《2020届高考物理艺考生大二轮总复习上篇专题三电场和磁场第1讲电场及带电粒子在电场中的运动课时作业.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理艺考生大二轮总复习上篇专题三电场和磁场第1讲电场及带电粒子在电场中的运动课时作业.pdf（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 1 第 1 讲 电场及带电粒子在电场中的运动 A 级 对点练 题组一 电场的性质 1 如图所示 实线表示电场线 虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹 粒子 先经过M点 再经过N点 下列说法中正确的有 A 粒子带负电 B 粒子在M点的动能大于在N点的动能 C 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 D 粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 解析 C 由粒子的运动轨迹和电场线的方向可判断粒子带正电 A错 粒子从M向N运 动 相当于顺着电场线方向运动 粒子又是带正电 则电场力做正功 电势能减小 可得EpM EpN 再由动能定理知 EkM EkN B错 C对 由电场线密的地方场强大 可知
2、EM EN 又F电 qE 则FN FM D错 2 2020 江西模拟 在电场中 以O为原点 沿电场方向建立坐标轴r 将带正电的试 探电荷放入电场中 其电势能EP随r变化的关系如图所示 其中r2对应图线与横轴的交点 r0对应图线的最低点 若电荷只受电场力的作用 则下列说法正确的是 A 从r2处静止释放电荷 电荷将保持静止 B 从r1处静止释放电荷 电荷始终向r正方向运动 C 从r0处静止释放电荷 电荷将先向r负方向运动 D 从r3处静止释放电荷 电荷将始终向r负方向运动 解析 D 根据电势能EP q 可知 电势与图中电势能曲线趋势一致 根据沿着电场线 电势降低可知 从r1到r0 电场方向向r正方
3、向 在r0处电场强度为零 在r0到无穷远 电 场方向向r负方向 所以 从r1 r2处释放电荷 电荷先向r正方向运动 从r0处释放电荷 电荷将保持静止 从r3处释放电荷 电荷将先向r负方向运动 故D正确 A B C错误 3 在真空中A B两点分别放有异种点电荷 Q和 2Q 以A B连线中点O为圆心作一 圆形路径acbd 如图所示 则下列说法正确的是 A 场强大小关系有Ea Eb Ec Ed B 电势高低关系有 a b c d C 将一负点电荷沿圆弧由a运动到b的过程中电场力做正功 2 D 将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能始终不变 解析 C 对比等量异种点电荷的电场分布可知 题图中场强
4、大小关系有Eb Ea Ec Ed A项错误 由沿着电场线方向电势逐渐降低可知 a b 再由对称性可知 c d B项错 误 因 a b 将一负点电荷沿圆弧由a运动到b的过程中电场力做正功 C项正确 因沿 直线由c到d过程中电势先升高再降低 所以将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电 势能先增大后减小 D项错误 4 多选 如图所示 正方形ABCD的 4 个顶点各固定一个点电荷 所带电荷量分别为 q q q q E F O分别为AB BC及AC的中点 下列说法正确的是 A E点电势低于F点电势 B F点电势等于E点电势 C E点电场强度与F点电场强度相同 D F点电场强度大于O点电场强度 解析 B
5、D 根据对称性可知 E F两点电势相等 则A项错误 B项正确 根据对称性 及场强的叠加原理可知 E点和F点电场强度大小相等而方向不同 O点的电场强度为零 F 点的电场强度大于零 则C项错误 D项正确 5 多选 如图所示 在两等量异种点电荷连线上有c O f三点 虚线所在的曲线M L K分别表示过c O f三点的等势面 一不计重力的带负电粒子 从a点射入电场 只在电场 力作用下沿abcde运动 其轨迹关于两点电荷连线对称 如图中实线所示 a b c d e为 轨迹与各等势面的交点 则下列说法中正确的有 A 各等势线的电势大小关系为 K L M B a点与b点的电场强度相同 C 粒子在a点与e点的
