（新課標(biāo)）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題六 靜電場(chǎng) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練33

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1、（新課標(biāo)）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題六 靜電場(chǎng) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練33一、選擇題1(2017山西臨汾二模)如圖甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的板長(zhǎng)和板間距離相等，板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與兩板垂直，在t0時(shí)刻，一不計(jì)重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，粒子射入電場(chǎng)時(shí)的速度為v0，tT時(shí)刻粒子剛好沿MN板右邊緣射出電場(chǎng)則()A該粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向一定是沿垂直電場(chǎng)方向的B在t時(shí)刻，該粒子的速度大小為2v0C若該粒子在時(shí)刻以速度v0進(jìn)入電場(chǎng)，則粒子會(huì)打在板上D若該粒子的入射速度變?yōu)?v0，則該粒子仍在tT時(shí)刻射出電場(chǎng)解析粒子射入電場(chǎng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)

2、動(dòng)，在豎直方向上前半個(gè)周期內(nèi)先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在后半個(gè)周期內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)周期末豎直方向上的分速度為零，可知粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向一定沿垂直電場(chǎng)方向，故A正確在t時(shí)刻，粒子在水平方向上的分速度為v0，因?yàn)閮善叫薪饘侔宓陌彘L(zhǎng)和板間距離相等，則有v0T2，解得vyv0，根據(jù)平行四邊形定則知，粒子的速度為vv0，故B錯(cuò)誤若該粒子在時(shí)刻以速度v0進(jìn)入電場(chǎng)，粒子在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)情況與t0時(shí)刻進(jìn)入時(shí)運(yùn)動(dòng)的方向相反，運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，則粒子不會(huì)打在板上，故C錯(cuò)誤若該粒子的入射速度變?yōu)?v0，則粒子射出電場(chǎng)的時(shí)間t，故D錯(cuò)誤答案A2如圖甲所示，兩平行正對(duì)的金屬板A、B間加有如圖乙所示的交變電壓，一重

3、力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處若在t0時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A板上則t0可能屬于的時(shí)間段是()A0t0 B.t0TC.Tt0T D.Tt0解析設(shè)粒子的速度、位移方向向右為正方向，分別作出t0取不同值時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)的圖象，如圖所示，由圖象可得，t0時(shí)刻釋放的粒子，一直向B板運(yùn)動(dòng)；t時(shí)刻釋放的粒子，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，正負(fù)位移相等，一個(gè)周期內(nèi)的合位移為零根據(jù)題意粒子時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，一周期內(nèi)最終位移為負(fù)，符合題意的是B選項(xiàng)答案B3(多選)如圖甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的板長(zhǎng)相等，板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變

4、化的電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與兩板垂直，不計(jì)重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場(chǎng)方向源源不斷地射入電場(chǎng)，粒子射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能均為Ek0.已知t0時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子剛好沿上板右邊緣垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)，則()A所有粒子都不會(huì)打到兩極板上B所有粒子最終都垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)C運(yùn)動(dòng)過程中所有粒子的最大動(dòng)能不可能超過2Ek0D只有tn(n0,1,2，)時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子才能垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)解析由t0時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子剛好沿上板右邊緣垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)可知，粒子射出電場(chǎng)的時(shí)間間隔為周期T的整數(shù)倍，此時(shí)粒子的偏轉(zhuǎn)位移最大，A正確在豎直方向上，粒子做勻加速運(yùn)動(dòng)與勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，最終豎直速度為零，故所有粒子最

5、終都垂直電場(chǎng)方向射出，B正確，D錯(cuò)誤t0時(shí)刻射入的粒子在豎直方向加速時(shí)間最長(zhǎng)，故t時(shí)刻它達(dá)到所有粒子的最大動(dòng)能，設(shè)此時(shí)粒子水平位移為，則豎直位移為，對(duì)應(yīng)的位移偏角的正切值tan，由速度偏角正切值tan2tan可得45，那么vyv0，則有最大動(dòng)能Ekmmvmv2Ek0，C正確答案ABC4如下圖甲所示，兩極板間加上如圖乙所示的交變電壓開始A板的電勢(shì)比B板高，此時(shí)兩板中間原來靜止的電子在電場(chǎng)力作用下開始運(yùn)動(dòng)設(shè)電子在運(yùn)動(dòng)中不與極板發(fā)生碰撞，向A板運(yùn)動(dòng)時(shí)為速度的正方向，則下列圖象中能正確反映電子速度變化規(guī)律的是(其中C、D兩項(xiàng)中的圖線按正弦函數(shù)規(guī)律變化)()解析電子在交變電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力恒定，加速度大小

