2022年高三二輪復(fù)習(xí)物理專題通關(guān) 課時(shí)鞏固過關(guān)練（八） 電場(chǎng)和磁場(chǎng)4.8 Word版含答案

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2、) A.,沿y軸正向 B.,沿y軸負(fù)向 C.,沿y軸正向 D.,沿y軸負(fù)向 【解析】選B。由于對(duì)稱性,M、N兩處的負(fù)電荷在G、H處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,等于在O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E1=,正點(diǎn)電荷放在G處時(shí),它在H處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E2=,所以,H處的合場(chǎng)強(qiáng)E=E1-E2=,B正確。 2.一平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)極板接地。兩板間有一個(gè)正試探電荷固定在P點(diǎn),如圖所示,以C表示電容器的電容、E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)、φ表示P點(diǎn)的電勢(shì)、W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,若正極板保持不動(dòng),將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離l0的過程中,各物理量與負(fù)極板移動(dòng)距離x的關(guān)系圖像中正確的是 (　　)

3、 【解析】選C。由平行板電容器的電容C=可知A錯(cuò)誤;在電容器兩極板所帶電荷量一定的情況下,U=,E==,與d無關(guān),B錯(cuò)誤;在負(fù)極板接地的情況下,φ=φ0-El0,C正確;正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能W=qφ=q(φ0-El0),D錯(cuò)誤。 3.(xx·樂山二模)相距很近的一對(duì)帶等量異號(hào)電荷的平行金屬板,它們之間的電場(chǎng)除邊緣外,可看作勻強(qiáng)電場(chǎng),其電場(chǎng)線分布如圖所示。一個(gè)帶電粒子沿圖中軌跡穿過該電場(chǎng),則從a運(yùn)動(dòng)到d的過程中(　　) A.粒子的速度一直在增大 B.粒子的電勢(shì)能一直在減小 C.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在d點(diǎn)低 D.粒子的加速度先變大再不變后變小 【解析】選D。由于電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)

4、線的切線的方向相同,從圖中可以看出粒子在a點(diǎn)時(shí)速度的方向與電場(chǎng)線的方向之間的夾角大于90度,所以在a點(diǎn)附近,電場(chǎng)力做負(fù)功,所以粒子的動(dòng)能先減小,A錯(cuò)誤;在a點(diǎn)附近,電場(chǎng)力做負(fù)功,根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系知粒子的電勢(shì)能在a點(diǎn)附近先增大,B錯(cuò)誤;從圖中可得,a點(diǎn)位于所在電場(chǎng)線的接近中點(diǎn)的地方,而d點(diǎn)離負(fù)極板更近一些,所以a點(diǎn)的電勢(shì)一定高于d點(diǎn)的電勢(shì),正電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在d點(diǎn)的電勢(shì)能,C錯(cuò)誤;電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,從圖中可知,b點(diǎn)附近的電場(chǎng)線最密,所以b點(diǎn)附近的場(chǎng)強(qiáng)最大,大于a點(diǎn)和d點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),所以粒子在a到d的過程中,受到的電場(chǎng)力先增大再不變,后減小,根據(jù)牛頓第二定律,粒子的加速度先

5、增大再不變,后減小,D正確。 【總結(jié)提升】電勢(shì)能大小及其變化分析的兩個(gè)思路 (1)做功角度：根據(jù)靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系分析、判斷帶電粒子電勢(shì)能及其變化。靜電力做正功,粒子的電勢(shì)能減少,靜電力做負(fù)功,則粒子的電勢(shì)能增加。 (2)轉(zhuǎn)化角度：只有靜電力做功時(shí),電勢(shì)能與動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加,動(dòng)能增大,電勢(shì)能減少。 4.(xx·麗水二模)兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn),兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)均為零,ND段中的C點(diǎn)電勢(shì)最高,則(　　) A.N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零 B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零 C.NC間

