2018屆高考物理二輪復(fù)習(xí)全冊(cè)能力訓(xùn)練(打包17套).zip
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專題能力訓(xùn)練8 電場(chǎng)性質(zhì)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
(時(shí)間:45分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,1~6題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,7~8題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得7分,選對(duì)但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分)
1.
(2017·重慶模擬)一個(gè)正七邊形七個(gè)頂點(diǎn)上各固定一個(gè)電荷量為q的點(diǎn)電荷,各電荷的電性如圖所示,O點(diǎn)是正七邊形的幾何中心。若空間中有一點(diǎn)M,且MO垂直于正七邊形所在平面,則下列說法正確的是( )
A.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向是沿著OM連線,由O點(diǎn)指向M點(diǎn)
B.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向是沿著OM連線,由M點(diǎn)指向O點(diǎn)
C.將一個(gè)負(fù)檢驗(yàn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處,電場(chǎng)力做正功
D.將一個(gè)正檢驗(yàn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處,電場(chǎng)力做正功
2.
如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一邊長為a的等邊三角形。電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與紙面平行。電子以某一初速度僅在靜電力作用下從B移動(dòng)到A動(dòng)能減少E0。質(zhì)子以某一初速度僅在靜電力作用下從C移動(dòng)到A動(dòng)能增加E0,已知電子和質(zhì)子電荷量絕對(duì)值均為e,則勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為( )
A.2E0ea B.E0ea C.23E03ea D.3E03ea
3.如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一圓,其平面與電場(chǎng)線平行,O為圓心,A、B、C、D為圓周上的四個(gè)等分點(diǎn)?,F(xiàn)將某帶電粒子從A點(diǎn)以相同的初動(dòng)能向各個(gè)不同方向發(fā)射,到達(dá)圓周上各點(diǎn)時(shí),其中過D點(diǎn)動(dòng)能最大,不計(jì)重力和空氣阻力。則( )
A.該電場(chǎng)的電場(chǎng)線一定是與OD平行
B.該電場(chǎng)的電場(chǎng)線一定是與OB垂直
C.帶電粒子若經(jīng)過C點(diǎn),則其動(dòng)能不可能與初動(dòng)能相同
D.帶電粒子不可能經(jīng)過B點(diǎn)
4.
真空中有一帶電金屬球,通過其球心的一直線上各點(diǎn)的電勢(shì)φ分布如圖,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。根據(jù)電勢(shì)圖象(φ-r圖象),下列說法正確的是( )
A.該金屬球可能帶負(fù)電
B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向B
C.A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的電場(chǎng),從A到B,其電場(chǎng)強(qiáng)度可能逐漸增大
D.電荷量為q的正電荷沿直線從A移到B的過程中,電場(chǎng)力做功W=q(φ2-φ1)
5.
電源和一個(gè)水平放置的平行板電容器、兩個(gè)變阻器R1、R2和定值電阻R3組成如圖所示的電路。當(dāng)把變阻器R1、R2調(diào)到某個(gè)值時(shí),閉合開關(guān)S,電容器中的一個(gè)帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)再進(jìn)行其他相關(guān)操作時(shí)(只改變其中的一個(gè)),以下判斷正確的是( )
A.將R1的阻值增大時(shí),液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)
B.將R2的阻值增大時(shí),液滴將向下運(yùn)動(dòng)
C.斷開開關(guān)S,電容器上的電荷量將減為零
D.把電容器的上極板向上平移少許,電容器的電荷量將增加
6.
(2017·湖南永州二模)三個(gè)質(zhì)量相等的帶電微粒(重力不計(jì))以相同的水平速度沿兩極板的中心線方向從O點(diǎn)射入,已知上極板帶正電,下極板接地,三個(gè)微粒的運(yùn)動(dòng)
軌跡如圖所示,其中微粒2恰好沿下極板邊緣飛出電場(chǎng),則( )
A.三微粒在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有t3>t2>t1
B.三微粒所帶電荷量有q1>q2=q3
C.三微粒所受靜電力有F1=F2>F3
D.飛出電場(chǎng)的微粒2動(dòng)能大于微粒3的動(dòng)能
7.
(2017·湖南衡陽模擬)如圖所示,傾角為θ的絕緣斜面固定在水平面上,當(dāng)質(zhì)量為m、電荷量為+q的滑塊沿斜面下滑時(shí),在此空間突然加上豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),已知滑塊受到的電場(chǎng)力小于滑塊的重力。則下列說法不正確的是( )
A.若滑塊勻速下滑,加上豎直向上的電場(chǎng)后,滑塊將減速下滑
B.若滑塊勻速下滑,加上豎直向下的電場(chǎng)后,滑塊仍勻速下滑
C.若滑塊勻減速下滑,加上豎直向上的電場(chǎng)后,滑塊仍減速下滑,但加速度變大
D.若滑塊勻加速下滑,加上豎直向下的電場(chǎng)后,滑塊仍以原加速度加速下滑
8.
