2020屆高考物理二輪復習 專題沖刺 考前基礎回扣練九 電場及帶電粒子在電場中的運動（含解析）

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1、九　電場及帶電粒子在電場中的運動 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動，那么電子運動(　　) 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演示實驗改編)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，質量為m。當懸在P1點，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．將懸點移到P2，平衡時B低于A D．將懸點移到P2，平衡時A、B仍在同一高度 答案　C 解析　當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；若把懸點移到P2，由庫侖定律可知，距離越遠，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點移動到B點的過程中，電子克服電場力做了3 eV的功，則(　　) A．A點的電勢比B點的電勢高3 V B．A點的電勢比B點的電勢低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，在平面直角坐標系中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，其中坐標原點O處的電勢為0，點A處的電勢為6 V，點B處的電勢為3 V，則

4、電場強度的大小為(　　) A．200 V/m B．200 V/m C．100 V/m D．100 V/m 答案　A 解析　設OA中點為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系和幾何關系知：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，接在恒壓直流電源上。若將云母介質移出，則電容器(　　) A．極板上的電荷量變大，極板間電場強度變大 B．極板上的電荷量變小，極板間電場強度變大 C．極板上的電荷量變大，極板間電場強度不變 D．極板上的電荷量變小，極板間電場強度不

5、變 答案　D 解析　由C＝可知，當將云母介質移出時，εr變小，電容器的電容C變小；因為電容器接在恒壓直流電源上，故U不變，根據(jù)Q＝CU可知，當C減小時，Q減小。再由E＝，U與d都不變，可知電場強度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過同一電場Ⅰ由靜止加速后，進入勻強電場Ⅱ，已知一價氦離子在電場Ⅱ中的運動軌跡如圖中軌跡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　設正電荷的電荷量為q，質量

6、為m，加速電壓為U1，偏轉電壓為U2，偏轉電極板長為L，板間距離為d。加速電場中qU1＝mv，偏轉電場中運動時間t＝，偏轉距離y＝at2＝·2，得到y(tǒng)＝，設速度偏轉角為θ，則tanθ＝＝，由上可知y、θ與帶電粒子的質量、電荷量無關，則一價氫離子、一價氦離子、二價氦離子在偏轉電場中軌跡重合，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，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處以水平初速度運動，結果形成了實線所示的運動軌跡。1、2、3、4、5是等勢線與小滑塊運動軌跡的一些交點。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，真空中有兩個點電荷Q1＝＋4.0×10－8 C和Q2＝－1.0×10－8 C，分別固定在x坐標軸的x＝0和x＝6 cm的位置上。 (1)x坐標軸上哪個位置的電場強度為零？ (2)x坐標軸上哪些地方的電場強度方向是沿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　因為|Q1|＞|Q2|，所以，在Q1左側的x軸上，Q1產生的電場的電場強度總是大于Q2產生的電場的電場強度，且方向總是指向x軸負方向，在x＝0和x＝6 cm之間，電場強度總是指向x軸的正方向，只有在Q2右側的x軸上，才有可能出現(xiàn)電場強度為0的點。 (1)設該點到原點的距離為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處電場強度等于0。 (2)在x坐標軸上0＜x＜6 cm和x＞12 cm的地方，電場強度的方向總是沿x軸正方向的。 - 5 -