6、不變，故C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤，從0時(shí)刻開始，電子向A板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，T后電場(chǎng)力反向，電子向A板做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到tT時(shí)刻速度變?yōu)榱阒笾貜?fù)上述運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤答案A5(多選)(2017長(zhǎng)春模擬)如圖甲所示，A、B是一對(duì)平行金屬板A板的電勢(shì)A0，B板的電勢(shì)B隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場(chǎng)區(qū)內(nèi)，電子的初速度和重力的影響均可忽略，則()A若電子是在t0時(shí)刻進(jìn)入的，它可能不會(huì)到達(dá)B板B若電子是在t時(shí)刻進(jìn)入的，它一定不能到達(dá)B板C若電子是在t時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，最后穿過B板D若電子是在t時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A

7、板運(yùn)動(dòng)，最后穿過B板解析若電子從t0時(shí)刻進(jìn)入，電子將做單向直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；若電子從時(shí)刻進(jìn)入兩板，則電子受到電場(chǎng)力方向向左，故無法到達(dá)B板，B正確；電子從時(shí)刻進(jìn)入兩板時(shí)，電子先加速，經(jīng)時(shí)速度最大，此時(shí)電子受到電場(chǎng)力反向，經(jīng)速度減為零，再加速反向速度最大，接著減速回到原位置，即電子在大于時(shí)刻進(jìn)入時(shí)一定不能到達(dá)B板，小于時(shí)刻進(jìn)入時(shí)一定能到達(dá)B板，所以C正確，D錯(cuò)誤此題作vt圖象更易理解答案BC6(多選)如下圖所示為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖象當(dāng)t0時(shí)，在此勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放一個(gè)帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用，則下列說法中正確的是()A帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)B2 s末帶電粒

8、子回到原出發(fā)點(diǎn)C3 s末帶電粒子的速度為零D03 s內(nèi)，電場(chǎng)力做的總功為零解析設(shè)第1 s內(nèi)粒子的加速度為a1，第2 s內(nèi)的加速度為a2，由a可知，a22a1，可見，粒子第1 s內(nèi)向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，1.5 s末粒子的速度為零，然后向正方向運(yùn)動(dòng)，至3 s末回到原出發(fā)點(diǎn)，粒子的速度為0，vt圖象如圖所示，由動(dòng)能定理可知，此過程中電場(chǎng)力做的總功為零，綜上所述，可知C、D正確答案CD7如下圖所示，真空中存在一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線長(zhǎng)度為l，細(xì)線一端拴一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球，另一端固定在O點(diǎn)把小球拉到使細(xì)線水平的位置A處，由靜止釋放，小球沿弧線運(yùn)動(dòng)到細(xì)線與水平

9、方向成60角的位置B時(shí)速度為零以下說法中正確的是()A小球在B位置處于平衡狀態(tài)B小球受到的重力與電場(chǎng)力的關(guān)系是EqmgC小球?qū)⒃贏B之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且幅度將逐漸減小D小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，電場(chǎng)力對(duì)其做的功為qEl解析小球的受力圖如下圖所示，由圖可知小球的運(yùn)動(dòng)可看作是在一個(gè)等效重力場(chǎng)中的擺動(dòng)過程，根據(jù)擺球模型的特點(diǎn)，小球在B位置時(shí)受力不平衡，并且小球?qū)⒃贏B之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其幅度不變，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；根據(jù)擺球模型的對(duì)稱性可知，當(dāng)小球處在AB軌跡的中點(diǎn)位置時(shí)，小球沿切線方向的合力為零，此時(shí)細(xì)線與水平方向夾角恰為30，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可得：qEsin30mgcos30，化簡(jiǎn)可知，qEmg，選項(xiàng)B錯(cuò)

10、誤；小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，電場(chǎng)力對(duì)其做的功為WqEl(1cos60)qEl，選項(xiàng)D正確答案D8一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì))小孔正上方處的P點(diǎn)有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器，并在下極板處(未與極板接觸)返回若將下極板向上平移，則從P點(diǎn)開始下落的相同粒子將()A打到下極板上B在下極板處返回C在距上極板處返回D在距上極板d處返回解析當(dāng)兩極板距離為d時(shí)，粒子從開始下落到恰好到達(dá)下極板過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得：mgdqU0，當(dāng)下極板向上移動(dòng)時(shí)，設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)距離x時(shí)速度減為零，全過程應(yīng)用

