2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題整合突破三 電場和磁場 第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動素能特訓(xùn)

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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題整合突破三 電場和磁場 第7講 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動素能特訓(xùn)一、選擇題(本題共8小題，每小題8分，共64分，其中15為單選題，68為多選題)1xx哈三中模擬空間某區(qū)域豎直平面內(nèi)存在電場，電場線分布如圖所示。一個質(zhì)量為m、電量為q，電性未知的小球在該電場中運(yùn)動，小球經(jīng)過A點時的速度大小為v1，方向水平向右，運(yùn)動至B點時的速度大小為v2。若A、B兩點之間的高度差為h，則以下判斷中正確的是()A.A、B兩點的電場強(qiáng)度和電勢大小關(guān)系為EAEB、Av1，則電場力一定做正功CA、B兩點間的電勢差為(vv2gh)D小球從A運(yùn)動到B點的過程中電場力做的功為mvmv答案C

2、解析由電場線的疏密分布知EAB，所以A錯誤。從A運(yùn)動到B對帶電小球應(yīng)用動能定理得：mghqUABmvmv，若v2v1，電場力也不一定做正功，B錯誤。由上式得UAB，C正確。小球從A到B合外力做功為mvmv，D錯誤。2xx山東模擬如圖甲所示，Q1、Q2為兩個被固定的點電荷，其中Q1帶負(fù)電，a、b兩點在它們連線的延長線上。現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子以一定的初速度沿直線從a點開始經(jīng)b點向遠(yuǎn)處運(yùn)動(粒子只受電場力作用)，粒子經(jīng)過a、b兩點時的速度分別為va、vb，其速度圖象如圖乙所示。以下說法中正確的是()AQ2一定帶負(fù)電BQ2的電量一定大于Q1的電量Cb點的電場強(qiáng)度一定為零D整個運(yùn)動過程中，粒子的電勢能先減

3、小后增大答案C解析Q1帶負(fù)電，運(yùn)動的粒子也帶負(fù)電，兩者之間為斥力，由vt圖知粒子從a運(yùn)動到b速度減小，所以Q2帶正電，故A錯誤。由vt圖知b點切線斜率為零，則b處電場強(qiáng)度為零，故C正確。b點右側(cè)粒子又開始加速，則b點右側(cè)電場強(qiáng)度方向向左，則Q1Q2，故B錯誤。整個過程中，粒子的動能由vt圖知先變小后變大，因只有電場力做功，粒子的動能與電勢能總和不變，則電勢能先增大后減小，故D錯誤。3xx煙臺一模一半徑為R的均勻帶電圓環(huán)，帶有正電荷。其軸線與x軸重合，環(huán)心位于坐標(biāo)原點O處，M、N為x軸上的兩點，則下列說法正確的是()A環(huán)心O處電場強(qiáng)度為零B沿x軸正方向從O點到無窮遠(yuǎn)處電場強(qiáng)度越來越小C沿x軸正方

4、向由M點到N點電勢越來越高D將一正試探電荷由M點移到N點，電荷的電勢能增加答案A解析由對稱性知，均勻帶電圓環(huán)環(huán)心O處電場強(qiáng)度為零，A選項正確。因O點電場強(qiáng)度為零，無窮遠(yuǎn)處電場強(qiáng)度也為零，所以沿x軸正方向從O點到無窮遠(yuǎn)電場強(qiáng)度先變大后變小，B選項錯誤。帶電圓環(huán)帶正電，沿電場線電勢降低，所以從M點到N點電勢越來越低，C選項錯誤。將正電荷從M點移到N點，電荷電勢能減小，D選項錯誤。4xx濟(jì)寧模擬地面附近處的電場的電場線如圖所示，其中一條方向豎直向下的電場線上有a、b兩點，高度差為h。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電微粒(其所帶電荷不影響原電場的分布)，從a點由靜止開始沿電場線運(yùn)動，到b點時速度為。下列說法

