【紅對(duì)勾】2021屆高三物理(新課標(biāo))二輪專題復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)7-帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

專題三電場(chǎng)與磁場(chǎng)課時(shí)作業(yè)7帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．關(guān)于靜電場(chǎng)下列說法中正確的是()A．在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)為零，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度肯定為零B．電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能小C．依據(jù)公式U＝Ed知，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的距離越大，電勢(shì)差就越大D．正電荷從電勢(shì)高的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到電勢(shì)低的點(diǎn)，電勢(shì)能肯定削減解析：電勢(shì)能的大小是相對(duì)于參考位置來說的，電勢(shì)為零的位置就是參考位置，參考位置是可以任意選取的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；只有正電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)高的地方電勢(shì)能大，在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能小，負(fù)電荷正好相反．選項(xiàng)B錯(cuò)誤；公式U＝Ed中的d為沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離，所以在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離越大，電勢(shì)差就越大，假如d是沿垂直于電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離，那么間距變大時(shí)，電勢(shì)差不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；正電荷在電勢(shì)越高的地方電勢(shì)能越大，在電勢(shì)越低的地方電勢(shì)能越小，所以正電荷從電勢(shì)高的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到電勢(shì)低的點(diǎn)，電勢(shì)能肯定削減，選項(xiàng)D正確．答案：D2.一帶正電小球從光滑絕緣的斜面上O點(diǎn)由靜止釋放，在斜面上水平虛線ab和cd之間有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)如圖所示．下面哪個(gè)圖像能正確表示小球的運(yùn)動(dòng)軌跡()解析：正電小球從光滑絕緣的斜面上O點(diǎn)由靜止釋放，開頭做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域后受到水平方向電場(chǎng)力偏轉(zhuǎn)，出電場(chǎng)后向下偏轉(zhuǎn)，所以能正確表示小球的運(yùn)動(dòng)軌跡的是D.答案：D3.如圖所示，A、B是真空中的兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，M、N、O是AB連線的垂線上的點(diǎn)，且AO>OB.一帶負(fù)電的摸索電荷僅受電場(chǎng)力作用，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，M、N為軌跡和垂線的交點(diǎn)，設(shè)M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為EM、EN，電勢(shì)分別為φM、φN.下列說法中正確的是()A．點(diǎn)電荷A肯定帶正電B．EM小于ENC．φM大于φND．此摸索電荷在M處的電勢(shì)能小于N處的電勢(shì)能解析：依據(jù)帶負(fù)電的摸索電荷運(yùn)動(dòng)軌跡，點(diǎn)電荷A肯定帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)特點(diǎn)可知，EM小于EN，摸索電荷在M處的電勢(shì)能大于N處的電勢(shì)能，選項(xiàng)B正確，C、D錯(cuò)誤．答案：B4.如圖所示，在M、N處固定著兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，在它們的連線上有A、B兩點(diǎn)，已知MA＝AB＝BN.下列說法正確的是()A．A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同B．A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等C．將一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功D．負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能解析：依據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)特點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同，A、B兩點(diǎn)電勢(shì)不相等，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；將一正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：A5.如圖所示，圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電量數(shù)值也相等，現(xiàn)將M、N從虛線上O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示．點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)，已知O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)．若不計(jì)重力，則()A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同C．M和N兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度相同D．N從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功解析：由O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)可知，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樨Q直向下．帶電粒子M軌跡向下彎曲可知M所受電場(chǎng)力向下，M帶正電；帶電粒子N軌跡向上彎曲可知N所受電場(chǎng)力向上，N帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．由于在勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線為等差等勢(shì)面，O點(diǎn)至a點(diǎn)和O點(diǎn)至c點(diǎn)的電勢(shì)差大小相等，由動(dòng)能定理可知，N在a點(diǎn)的動(dòng)能與M在c點(diǎn)的動(dòng)能相同，N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同，選項(xiàng)B正確．M和N兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受電場(chǎng)力大小相同，方向相反，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．