6、場(chǎng)強(qiáng)方向向x軸正方向 D.將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功 【解析】選D。φ-x圖像的斜率等于電場(chǎng)強(qiáng)度E,圖線在A、N兩點(diǎn)處的斜率都不等于0,則知N、A兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)均不為零,A、B錯(cuò)誤;從N點(diǎn)到C點(diǎn)各點(diǎn)電勢(shì)逐漸增大,說明這是逆著電場(chǎng)線方向,即NC間場(chǎng)強(qiáng)方向從C指向N,即指向x軸負(fù)方向,C錯(cuò)誤;將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn),電勢(shì)先增大后減小,電勢(shì)能先減小后增大,所以電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功,D正確。故選D。 5.(xx·天津高考改編)如圖所示,氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)E1,之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2發(fā)生偏轉(zhuǎn),最后打在屏上。

7、整個(gè)裝置處于真空中,不計(jì)粒子重力及其相互作用,那么(　　) A.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2對(duì)三種粒子做功一樣多 B.三種粒子打到屏上時(shí)速度一樣大 C.三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同 D.三種粒子一定不能打到屏上的同一位置 【解析】選A。設(shè)粒子質(zhì)量為m,電量為q,經(jīng)過加速電場(chǎng)U1q=m,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)位移y1=()2,解得y1=,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)粒子做功W2=qE2y1=,由于三種粒子電量相同,則偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功一樣多,故選項(xiàng)A正確;從開始無初速度進(jìn)入電場(chǎng)到打到屏上的過程中,由動(dòng)能定理有U1q+W2=mv2,解得v=,則三種粒子打到屏上的速度不一樣,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在加速電場(chǎng)中有l(wèi)=a1=,解得t

8、1=,從進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)到粒子打到屏上所用時(shí)間t2+t3====(L+l′),則三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間t=t1+t2+t3=+(L+l′),由于三種粒子質(zhì)量不同,所以三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間不同,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;粒子離開電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng),y2=v⊥t3 =a2t2t3=··===,則y=y1+y2=+y2=+,所以三種粒子一定打到屏上的同一位置,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 6.(xx·海南高考)如圖,兩電荷量分別為Q(Q>0)和-Q的點(diǎn)電荷對(duì)稱地放置在x軸上原點(diǎn)O的兩側(cè),a點(diǎn)位于x軸上O點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q之間,b點(diǎn)位于y軸O點(diǎn)上方。取無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零。下列說法正確的是(　　) A.b點(diǎn)電勢(shì)為零,電場(chǎng)

9、強(qiáng)度也為零 B.正的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于零,所受電場(chǎng)力方向向右 C.將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn),必須克服電場(chǎng)力做功 D.將同一正的試探電荷先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn),后者電勢(shì)能的變化較大 【解析】選B、C。因?yàn)榈攘慨惙N電荷在其連線的中垂線為等勢(shì)線,因?yàn)橹写咕€延伸到無窮遠(yuǎn)處,所以中垂線的電勢(shì)為零,故b點(diǎn)的電勢(shì)為零,但是電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,A錯(cuò)誤;等量異種電荷連線上,電場(chǎng)方向由正電荷指向負(fù)電荷,方向水平向右,在中點(diǎn)O處電勢(shì)為零,O點(diǎn)左側(cè)電勢(shì)為正,右側(cè)電勢(shì)為負(fù),又知道正電荷在正電勢(shì)處電勢(shì)能為正,故B正確;O點(diǎn)的電勢(shì)低于a點(diǎn)的電勢(shì),將正的試探電荷從O點(diǎn)移到a點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,所以必須克服電場(chǎng)

10、力做功,C正確;O點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)相等,所以先后從O、b兩點(diǎn)移到a點(diǎn),電場(chǎng)力做功相等,電勢(shì)能變化相同,D錯(cuò)誤。故選B、C。 【加固訓(xùn)練】(xx·吉林一模)如圖所示,實(shí)線表示一正點(diǎn)電荷和金屬板間的電場(chǎng)分布圖線,虛線為一帶電粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡,帶電的粒子只受電場(chǎng)力的作用。那么下列說法正確的是(　　) A.帶電粒子從P到Q過程中動(dòng)能逐漸增大 B.P點(diǎn)電勢(shì)比Q點(diǎn)電勢(shì)高 C.帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能大于在Q點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能 D.帶電粒子的加速度逐漸變大 【解析】選B。由粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡可以判斷,粒子受到的電場(chǎng)力為引力的作用,帶電粒子從P到Q過程中電場(chǎng)力做負(fù)功,粒子的動(dòng)能逐漸減小,