5、正確的是()A微粒從a點開始運(yùn)動到b點的過程中加速度一直增大B微粒從a點開始運(yùn)動到b點的過程中一定一直做加速運(yùn)動C若換成質(zhì)量為m、電荷量為2q的帶電微粒，從a點由靜止釋放，微粒將沿電場線在a、b兩點間來回運(yùn)動D若換成質(zhì)量為m、電荷量為2q的帶電微粒，從a點由靜止起沿電場線運(yùn)動到b點時的速度為答案C解析帶電微粒受電場力方向從b到a，重力方向由a到b，從靜止釋放，由牛頓第二定律得：mgEqma，由電場線疏密知Eamg則微粒不一定從a運(yùn)動到b一直加速，B選項錯誤。當(dāng)微粒電荷量為q時，由a到b的過程據(jù)動能定理得：mghqUabmv，把vb代入得電場力做功W1qUabmgh，當(dāng)微粒電荷量換成2q時，從a

6、運(yùn)動到b電場力做功W22qUabmgh，由動能定理得mgh2qUabmv2，得v0，所以C選項正確。當(dāng)換成電荷量為2q時，由動能定理得：mgh2qUabmv2，得v2，所以D錯誤。5xx蘭州實戰(zhàn)考試1913年，美國物理學(xué)家密立根設(shè)計了著名的油滴實驗，首先直接測定了基元電荷的量值。其模型簡化如圖，平行板電容器兩極板M、N相距d，兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接，極板M帶正電。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止?fàn)顟B(tài)，且此時極板帶電荷量與油滴帶電荷量的比值為k，則()A油滴帶正電B油滴帶電荷量為C電容器的電容為D將極板N向下緩慢移動一小段距離，油滴將向上運(yùn)動答案C解析帶電油滴在電場中受

7、重力與電場力處于靜止?fàn)顟B(tài)，故所受電場力方向豎直向上。M板帶正電，故油滴帶負(fù)電，A項錯；由平衡條件有：mgq，故q，B項錯；電容定義式為C，由題意得Qkq，解得：C，C項正確；電容器與電源保持連接，兩極板電勢差不變，N板下移，板間距離d增大，故場強(qiáng)減小，油滴所受電場力減小，故油滴將向下運(yùn)動，D項錯。6xx石家莊一模兩電荷量分別為q1和q2的點電荷固定在x軸上的O、M兩點，兩電荷連線上各點電勢隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點的電勢為零，ND段中C點電勢最高，下列說法不正確的是()A.q1為正電荷，q2為負(fù)電荷B|q1|q2|，選項A正確，選項B錯誤；在x圖象中，圖線的斜率大小等于場強(qiáng)E的大小

8、，C點是ND段的電勢最高點，該點切線水平，其斜率為0，故C點的電場強(qiáng)度為零，選項C正確；由Epq，帶負(fù)電的檢驗電荷從N點移到D點，電勢能先減小后增大，故電場力先做正功后做負(fù)功，選項D錯誤，本題不正確的選項為B、D。7xx洛陽二統(tǒng)如圖所示，勻強(qiáng)電場中的PAB平面平行于電場方向，C點為AB的中點，D點為PB的中點。將一個帶電粒子從P點移動到A點，電場力做功WPA1.6108 J；將該粒子從P點移動到B點，電場力做功WPB3.2108 J。則下列說法正確的是()A直線PC為等勢線B直線AD為等勢線C若將該粒子從B點移動到A點，電場力做功WBA1.6108 JD若將該粒子從P點移動到C點，電場力做功為