(2016·全國Ⅰ卷)如圖所示,一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi),且相對(duì)于
過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對(duì)稱。忽略空氣阻力。由此可知( )
A.Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的高
B.油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大
C.油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比它在P點(diǎn)的大
D.油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小
二、非選擇題(本題共3小題,共44分)
9.(14分)圖甲所示為一組間距d足夠大的平行金屬板,板間加有隨時(shí)間變化的電壓(如圖乙所示),設(shè)U0和T已知。A板上O處有一靜止的帶電粒子,其電荷量為q,質(zhì)量為m(不計(jì)重力),在t=0時(shí)刻起該帶電粒子受板間電場(chǎng)加速向B板運(yùn)動(dòng),途中由于電場(chǎng)反向,粒子又向A板返回(粒子未曾與B板相碰)。
(1)當(dāng)Ux=2U0時(shí),求帶電粒子在t=T時(shí)刻的動(dòng)能。
(2)為使帶電粒子在t=T時(shí)刻恰能回到O點(diǎn),Ux等于多少?
10.
(15分)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(chǎng),坐標(biāo)系內(nèi)有A、B兩點(diǎn),其中A點(diǎn)坐標(biāo)為(6,0),B點(diǎn)坐標(biāo)為(0,3),坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0,點(diǎn)A處的電勢(shì)為8 V,點(diǎn)B處的電勢(shì)為4 V。現(xiàn)有一帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處沿電勢(shì)為0的等勢(shì)線方向以速度v=4×105 m/s射入電場(chǎng),粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)恰好通過B點(diǎn),不計(jì)粒子所受重力,求:
(1)圖中C(3,0)處的電勢(shì);
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小;
(3)帶電粒子的比荷qm。
11.(15分)(2017·全國Ⅱ卷)如圖所示,兩水平面(虛線)之間的距離為h,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)量均為m、電荷量分別為q和-q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場(chǎng)的方向射出。小球在重力作用下進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場(chǎng)時(shí)速度方向豎直向下;M在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng),剛離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為N剛離開電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能的1.5倍。不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g。求:
(1)M與N在電場(chǎng)中沿水平方向的位移之比;
(2)A點(diǎn)距電場(chǎng)上邊界的高度;
(3)該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。
專題能力訓(xùn)練8 電場(chǎng)性質(zhì)
及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1.D 2.C 3.A 4.B 5.A 6.D 7.ACD
8.AB
9.答案(1)T2U02q28d2m (2)3U0
解析(1)粒子在兩種不同電壓的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度分別為a1=U0qdm,a2=2U0qdm
經(jīng)過T2時(shí)粒子的速度v1=a1T2
t=T時(shí)刻粒子的速度
v2=v1-a2T2=a1T2-a2T2
=-TU0q2dm
t=T時(shí)刻粒子的動(dòng)能
Ek=12mv22=T2U02q28d2m。
(2)0~T2粒子的位移
x1=12a1T22
T2~T粒子的位移
xx=v1T2-12axT22
又v1=a1T2,x1=-xx
解得ax=3a1
因?yàn)閍1=U0qdm,ax=Uxqdm
解得Ux=3U0。
10.答案(1)4 V (2)2.67×102 V/m
(3)2.4×1011 C/kg
解析(1)設(shè)C處的電勢(shì)為φC
因?yàn)镺C=CA
所以φO-φC=φC-φA
φC=φO+φA2=0+82V=4V。
(2)BC連線為等勢(shì)線,電場(chǎng)強(qiáng)度方向與等勢(shì)線BC垂直
設(shè)∠OBC=θ,OB=l=3cm
由tanθ=OCl=33,得θ=60°
由U=Ed,得E=Ud=UBOLsinθ
=43×32×10-2V/m
=2.67×102V/m。
(3)因?yàn)閹щ娏W幼鲱惼綊佭\(yùn)動(dòng),
所以lcosθ=vtlsinθ=12·qEmt2
聯(lián)立解得qm=2v2sinθElcos2θ
=2×(4×105)2×3283×102×3×10-2×14C/kg
=2.4×1011C/kg
所以帶電粒子的比荷為2.4×1011C/kg。
11.答案(1)3∶1 (2)13h (3)mg2q
解析(1)設(shè)小球M、N在A點(diǎn)水平射出時(shí)的初速度大小為v0,則它們進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的水平速度仍然為v0。M、N在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t相等,電場(chǎng)力作用下產(chǎn)生的加速度沿水平方向,大小均為a,在電場(chǎng)中沿水平方向的位移分別為x1和x2。由題給條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
v0-at=0 ①
x1=v0t+12at2 ②
x2=v0t-12at2 ③
聯(lián)立①②③式得x1∶x2=3∶1。 ④
(2)設(shè)A點(diǎn)距電場(chǎng)上邊界的高度為hA,小球下落hA時(shí)在豎直方向的分速度為vy,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
vy2=2ghA ⑤
h=vyt+12gt2 ⑥
M進(jìn)入電場(chǎng)后做直線運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系知
v0vy=x1h ⑦
聯(lián)立①②⑤⑥⑦式可得hA=13h ⑧
(3)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,小球M進(jìn)入電場(chǎng)后做直線運(yùn)動(dòng),則
v0vy=qEmg ⑨
設(shè)M、N離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1、Ek2,由動(dòng)能定理得
Ek1=12m(v02+vy2)+mgh+qEx1
Ek2=12m(v02+vy2)+mgh-qEx2
由已知條件Ek1=1.5Ek2
聯(lián)立④⑤⑦⑧⑨⑩式得E=mg2q。
6
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