11、A錯(cuò)誤;沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低,所以P點(diǎn)電勢(shì)比Q點(diǎn)電勢(shì)高,B正確;粒子受到的電場(chǎng)力為引力的作用,帶電粒子從P到Q過程中電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,C錯(cuò)誤;電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大,電場(chǎng)線疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度小,所以粒子在P點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力大,所以帶電粒子的加速度逐漸減小,D錯(cuò)誤。 7.(xx·哈爾濱一模)如圖所示,兩塊相互靠近彼此絕緣的平行金屬板組成平行板電容器,極板N與靜電計(jì)金屬球相連,極板M和靜電計(jì)的外殼均接地。用靜電計(jì)測(cè)量平行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U。在兩板相距為d時(shí),給電容器充電,靜電計(jì)指針張開一定角度。在與外界絕緣的情況下保持電容器的帶電量Q不變,下面的操作中將使靜電計(jì)指針張角變小的是(　

12、　) A.僅將M板向下平移 B.僅將M板向左平移 C.僅在M、N之間插入云母板(相對(duì)介電常數(shù)大于1) D.僅在M、N之間插入金屬板,且不和M、N接觸 【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)靜電計(jì)指針張角變小的原因是平行板電容器兩極板間的電壓減小。 (2)M、N之間插入云母板改變的是極板間的電介質(zhì)。 (3)M、N之間插入金屬板改變的是極板間的距離。 【解析】選C、D。僅將M板向下平移,兩極板正對(duì)面積減小,由C=可知,電容減小,而電容器的電荷量不變,由C=得知,板間電壓增大,靜電計(jì)指針張角變大,A錯(cuò)誤;僅將M板向左平移,板間距離增大,由C=可知,電容減小,而電容器的電荷量不

13、變,由C=得知,板間電壓增大,靜電計(jì)指針張角變大,B錯(cuò)誤;僅在M、N之間插入云母板,由C=可知,電容增大,而電容器的電荷量不變,由C=得知,板間電壓減小,靜電計(jì)指針張角變小,C正確;僅在M、N之間插入金屬板,板間距離減小,由C=可知,電容增大,而電容器的電荷量不變,由C=得知,板間電壓減小,靜電計(jì)指針張角變小,故D正確。 8.如圖所示,兩平行正對(duì)的金屬板A、B間的電勢(shì)差UAB=U0,A板電勢(shì)高于B板電勢(shì),極板長度為L,板間距離為d,一重力可忽略不計(jì)的帶電粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,粒子在兩板中心連線上且距離A板處的P點(diǎn)釋放時(shí)獲得平行于金屬板向上的速度v0,則該粒子不打到金屬板A、B上的條件是(

14、　　) A.若粒子帶正電,v0必須大于 B.若粒子帶正電,U0必須小于 C.若粒子帶負(fù)電,v0必須大于 D.若粒子帶負(fù)電,U0必須小于 【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)。 (2)粒子帶電性質(zhì)不同,偏轉(zhuǎn)方向不同,偏轉(zhuǎn)位移不同。 【解析】選B、C。因?yàn)槌跛俣确较蚺c電場(chǎng)方向垂直,故帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)帶電粒子帶正電時(shí),由于電場(chǎng)力垂直于金屬板指向B板,=v0t,··t2,A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)帶電粒子帶負(fù)電時(shí),由于電場(chǎng)力垂直于金屬板指向A板,=v0t,··t2

15、<或者v0>,C正確,D錯(cuò)誤。 二、計(jì)算題(本大題共2小題,共36分。需寫出規(guī)范的解題步驟) 9.(16分)(xx·安徽高考)在xOy平面內(nèi),有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E(圖中未畫出),由A點(diǎn)斜射出一質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子,B和C是粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn),如圖所示,其中l(wèi)0為常數(shù)。粒子所受重力忽略不計(jì),求： (1)粒子從A到C過程中電場(chǎng)力對(duì)它做的功。 (2)粒子從A到C過程所經(jīng)歷的時(shí)間。 (3)粒子經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速率。 【解題指導(dǎo)】解答本題時(shí)應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)行分析： (1)粒子射出后做類斜拋運(yùn)動(dòng),沿x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿y軸方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)由于粒子由