N從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B二、多項(xiàng)選擇題6.真空中有一半徑為r0的帶電金屬球殼，通過其球心的始終線上各點(diǎn)的電勢(shì)φ分布如圖所示，r表示該直線上某點(diǎn)到球心的距離，r1、r2分別是該直線上A、B兩點(diǎn)離球心的距離．下列說法中正確的是()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)度方向由A指向BC．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D．正電荷沿直線從A移到B的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功解析：A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向B，A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)B、C正確；正電荷沿直線從A移到B的過程中，電場(chǎng)力做正功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：BC7.如圖所示，水平面的上方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平面上靜止著質(zhì)量為M的絕緣物塊，一質(zhì)量是m的帶正電彈性小球，以水平速度v與物塊發(fā)生碰撞，并以原速率返回，彈回后僅在電場(chǎng)力和重力的作用下沿著虛線運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是()A．彈回后球的機(jī)械能守恒B．彈回后軌跡是拋物線C．彈回后機(jī)械能與電勢(shì)能的總和守恒D．彈回后動(dòng)能增加解析：小球彈回后沿虛線運(yùn)動(dòng)的過程中，電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，小球機(jī)械能增加，但小球的機(jī)械能與電勢(shì)能之和守恒，A錯(cuò)誤，C正確；因電場(chǎng)力大于重力，合力對(duì)小球做正功，小球動(dòng)能增加，D正確；小球在水平方向不受力，小球的軌跡為拋物線，B正確．答案：BCD8.如圖所示，a、b是x軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)，c、d是y軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)，c、d兩點(diǎn)分別固定一等量異種點(diǎn)電荷，帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從a點(diǎn)沿曲線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，E為第一象限內(nèi)軌跡上的一點(diǎn)，以下說法正確的是()A．c點(diǎn)的電荷帶正電B．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于E點(diǎn)電勢(shì)C．E點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向沿軌跡在該點(diǎn)的切線方向D．檢驗(yàn)電荷從a到b過程中，電勢(shì)能先增加后削減解析：由于只受電場(chǎng)力的作用，檢驗(yàn)電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，所以電場(chǎng)力指向軌跡的凹側(cè)，由于檢驗(yàn)電荷帶負(fù)電，所以c點(diǎn)的電荷帶負(fù)電，A錯(cuò)；由等量異種電荷電場(chǎng)線分布特征可知沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)漸漸降低，某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向沿該點(diǎn)電場(chǎng)線的切線方向，所以B對(duì)C錯(cuò)；設(shè)軌跡與y軸交于f點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷從a到f的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，檢驗(yàn)電荷從f到b的過程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故D對(duì)．答案：BD三、計(jì)算題9.在一個(gè)水平面上建立x軸，在過原點(diǎn)O右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝6×105N/C，方向與x軸正方向相同，在O處放一個(gè)電荷量q＝5×10－8C、質(zhì)量m＝0.010kg的帶負(fù)電絕緣物塊，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v0＝2m/s，如圖所示，求(g取10m/s2(1)物塊最終停止時(shí)的位置；(2)物塊在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程的機(jī)械能增量．解析：(1)第一個(gè)過程：物塊向右做勻減速運(yùn)動(dòng)到速度為零．Ff＝μmgF＝qEFf＋F＝ma2as1＝veq\o\al(2,0)，可得s1＝0.4m其次個(gè)過程：物塊向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，離開電場(chǎng)后再做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止．由動(dòng)能定理得：Fs1－Ff(s1＋s2)＝0得s2＝0.2m，則物塊停止在原點(diǎn)O左側(cè)0.2m處．(2)物塊在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程的機(jī)械能增量ΔE＝Wf＝－2μmgs1＝－0.016J.答案：(1)原點(diǎn)O左側(cè)0.2m處(2)－0.016J10.如圖所示，平行板電容器傾斜固定放置，極板與水平線夾角θ＝30°，某時(shí)刻一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球由正中心A點(diǎn)靜止釋放，小球離開電場(chǎng)時(shí)速度是水平的，落到距離A點(diǎn)高度為h的水平面處的B點(diǎn)，B點(diǎn)放置一絕緣彈性平板M，當(dāng)平板與水平夾角α＝45°時(shí)，小球恰好沿原路返回A點(diǎn)．(電容器極板間電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，極板外無電場(chǎng)，且小球離開電容器的位置不肯定是極板邊緣)．求：(1)電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E；(2)小球離開電容器時(shí)的速度；(3)平行板電容器的板長(zhǎng)L；(4)小球在AB間運(yùn)動(dòng)的周期T.解析：(1)帶電粒子沿水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)可知Eqcosθ＝mg，解得：E＝eq\f(mg,qcosθ)＝eq\f(2\r(3)mg,3q)(2)小球垂直落到彈性擋板上，且α＝45°，有v0＝vy＝eq\r(2gh)(3)依據(jù)動(dòng)能定理：Eq·eq\f(1,2)Ltanθ＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得：L＝3h(4)由于小球在復(fù)合場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng)eq\f(L,2cosθ)＝eq\f(1,2)gtanθ·teq\o\al(2,1)解得t1＝eq\r(\f(L,gsinθ))＝eq\r(\f(6h,g))平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2＝eq\r(\f(2h