9、WPC2.4108 J答案BD解析由電勢差的定義式知UPA，UPB，因，所以，因D點為PB中點且為勻強(qiáng)電場，則UPDUPB，所以UPAUPD，則AD，AD為等勢線，故A錯誤，B正確。WBPWPB3.2108 J，WBAWBPWPA1.6108 J，所以C錯誤。因為C為AB中點且為勻強(qiáng)電場，WBCWBA0.8108 J，WPCWPBWBC2.4108 J，所以D正確。8xx武昌調(diào)研正對著并水平放置的兩平行金屬板連接在如圖電路中，板長為l，板間距為d，在距離板的右端2l處有一豎直放置的光屏M。D為理想二極管(即正向電阻為0，反向電阻無窮大)，R為滑動變阻器，R0為定值電阻。將滑片P置于滑動變阻器正

10、中間，閉合電鍵S，讓一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的質(zhì)點從兩板左端連線的中點N以水平速度v0射入板間，質(zhì)點未碰極板，最后垂直打在M屏上。在保持電鍵S閉合的情況下，下列分析或結(jié)論正確的是()A質(zhì)點在板間運(yùn)動的過程中與它從板的右端運(yùn)動到光屏的過程中速度變化相同B板間電場強(qiáng)度大小為C若僅將滑片P向下滑動一段后，再讓該質(zhì)點從N點以水平速度v0射入板間，質(zhì)點依然會垂直打在光屏上D若僅將兩平行板的間距變大一些，再讓該質(zhì)點從N點以水平速度v0射入板間，質(zhì)點依然會垂直打在光屏上答案BCD解析根據(jù)題設(shè)條件可知：帶電粒子在電場中受到豎直向上的電場力，加速度方向向上，離開電場后，加速度方向向下，故質(zhì)點在板間運(yùn)動的過程中與

11、它從板的右端運(yùn)動到光屏的過程中速度變化的方向相反，選項A錯誤；由于粒子垂直打在光屏上，故此段可看做反向的平拋運(yùn)動，在豎直方向上，由牛頓第二定律和速度公式可得：vg，解得：E，選項B正確；若僅將滑片P向下滑動一段后，電阻值減小，電容器的分壓減小，欲放電，因二極管的作用，電容器不能放電，故電容器板間電場不變，該質(zhì)點從N點以水平速度v0射入板間，質(zhì)點依然會垂直打在光屏上，選項C正確；若僅將兩平行板的間距變大一些，根據(jù)C，電容減小，欲放電，因二極管的作用，電容器不能放電，故電容器板間電場不變，該質(zhì)點從N點以水平速度v0射入板間，質(zhì)點依然會垂直打在光屏上，選項D正確。二、計算題(本題共2小題，共36分，

12、需寫出規(guī)范的解題步驟)9. xx課標(biāo)全國卷如圖，一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動，A、B為其運(yùn)動軌跡上的兩點。已知該粒子在A點的速度大小為v0，方向與電場方向的夾角為60；它運(yùn)動到B點時速度方向與電場方向的夾角為30。不計重力。求A、B兩點間的電勢差。答案解析設(shè)帶電粒子在B點的速度大小為vB，粒子在垂直于電場方向的速度分量不變，即vBsin30v0sin60由此得vBv0設(shè)A、B兩點間的電勢差為UAB，由動能定理得qUABm(vv)聯(lián)立式得UAB10xx衡水二模如圖甲所示，兩塊水平平行放置的導(dǎo)電板，板距為d，大量電子(質(zhì)量為m，電荷量為e)連續(xù)不斷地從中點O沿與極板平行的OO方向射入兩板之間，當(dāng)兩板不帶電時，這些電子通過兩板之間的時間為3t0，當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的周期性電壓時，所有的電子均能從兩板間通過(不計重力)。求這些電子穿過平行板時距OO的最大距離和最小距離。答案 解析以電場力的方向為正方向，畫出電子在t0、tt0時刻進(jìn)入電場后，沿電場力的方向的速度vy隨時間變化的vyt圖象如圖甲和乙所示電場強(qiáng)度E電子的加速度a由圖甲中vy1at0vy2a2t0由圖甲可得電子的最大側(cè)移ymaxt0vy1t0t0由圖乙可得電子的最小側(cè)移ymint0vy1t0