《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 3-7 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)真題對(duì)點(diǎn)練(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 3-7 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)真題對(duì)點(diǎn)練(含解析)(8頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1.(2018年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)如圖3—7—14所示,三個(gè)固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm.小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線.設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k,則( )
圖3—7—14
A.a(chǎn)、b的電荷同號(hào),k=
B.a(chǎn)、b的電荷異號(hào),k=
C.a(chǎn)、b的電荷同號(hào),k=
D.a(chǎn)、b的電荷異號(hào),k=
解析:由于小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線,根據(jù)受力分析知,a、b的電荷異號(hào).
根據(jù)庫侖定律,
a對(duì)c的庫侖力為Fa=k0①
b對(duì)c的庫侖力為Fb=k0②
2、
設(shè)合力向左,如圖3—7—15所示,根據(jù)相似三角形,得
=③
聯(lián)立①②③式得k===.
圖3—7—15
答案:D
2.(2018年高考·課標(biāo)全國卷Ⅲ)(多選)如圖3—7—16所示,一平行板電容器連接在直流電源上,電容器的極板水平;兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號(hào)相反,使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近,與極板距離相等.現(xiàn)同時(shí)釋放a、b,它們由靜止開始運(yùn)動(dòng).在隨后的某時(shí)刻t,a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面.a(chǎn)、b間的相互作用和重力可忽略.下列說法正確的是( )
圖3—7—16
A.a(chǎn)的質(zhì)量比b的大
B.在t時(shí)刻,a的動(dòng)能比b的大
C.在t時(shí)刻,
3、a和b的電勢(shì)能相等
D.在t時(shí)刻,a和b的動(dòng)量大小相等
解析:經(jīng)時(shí)間t,a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面,則xa>xb,根據(jù)x=at2,得aa>ab,又由a=知,ma<mb,A錯(cuò);經(jīng)時(shí)間t到下半?yún)^(qū)域的同一水平面,則電場(chǎng)力做功Wa>W(wǎng)b,由動(dòng)能定理知,a的動(dòng)能比b的動(dòng)能大,B對(duì);a、b處在同一等勢(shì)面上,根據(jù)Ep=qφ,a、b的電勢(shì)能絕對(duì)值相等,符號(hào)相反,C錯(cuò);根據(jù)動(dòng)量定理Ft=p-p0,則經(jīng)過時(shí)間t,a、b的動(dòng)量大小相等,D對(duì).
答案:BD
3.(2018年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)(多選)如圖3—7—17所示,同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向與此平面平行,M
4、為a、c連線的中點(diǎn),N為b、d連線的中點(diǎn).一電荷量為q(q>0)的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),其電勢(shì)能減小W1;若該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),其電勢(shì)能減小W2.下列說法正確的是( )
圖3—7—17
A.此勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定與a、b兩點(diǎn)連線平行
B.若該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),則電場(chǎng)力做功一定為
C.若c、d之間的距離為L(zhǎng),則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小一定為
D.若W1=W2,則a、M兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差一定等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差
解析:結(jié)合題意,只能判定Uab>0、Ucd>0,但電場(chǎng)方向不能得出,A錯(cuò)誤;根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化量的關(guān)系有W1=q(φa-φb)①,W2=q(φc-φd)②,
5、WMN=q(φM-φN)③,根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中“同一條直線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與兩點(diǎn)間的距離成正比”的規(guī)律可知,UaM=UMc,即φa-φM=φM-φc,可得φM=④,同理可得φN=⑤,聯(lián)立①②③④⑤式可得WMN=,B正確;電場(chǎng)強(qiáng)度的方向只有沿c→d時(shí),場(chǎng)強(qiáng)E=,但本題中電場(chǎng)方向未知,C錯(cuò)誤;若W1=W2,則φa-φb=φc-φd,結(jié)合④⑤兩式可推出φa-φM=φb-φN,D正確.
答案:BD
4.(2017年高考·課標(biāo)全國卷Ⅰ)(多選)在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,任一點(diǎn)的電勢(shì)φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖3—7—18所示.電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec和Ed.點(diǎn)a
6、到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)φa已在圖中用坐標(biāo)(ra,φa)標(biāo)出,其余類推.現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過程中,電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項(xiàng)正確的是( )
圖3—7—18
A.Ea∶Eb=4∶1 B.Ec∶Ed=2∶1
C.Wab∶Wbc=3∶1 D.Wbc∶Wcd=1∶3
解析:設(shè)點(diǎn)電荷的電荷量為Q,根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=k,ra∶rb=1∶2,rc∶rd=3∶6,可知,Ea∶Eb=4∶1,Ec∶Ed=4∶1,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)做的功Wab=q(φ
7、a-φb)=3q(J),試探電荷由b點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)做的功Wbc=q(φb-φc)=q(J),試探電荷由c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)做的功Wcd=q(φc-φd)=q(J),由此可知,Wab∶Wbc=3∶1,Wbc∶Wcd=1∶1,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.
