【紅對勾】2021屆高三物理(新課標)二輪專題復習課時作業(yè)7-帶電粒子在電場中的運動

專題三電場與磁場課時作業(yè)7帶電粒子在電場中的運動時間：45分鐘一、單項選擇題1．關于靜電場下列說法中正確的是()A．在電場中某點的電勢為零，則該點的電場強度肯定為零B．電荷在電場中電勢高的地方電勢能大，在電勢低的地方電勢能小C．依據(jù)公式U＝Ed知，在勻強電場中兩點間的距離越大，電勢差就越大D．正電荷從電勢高的點運動到電勢低的點，電勢能肯定削減解析：電勢能的大小是相對于參考位置來說的，電勢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A錯誤；只有正電荷在電場中電勢高的地方電勢能大，在電勢低的地方電勢能小，負電荷正好相反．選項B錯誤；公式U＝Ed中的d為沿電場強度方向的距離，所以在勻強電場中，兩點間沿電場強度方向的距離越大，電勢差就越大，假如d是沿垂直于電場強度方向的距離，那么間距變大時，電勢差不變，選項C錯誤；正電荷在電勢越高的地方電勢能越大，在電勢越低的地方電勢能越小，所以正電荷從電勢高的點運動到電勢低的點，電勢能肯定削減，選項D正確．答案：D2.一帶正電小球從光滑絕緣的斜面上O點由靜止釋放，在斜面上水平虛線ab和cd之間有水平向右的勻強電場如圖所示．下面哪個圖像能正確表示小球的運動軌跡()解析：正電小球從光滑絕緣的斜面上O點由靜止釋放，開頭做勻加速直線運動，進入電場區(qū)域后受到水平方向電場力偏轉(zhuǎn)，出電場后向下偏轉(zhuǎn)，所以能正確表示小球的運動軌跡的是D.答案：D3.如圖所示，A、B是真空中的兩個等量異種點電荷，M、N、O是AB連線的垂線上的點，且AO>OB.一帶負電的摸索電荷僅受電場力作用，運動軌跡如圖中實線所示，M、N為軌跡和垂線的交點，設M、N兩點的場強大小分別為EM、EN，電勢分別為φM、φN.下列說法中正確的是()A．點電荷A肯定帶正電B．EM小于ENC．φM大于φND．此摸索電荷在M處的電勢能小于N處的電勢能解析：依據(jù)帶負電的摸索電荷運動軌跡，點電荷A肯定帶負電，選項A錯誤；依據(jù)兩個等量異種點電荷電場特點可知，EM小于EN，摸索電荷在M處的電勢能大于N處的電勢能，選項B正確，C、D錯誤．答案：B4.如圖所示，在M、N處固定著兩個等量異種點電荷，在它們的連線上有A、B兩點，已知MA＝AB＝BN.下列說法正確的是()A．A、B兩點場強相同B．A、B兩點電勢相等C．將一正電荷從A點移到B點，電場力做負功D．負電荷在A點的電勢能大于在B點的電勢能解析：依據(jù)等量異種點電荷電場特點，A、B兩點場強相同，A、B兩點電勢不相等，選項A正確B錯誤；將一正電荷從A點移到B點，電場力做正功，選項C錯誤；負電荷在A點的電勢能小于在B點的電勢能，選項D錯誤．答案：A5.如圖所示，圖中虛線為勻強電場中與場強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點以相同速率射出，兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示．點a、b、c為實線與虛線的交點，已知O點電勢高于c點．若不計重力，則()A．M帶負電荷，N帶正電荷B．N在a點的速度與M在c點的速度大小相同C．M和N兩粒子在電場中運動的加速度相同D．N從O點運動至a點的過程中克服電場力做功解析：由O點電勢高于c點可知，勻強電場的場強方向為豎直向下．帶電粒子M軌跡向下彎曲可知M所受電場力向下，M帶正電；帶電粒子N軌跡向上彎曲可知N所受電場力向上，N帶負電，選項A錯誤．由于在勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線為等差等勢面，O點至a點和O點至c點的電勢差大小相等，由動能定理可知，N在a點的動能與M在c點的動能相同，N在a點的速度與M在c點的速度大小相同，選項B正確．M和N兩粒子在電場中運動所受電場力大小相同，方向相反，選項C錯誤．N從O點運動至a點的過程中電場力做正功，選項D錯誤．答案：B二、多項選擇題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的電勢φ分布如圖所示，r表示該直線上某點到球心的距離，r1、r2分別是該直線上A、B兩點離球心的距離．