2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 考前基礎(chǔ)回扣練九 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(含解析)

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1、九 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動 1.某原子電離后其核外只有一個電子,若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動,那么電子運(yùn)動(  ) A.半徑越大,加速度越大 B.半徑越小,周期越大 C.半徑越大,角速度越小 D.半徑越小,線速度越小 答案 C 解析 設(shè)原子核的電荷量為Q,原子核對電子的靜電引力提供電子圓周運(yùn)動的向心力,k=ma向=m=m2r=mω2r,可得a向=k,T=2π ,ω= ,v= ,則半徑r越大,加速度a向、角速度ω和線速度v均越小,而周期T越大,故C正確。 2. (人教版選修3-1 P5演示實(shí)驗(yàn)改編)如圖所示是探究電荷間相互作用力的示意圖,圖中金屬球A帶正

2、電,置于絕緣支架上,帶電小球B懸于絕緣絲線的下端,質(zhì)量為m。當(dāng)懸在P1點(diǎn),B球靜止時,兩帶電小球剛好在同一高度,此時絕緣絲線與豎直方向的夾角為θ,重力加速度為g,則(  ) A.A、B間的庫侖力為mgcotθ B.A、B間的庫侖力為mgsinθ C.將懸點(diǎn)移到P2,平衡時B低于A D.將懸點(diǎn)移到P2,平衡時A、B仍在同一高度 答案 C 解析 當(dāng)B球處于平衡狀態(tài)時,剛好與A球在同一水平面上,其受力如圖所示,A、B帶同種電荷,由力的平行四邊形定則可得:F庫=mgtanθ,故A、B錯誤;若把懸點(diǎn)移到P2,由庫侖定律可知,距離越遠(yuǎn),A、B間的庫侖力越小,故平衡時B低于A,C正確,D錯誤

3、。 3.一電子只在電場力作用下從電場中的A點(diǎn)移動到B點(diǎn)的過程中,電子克服電場力做了3 eV的功,則(  ) A.A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢高3 V B.A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢低3 V C.電子的電勢能減少了3 eV D.電子的動能增加了3 eV 答案 A 解析 由題意知,WAB=-e·UAB=-3 eV,故UAB=3 V,又UAB=φA-φB,得φA-φB=3 V,因此A正確,B錯誤;電場力做負(fù)功,電子的電勢能增加,動能減小,C、D錯誤。 4.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場,其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢為0,點(diǎn)A處的電勢為6 V,點(diǎn)B處的電勢為3 V,則

4、電場強(qiáng)度的大小為(  ) A.200 V/m B.200 V/m C.100 V/m D.100 V/m 答案 A 解析 設(shè)OA中點(diǎn)為C,則φC=3 V,φC=φB,即B、C在同一等勢面上,如圖所示,由電場線與等勢面的關(guān)系和幾何關(guān)系知:d=1.5 cm,E== V/m=200 V/m,A正確。 5.一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì),接在恒壓直流電源上。若將云母介質(zhì)移出,則電容器(  ) A.極板上的電荷量變大,極板間電場強(qiáng)度變大 B.極板上的電荷量變小,極板間電場強(qiáng)度變大 C.極板上的電荷量變大,極板間電場強(qiáng)度不變 D.極板上的電荷量變小,極板間電場強(qiáng)度不

5、變 答案 D 解析 由C=可知,當(dāng)將云母介質(zhì)移出時,εr變小,電容器的電容C變??;因?yàn)殡娙萜鹘釉诤銐褐绷麟娫瓷?,故U不變,根據(jù)Q=CU可知,當(dāng)C減小時,Q減小。再由E=,U與d都不變,可知電場強(qiáng)度E不變,D正確。 6.(人教版選修3-1 P39第4題改編)一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子的混合物經(jīng)過同一電場Ⅰ由靜止加速后,進(jìn)入勻強(qiáng)電場Ⅱ,已知一價氦離子在電場Ⅱ中的運(yùn)動軌跡如圖中軌跡1,下列說法正確的是(  ) A.一價氫離子的軌跡可能是2 B.二價氦離子的軌跡可能是3 C.一價氫離子的軌跡可能是3 D.二價氦離子的軌跡一定是1 答案 D 解析 設(shè)正電荷的電荷量為q,質(zhì)量