答案:AC
5.(2017年高考·課標(biāo)全國卷Ⅲ)(多選)一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖3—7—19所示,三點(diǎn)的電勢(shì)分別為10 V、17 V、26 V.下列說法正確的是( )
圖3—7—19
A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2.5 V/cm
B.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為1 V
C.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的低7 eV
D.電子
8、從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功為9 eV
解析:ac垂直于bc,沿ca和cb兩方向的場(chǎng)強(qiáng)分量大小分別為E1==2 V/m、E2==1.5 V/cm,根據(jù)矢量合成可知E=2.5 V/cm,A項(xiàng)正確;根據(jù)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中平行線上等距同向的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相等,有φO-φa=φb-φc,得φO=1 V,B項(xiàng)正確;電子在a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)能分別為-10 eV、-17 eV和-26 eV,故電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的高7 eV,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做功W=(-17 eV)-(-26 eV)=9 eV,D項(xiàng)正確.
答案:ABD
6.(2019年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)(多選)靜電場(chǎng)中,一帶
9、電粒子僅在電場(chǎng)力的作用下自M點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),N為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的另外一點(diǎn),則( )
A.運(yùn)動(dòng)過程中,粒子的速度大小可能先增大后減小
B.在M、N兩點(diǎn)間,粒子的軌跡一定與某條電場(chǎng)線重合
C.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能不低于其在N點(diǎn)的電勢(shì)能
D.粒子在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向一定與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線平行
解析:A.若電場(chǎng)是由同種電荷形成,即由A點(diǎn)釋放負(fù)電荷,則先加速后減速,故A正確;B.若電場(chǎng)線為曲線,粒子軌跡不與電場(chǎng)線重合,故B錯(cuò)誤;C.由于N點(diǎn)速度大于等于零,故N點(diǎn)動(dòng)能大于等于M點(diǎn)動(dòng)能,由能量守恒可知,N點(diǎn)電勢(shì)能小于等于M點(diǎn)電勢(shì)能,故C正確;D.粒子可能做曲線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤.
圖3—
10、7—20
答案:AC
7.(2019年高考·課標(biāo)全國卷Ⅲ)(多選)如圖3—7—21所示,電荷量分別為q和-q(q>0)的點(diǎn)電荷固定在正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)上,a、b是正方體的另外兩個(gè)頂點(diǎn).則( )
圖3—7—21
A.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)電勢(shì)相等
B.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等
C.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同
D.將負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電勢(shì)能增加
解析:由幾何關(guān)系,
圖3—7—22
可知b的電勢(shì)高于a的電勢(shì),故A錯(cuò)誤,把負(fù)電荷從a移到b,電勢(shì)能減少,故D錯(cuò)誤;由對(duì)稱性和電場(chǎng)的疊加原理,可得出a、b的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向都相同,故B、C正確.
答案:BC
8.(2019
11、年高考·課標(biāo)全國卷Ⅱ)如圖3—7—23所示,兩金屬板P、Q水平放置,間距為d.兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G,P、Q、G的尺寸相同.G接地,P、Q的電勢(shì)均為φ(φ>0).質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置,以速度v0平行于紙面水平射入電場(chǎng),重力忽略不計(jì).
圖3—7—23
(1)求粒子第一次穿過G時(shí)的動(dòng)能,以及它從射入電場(chǎng)至此時(shí)在水平方向上的位移大??;
(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場(chǎng),則金屬板的長(zhǎng)度最短應(yīng)為多少?
解:(1)PG、QG間場(chǎng)強(qiáng)方向相反大小相等,均為E,粒子在PG間所受電場(chǎng)力F的方向豎直向下,設(shè)粒子的加速度大小為a,有E==①
E=,F(xiàn)=qE=ma②
設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)動(dòng)能為Ek,由動(dòng)能定理有
qEh=Ek-mv02③
設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)所用時(shí)間為t,粒子在水平方向的位移為l,則有h=at2,?、?
l=v0t⑤
聯(lián)立①②③④⑤式解得Ek=mv02+qh,⑥
l=v0?、?
(2)設(shè)粒子穿過G一次就從電場(chǎng)的右側(cè)飛出,則金屬板的長(zhǎng)度最短,由對(duì)稱性知,此時(shí)金屬板的長(zhǎng)度L為L(zhǎng)=2l=2v0 ⑧
- 8 -