向運動，且加速度逐漸減小，選項C正確，D錯誤．7.(2018·株洲統(tǒng)一檢測)如圖，在真空中傾斜平行放置著兩塊帶有等量異號電荷的金屬板A、B，一個電荷量q＝1.41×10－4C，質(zhì)量m＝1g的帶電小球自A板上的孔P點以水平速度v0＝0.1m/s飛入兩板之間的電場，經(jīng)0.02s后未與B板相碰又回到P點，g取10m/sA．板間電場強度大小為100V/mB．板間電場強度大小為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.因為小球從A板射到B板，沿水平方向運動，則可知，小球受力如圖所示：設板間勻強電場的場強為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動學公式得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，油滴在極板間運動時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，油滴做勻速運動時速度的大小可能為()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)一段時間后，油滴以速率v勻速上升，知電場力大于重力，有：qeq\f(U,d)＝mg＋kv，若兩極板間電壓為2U，如果電場力方向向上，油滴向上做勻速運動時，有qeq\f(2U,d)＝mg＋kv′，聯(lián)立三式解得v′＝3v，故A正確；如果電場力方向向下，油滴向下做勻速運動時，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線系在一勻強電場中的O點．勻強電場的方向水平向右，分布的區(qū)域足夠大．現(xiàn)將帶正電小球從O點右方由水平位置A點無初速度釋放，小球到達最低點B時速度恰好為零．(1)求勻強電場的電場強度E的大小．(2)若小球從O點的左方由水平位置C點無初速度釋放，則小球到達最低點B所用的時間t是多少？(已知：OA＝OC＝L，重力加速度為g)解析：(1)對小球由A到B的過程，由動能定理得：mgL－qEL＝0所以E＝eq\f(mg,q).(2)小球由C點釋放后，將做勻加速直線運動，到B點時的速度為v0，小球做勻加速直線運動的加速度為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電場，電場強度E＝100N/C，電場區(qū)域內(nèi)有一固定的粗糙絕緣斜面AB，其傾角為30°，A點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兩點緊貼豎直邊界線O1O2，位于電場區(qū)域的外部(忽略電場對O1O2右側(cè)空間的影響)．現(xiàn)將一個質(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)在A點由靜止釋放，且該小球與斜面AB和水平面BC間的動摩擦因數(shù)均為μ＝eq\f(\r(3),5)(g取10m/s2)．求：(1)小球到達C點時的速度大小；(2)小球到達D點時所受軌道的壓力大??；(3)小球落地點距離C點的水平距離．解析：(1)以小球為研究對象，由A點至C點的運動過程中，根據(jù)動能定理可得(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)以小球為研究對象，在由C點至D點的運動過程中，根據(jù)機械能守恒定律可得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)＋mg·2R，在最高點以小球為研究對象，可得FN＋mg＝meq\f(veq\o\al(2,D),R)，解得FN＝30N，vD＝2eq\r(3)設小球做類平拋運動的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律可得mg＋qE＝ma，解得a＝20m/s2.假設小球落在BC段，則應用類平拋運動的規(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的初速度忽略不計，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，上極板的電勢隨時間變化的圖象如圖乙所示．(每個電子穿過平行板的時間都極短，可以認為電壓是不變的)求：(1)在t＝0.06s時刻，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)電場加速滿足qU0＝eq\f(1,2)mv2，經(jīng)電場偏轉(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(