下列說法中正確的是()A．A點的電勢低于B點的電勢B．A點的電場強度方向由A指向BC．A點的電場強度大于B點的電場強度D．正電荷沿直線從A移到B的過程中，電場力做負功解析：A點的電勢高于B點的電勢，選項A錯誤；A點的電場強度方向由A指向B，A點的電場強度大于B點的電場強度，選項B、C正確；正電荷沿直線從A移到B的過程中，電場力做正功，選項D錯誤．答案：BC7.如圖所示，水平面的上方有豎直向上的勻強電場，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，彈回后僅在電場力和重力的作用下沿著虛線運動，則下列說法正確的是()A．彈回后球的機械能守恒B．彈回后軌跡是拋物線C．彈回后機械能與電勢能的總和守恒D．彈回后動能增加解析：小球彈回后沿虛線運動的過程中，電場力對小球做正功，小球機械能增加，但小球的機械能與電勢能之和守恒，A錯誤，C正確；因電場力大于重力，合力對小球做正功，小球動能增加，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軸上關于O點對稱的兩點，c、d是y軸上關于O點對稱的兩點，c、d兩點分別固定一等量異種點電荷，帶負電的檢驗電荷僅在電場力作用下從a點沿曲線運動到b點，E為第一象限內(nèi)軌跡上的一點，以下說法正確的是()A．c點的電荷帶正電B．a(chǎn)點電勢高于E點電勢C．E點場強方向沿軌跡在該點的切線方向D．檢驗電荷從a到b過程中，電勢能先增加后削減解析：由于只受電場力的作用，檢驗電荷做曲線運動，所以電場力指向軌跡的凹側(cè)，由于檢驗電荷帶負電，所以c點的電荷帶負電，A錯；由等量異種電荷電場線分布特征可知沿電場線方向電勢漸漸降低，某點場強方向沿該點電場線的切線方向，所以B對C錯；設軌跡與y軸交于f點，檢驗電荷從a到f的過程中，電場力做負功，電勢能增加，檢驗電荷從f到b的過程中，電場力做正功，電勢能減小，故D對．答案：BD三、計算題9.在一個水平面上建立x軸，在過原點O右側(cè)空間有一個勻強電場，電場強度大小E＝6×105N/C，方向與x軸正方向相同，在O處放一個電荷量q＝5×10－8C、質(zhì)量m＝0.010kg的帶負電絕緣物塊，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，沿x軸正方向給物塊一個初速度v0＝2m/s，如圖所示，求(g取10m/s2(1)物塊最終停止時的位置；(2)物塊在電場中運動過程的機械能增量．解析：(1)第一個過程：物塊向右做勻減速運動到速度為零．Ff＝μmgF＝qEFf＋F＝ma2as1＝veq\o\al(2,0)，可得s1＝0.4m其次個過程：物塊向左做勻加速運動，離開電場后再做勻減速運動直到停止．由動能定理得：Fs1－Ff(s1＋s2)＝0得s2＝0.2m，則物塊停止在原點O左側(cè)0.2m處．(2)物塊在電場中運動過程的機械能增量ΔE＝Wf＝－2μmgs1＝－0.016J.答案：(1)原點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°，某時刻一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球由正中心A點靜止釋放，小球離開電場時速度是水平的，落到距離A點高度為h的水平面處的B點，B點放置一絕緣彈性平板M，當平板與水平夾角α＝45°時，小球恰好沿原路返回A點．(電容器極板間電場是勻強電場，極板外無電場，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強度E；(2)小球離開電容器時的速度；(3)平行板電容器的板長L；(4)小球在AB間運動的周期T.解析：(1)帶電粒子沿水平方向做勻加速運動可知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)由于小球在復合場中做勻加速運動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))平拋運動的時間為t2＝eq\r(\f(2h