6、加速度大小相等 D 粒子在c点的电势能大于在e点的电势能 解析 ACD 由曲线运动的特点可以知道粒子在c点受到向左的电场力 又因为粒子带 负电 可知过c点的电场线方向向右 根据等量异种点电荷电场的特点知正点电荷在虚线K 的左边 负点电荷在虚线M的右边 因此 K L M 选项 A正确 a点与b点的电场强度 大小不一定相等 而且方向不同 选项B错误 a点与e点的电场强度大小相等 粒子在这两 点所受电场力大小相等 所以加速度大小相等 选项C正确 粒子从c点到e点 电场力做 正功 故粒子在c点的电势能大于在e点的电势能 选项D正确 题组二 与电容器有关的电场问题 6 研究与平行板电容器电容有关因素的实
7、验装置如图所示 下列说法正确的是 3 A 实验前 只用带电玻璃棒与电容器a板接触 能使电容器带电 B 实验中 只将电容器b板向上平移 静电计指针的张角变小 C 实验中 只在极板间插入有机玻璃板 静电计指针的张角变大 D 实验中 只增加极板带电量 静电计指针的张角变大 表明电容增大 解析 A 带电玻璃棒接触a板 a板会带上同种电荷 同时b板上会感应出异种电荷 故 A 正确 静电计指针张角反映电容器两板间电压 将b板上移 正对面积S减小 电容C 减小 板间电压U增大 故指针张角变大 B错 插入有机玻璃板 相对介电常数 r增大 电容C增大 板间电压U减小 指针张角变小 C错 只增加极板带电量Q 板间
8、电压U增大 但电容保持不变 故D错 7 2020 河北衡水中学高考模拟 多选 如图所示 A B为平行板电容器的金属板 G 为静电计 开始时开关S闭合 静电计指针张开一定角度 下述结论正确的是 A 若保持开关S闭合 将A B两极板靠近些 指针张开角度将变小 B 若保持开关S闭合 将A B两极板正对面积变小些 指针张开角度将不变 C 若断开开关S后 将A B两极板靠近些 指针张开角度将变小 D 若断开开关S后 将A B两极板正对面积变小些 指针张开角度将变大 解析 BCD 保持开关闭合 电容器两端的电势差不变 静电计测量的是电容器两端的 电势差 所以指针张角不变 故A 错误 B 正确 断开开关 电
9、容器带电荷量不变 将A B 靠近一些 则d减小 根据C rS 4 kd知 电容增大 根据 C Q U 知 电势差减小 指针张角减 小 故 C正确 断开开关 电容器带电荷量不变 将A B正对面积变小些 根据C rS 4 kd知 电容减小 根据C Q U 知 电势差增大 指针张角增大 故D正确 题组三 带电粒子在电场中的运动 8 2020 湖南郴州质检一 2 a b两离子从平行板电容器两板间P处垂直电场入射 运动轨迹如图 若a b的偏转时间相同 则a b一定相同的物理量是 A 比荷B 入射速度 C 入射动能D 入射动量 解析 A 离子在电场中做类平抛运动 垂直板方向做匀加速直线运动 偏转时间相同
10、偏转量相同 y 1 2at 2 1 2 Uq dm t 2 两板间电压 距离 运动时间相等 则 a b一定相同的 物理量是比荷 故A正确 9 2019 安徽江南十校联考 18 空间存在水平向右的匀强电场 方向与x轴平行 一 4 个质量为m 带负电的小球 带电荷量为q 从坐标原点以v0 10 m s 的初速度斜向上抛出 且初速度v0与x轴正方向夹角 37 如图所示 经过一段时间后到达最高点 此时速度 大小也是10 m s 则该小球在最高点的位置坐标是 sin 37 0 6 cos 37 0 8 g取 10 m s 2 A 0 6 m 1 8 m B 0 6 m 1 8 m C 5 4 m 1 8
11、 m D 0 6 m 1 08 m 解析 B 带电小球受重力和水平向左的电场力作用 把带电小球的运动分解成沿x轴 方向初速度为v0cos 37 的匀减速直线运动 沿y轴方向初速度为v0sin 37 的竖直上抛运 动 当沿y轴方向速度减小为0 时小球达到最高点 故有y v0sin 37 2 2g 1 8 m t v0sin 37 g 0 6 s x v0cos 37 vt 2 t 0 6 m 故 B选项正确 10 2019 天津理综 3 如图所示 在水平向右的匀强电场中 质量为m的带电小球 以初速度v从M点竖直向上运动 通过N点时 速度大小为2v 方向与电场方向相反 则小 球从M运动到N的过程