16、A到最高點(diǎn)、最高點(diǎn)到B、B到C沿x軸的距離相同,所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同。 (3)C點(diǎn)速度為沿x軸和y軸速度的矢量和。 【解析】(1)WAC=qE(yA-yC)=3qEl0　 (2分) (2)根據(jù)拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),粒子在x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),由對(duì) 稱性可知軌跡最高點(diǎn)D在y軸上,可令tAD=tDB=T,則tBC=T　 (1分) 由qE=ma得a= (2分) 又yD=aT2,　 (2分) yD+3l0=a(2T)2　 (2分) 解得T=　 (1分) 則A→C過程所經(jīng)

17、歷的時(shí)間t=3　 (1分) (3)粒子在DC段做類平拋運(yùn)動(dòng),于是有 2l0=vCx·2T,　 (2分) vCy=a·2T　 (1分) vC=　 (1分) 解得：vC=　 (1分) 答案：(1)3qEl0　(2)3　(3) 10.(20分)如圖甲所示,水平放置的平行金屬板A和B的距離為d,它們的右端安放著垂直于金屬板的靶MN,現(xiàn)在A、B板上加上如圖乙所示的方波形電壓,電壓的正向值為U0,反向電壓值為,且每隔變向1次?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子束從

18、AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板的方向OO′射入,設(shè)粒子能全部打在靶上,而且所有粒子在A、B間的飛行時(shí)間均為T。不計(jì)重力的影響,試求： (1)定性分析在t=0時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子,在垂直于金屬板的方向上的運(yùn)動(dòng)情況。 (2)在距靶MN的中心O′點(diǎn)多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)有粒子擊中? (3)要使粒子能全部打在靶MN上,電壓U0的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件?(寫出U0、m、d、q、T的關(guān)系式即可) 【解析】(1)0～時(shí)間內(nèi),帶正電的粒子受到向下的電場(chǎng)力而向下做加速運(yùn)動(dòng),在～T時(shí)間內(nèi),粒子受到向上的電場(chǎng)力而向下做減速運(yùn)動(dòng)?！? (2分) (2)當(dāng)粒子在0、T、2T…nT(n=0,1,2…)時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)中時(shí),粒子

19、將打在O′點(diǎn)下方最遠(yuǎn)點(diǎn),在前時(shí)間內(nèi),粒子豎直向下的位移： y1=a1()2=　 (2分) 在后時(shí)間內(nèi),粒子豎直向下的位移： y2=v-a2()2　 (2分) 其中：v=a1=　 (1分) a2=　 (1分) 解得：y2=　 (1分) 故粒子打在距O′點(diǎn)正下方的最大位移： y=y1+y2=　 (1分) 當(dāng)粒子在、…(n=0,1,2…)時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),將打在O′點(diǎn)上方最遠(yuǎn)點(diǎn),在前時(shí)間內(nèi),粒子豎直向上的位移

20、： y′1=a1′()2=　 (1分) 在后時(shí)間內(nèi),粒子豎直向上的位移： y2′=v′-a2′()2　 (1分) 其中：v′=a1′=　 (1分) a2′=　 (1分) 解得：y2′=0　 (1分) 故粒子打在距O′點(diǎn)正上方的最大位移： y′=y1′+y2′=　 (1分) 擊中的范圍在O′以下到O′以上　 (1分) (3)要使粒子能全部打在靶上,需有： <　 (2分)

21、 解得：U0< 　 (1分) 答案：(1)見解析　(2)O′以下到O′以上 (3)U0< 【加固訓(xùn)練】如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,其帶電量為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? 【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=,a2= 經(jīng)過時(shí)粒子的速度：v1=a1 t=T時(shí)刻粒子的速度： v2=v1-a2=a1-a2=- t=T時(shí)刻粒子的動(dòng)能：Ek=m= (2)0～內(nèi)粒子的位移：x1=a1()2 ～T內(nèi)粒子的位移：xx=v1-ax()2 又v1=a1,x1=-xx 解得：ax=3a1,因?yàn)閍1=,ax=,解得：Ux=3U0 答案：(1)　(2)3U0 關(guān)閉Word文檔返回原板塊