6、為m,加速電壓為U1,偏轉(zhuǎn)電壓為U2,偏轉(zhuǎn)電極板長為L,板間距離為d。加速電場中qU1=mv,偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動時間t=,偏轉(zhuǎn)距離y=at2=·2,得到y(tǒng)=,設(shè)速度偏轉(zhuǎn)角為θ,則tanθ==,由上可知y、θ與帶電粒子的質(zhì)量、電荷量無關(guān),則一價氫離子、一價氦離子、二價氦離子在偏轉(zhuǎn)電場中軌跡重合,故D正確。 7.(多選)如圖所示,一帶電小球固定在光滑水平面上的O點(diǎn),虛線a、b、c、d是帶電小球激發(fā)電場的四條等距離的等勢線,一個帶電小滑塊從等勢線d上的1處以水平初速度運(yùn)動,結(jié)果形成了實(shí)線所示的運(yùn)動軌跡。1、2、3、4、5是等勢線與小滑塊運(yùn)動軌跡的一些交點(diǎn)。下列判定正確的是(  ) A.固定小球與

7、小滑塊帶異種電荷 B.在整個運(yùn)動過程中小滑塊具有的動能與電勢能之和保持不變 C.在整個過程中小滑塊的加速度先變大后變小 D.小滑塊從位置3到4和從位置4到5的過程中,電場力做功的大小關(guān)系是W34=W45 答案 BC 解析 由圖看出滑塊的軌跡向右彎曲,可知滑塊受到了斥力作用,則知小球與小滑塊電性一定相同,故A錯誤; 根據(jù)能量守恒定律可知,小滑塊運(yùn)動過程中具有的動能與電勢能之和保持不變,故B正確;滑塊與小球的距離先減小后增大,由庫侖定律得知滑塊所受的庫侖力先增大后減小,則其加速度先增大后減小,故C正確;小滑塊從位置3到4和從位置4到5的過程中電場強(qiáng)度在變小,由U=d及W=Uq可知W34

8、>W45,故D錯誤。 8.(人教版選修3-1 P15第7題改編)如圖所示,真空中有兩個點(diǎn)電荷Q1=+4.0×10-8 C和Q2=-1.0×10-8 C,分別固定在x坐標(biāo)軸的x=0和x=6 cm的位置上。 (1)x坐標(biāo)軸上哪個位置的電場強(qiáng)度為零? (2)x坐標(biāo)軸上哪些地方的電場強(qiáng)度方向是沿x軸正方向的? 答案 (1)x=12 cm處 (2)0<x<6 cm和x>12 cm的地方 解析 因?yàn)閨Q1|>|Q2|,所以,在Q1左側(cè)的x軸上,Q1產(chǎn)生的電場的電場強(qiáng)度總是大于Q2產(chǎn)生的電場的電場強(qiáng)度,且方向總是指向x軸負(fù)方向,在x=0和x=6 cm之間,電場強(qiáng)度總是指向x軸的正方向,只有在Q2右側(cè)的x軸上,才有可能出現(xiàn)電場強(qiáng)度為0的點(diǎn)。 (1)設(shè)該點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為x,則k-k=0,即4(x-6)2-x2=0,解得x1=4 cm(不合題意,舍去)和x2=12 cm,所以,在x=12 cm處電場強(qiáng)度等于0。 (2)在x坐標(biāo)軸上0<x<6 cm和x>12 cm的地方,電場強(qiáng)度的方向總是沿x軸正方向的。 - 5 -

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