12、A 动能增加 1 2mv 2 B 机械能增加2mv 2 C 重力势能增加 3 2mv 2 D 电势能增加2mv 2 解析 B 小球从M点运动到N点的过程 可分解为水平方向上的匀加速直线运动和竖 直方向上的匀减速直线运动 竖直方向上 运动时间t v g 上升高度 h v 2 2g 水平方向上 2v at a F 电 m 所以 F电 2mg 水平位移x vt 2v 2 t v 2 g 从M到N 动能增量 Ek 1 2 m 2v 2 1 2mv 2 3 2mv 2 A错 重力势能增量 Ep mgh 1 2mv 2 C 错 电势能增量 EP 电 W 电 F电 x 2mv 2 故 D错 机械能增量 E机
13、 Ek Ep 2mv 2 B正确 B 级 综合练 11 2020 河北衡水中学高考模拟 多选 如图所示 匀强电场场强大小为E 方向与水 平方向夹角为 45 场中有一质量为m 电荷量为q的带电小球 用长为L的细线 悬挂于O点 当小球静止时 细线恰好水平 现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最 低点 小球电荷量不变 则在此过程中 5 A 外力所做的功为 mgL tan B 带电小球的电势能增加qEL sin cos C 带电小球的电势能增加 2mgL tan D 外力所做的功为mgLtan 解析 AB 小球在水平位置静止 由共点力的平衡可知 F电sin mg 则F电 Eq mg sin 小球从初
14、始位置移到最低点时 电场力所做的功 W电 EqL cos sin Ep 故 B正确 C错误 由动能定理可知 W外 W电 WG 0 W外 W电 WG EqL cos sin mgL mgL tan 故 A正确 D错误 故选 A B 12 多选 如图所示 两个带等量正电的点电荷分别位于x轴上的P Q两点 其位置关 于坐标原点O对称 圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆 c点为半圆与y轴的交点 a b 两点为一平行于x轴的直线与半圆的交点 下列说法正确的是 A a b两点的场强相同 B a b两点的电势相同 C 将一个正电荷q沿着圆弧从a点经c点移到b点 电势能先增加后减小 D 将一个正电荷q放在半圆上
15、任一点 两电荷对q的作用力大小分别是F1 F2 则 1 F1 1 F2 为一定值 解析 BD 等量同种正电荷电场线和等势面的分布图如图所示 电场强度的方向沿电场 线的切线方向 由图可以知道 a b两点的场强大小相等 方向不同 则场强不同 故A 错 误 根据等量同种正电荷的电场分布的对称性知 a点的电势等于b点的电势 故B正确 将 一个正电荷q沿着圆弧从a点经c点移到b点 电场力先做正功后做负功 故电势能先减小 后增加 故C错误 设半圆直径为d 将一个正电荷q放在半圆上任一点 设该点到P的距离 为r1 到Q的距离为r2 两等量点电荷的电荷量均为Q 由勾股定理得r 2 1 r 2 2 d 2 两电
16、荷对 q的作用力大小分别是F1 F2 由库仑定律得F1 kQq r 2 1 F2 kQq r 2 2 所以 1 F1 1 F2 r 2 1 r 2 2 kQq d 2 kQq 为 定值 故D正确 13 如图甲所示 两水平金属板A B间的距离为d 极板长为l A B右端有一竖直放 置的荧光屏 荧光屏距A B右端的距离为0 71l A B两板间加上如图乙所示的方波形电压 电压的正向值为U0 反向值也为U0 A B间的电场可看作匀强电场 且两板外无电场 现有 6 质量为m 电荷量为e 重力不计 的电子束 以速度v0沿A B两板间的中心线OO 射入两板 间的偏转电场 所有电子均能通过偏转电场 最后打在荧屏上 1 求电子通过偏转电场的时间t0 2 若UAB的周期T t0 求从OO 上方飞出偏转电场的电子在飞出时离OO 的最大距离 3 若UAB的周期T 2t0 求电子击中荧光屏上O 点时的速率 解析 1 电子在水平方向做匀速运动 v0t0 l 解得t0 l v0 2 当T t0时 t 0 时刻进入偏转电场的电子向上侧移距离最大 设最大距离为ym 加 速度大小为a 则 ym 2 1 2a t0 2