11、動(dòng)能定理可得mgqx0，兩式聯(lián)立解得xd，選項(xiàng)D正確答案D9如右圖所示，場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一矩形區(qū)域abcd，水平邊ab長(zhǎng)為s，豎直邊ad長(zhǎng)為h.質(zhì)量均為m、帶電量分別為q和q的兩粒子，由a、c兩點(diǎn)先后沿ab和cd方向以速率v0進(jìn)入矩形區(qū)(兩粒子不同時(shí)出現(xiàn)在電場(chǎng)中)不計(jì)重力若兩粒子軌跡恰好相切，則v0等于()A. B. C. D. 解析由兩粒子軌跡恰好相切，根據(jù)對(duì)稱性，兩個(gè)粒子的軌跡相切點(diǎn)一定在矩形區(qū)域的中心，并且兩粒子均做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性和等時(shí)性可得切點(diǎn)位置的粒子在水平方向上v0t，在豎直方向上at2 t2，聯(lián)立以上兩式可求得v0 ，由此可知，選項(xiàng)B正確，A

12、、C、D錯(cuò)誤答案B10(多選)如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)分布在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域ABCD內(nèi)，M、N分別為AB和AD的中點(diǎn)，一個(gè)初速度為v0、質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子沿紙面射入電場(chǎng)帶電粒子的重力不計(jì)，如果帶電粒子從M點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，則恰好從D點(diǎn)離開電場(chǎng)若帶電粒子從N點(diǎn)垂直BC方向射入電場(chǎng)，則帶電粒子()A從BC邊界離開電場(chǎng)B從AD邊界離開電場(chǎng)C在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為D離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為mv解析帶電粒子從M點(diǎn)以垂直電場(chǎng)線方向進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上有Lv0t，豎直方向上有LqEt2，聯(lián)立解得E；帶電粒子從N點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)帶電粒子在電場(chǎng)中減速為零時(shí)的位移為x，由動(dòng)

13、能定理有qEx0mv，解得xL，當(dāng)粒子速度減至零后沿原路返回，從N點(diǎn)射出，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1，由于電場(chǎng)力做功為零，根據(jù)動(dòng)能定理有0Ek2mv，選項(xiàng)B、D正確答案BD二、非選擇題11(2018陜西重點(diǎn)中學(xué)摸底)如圖甲所示，一對(duì)平行金屬板M、N長(zhǎng)為L(zhǎng)，相距為d，O1O為中軸線，兩板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)，忽略兩極板外的電場(chǎng)當(dāng)兩板間加電壓UMNU0時(shí)，某一帶負(fù)電的粒子從O1點(diǎn)以速度v0沿O1O方向射入電場(chǎng)，粒子恰好打在上極板M的中點(diǎn)，粒子重力忽略不計(jì)(1)求帶電粒子的比荷；(2)若M、N間加如圖乙所示的交變電壓，其周期T，從t0開始，前時(shí)間內(nèi)UMN2U，后時(shí)間內(nèi)UMNU，大量的上述粒子仍然以速度v0沿

14、O1O方向持續(xù)射入電場(chǎng)，最終所有粒子恰好能全部離開電場(chǎng)而不打在極板上，求U的值解析(1)設(shè)粒子經(jīng)過時(shí)間t0打在M板中點(diǎn)沿極板方向有v0t0垂直極板方向有t解得(2)粒子通過兩板間的時(shí)間tT從t0時(shí)刻開始，粒子在兩板間運(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)電壓變化周期的前三分之一時(shí)間內(nèi)的加速度大小a1，在每個(gè)電壓變化周期的后三分之二時(shí)間內(nèi)的加速度大小a2上圖所示為從不同時(shí)刻射入電場(chǎng)粒子的速度時(shí)間圖象，根據(jù)題意和圖象分析可知，從tnT(n0、1、2、)或tnT(n0、1、2、)時(shí)刻入射的粒子恰好不打在極板上，則有T解得U答案(1)(2)12(2018甘肅重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)真空室中有如圖甲所示的裝置，電極K持續(xù)發(fā)出的電子(初速不

15、計(jì))經(jīng)過電場(chǎng)加速后，從小孔O沿水平放置的偏轉(zhuǎn)極板M、N的中心軸線OO射入加速電壓U1，M、N板長(zhǎng)均為L(zhǎng)，偏轉(zhuǎn)極板右側(cè)有熒光屏(足夠大且未畫出)M、N兩板間的電壓UMN隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示，其中U2.調(diào)節(jié)兩板之間的距離，使得每個(gè)電子都能通過偏轉(zhuǎn)極板已知電子的質(zhì)量、電荷量分別為m、e，不計(jì)電子重力(1)求電子通過偏轉(zhuǎn)極板的時(shí)間t；(2)求偏轉(zhuǎn)極板之間的最小距離d；(3)當(dāng)偏轉(zhuǎn)極板間的距離為最小值d時(shí)，熒光屏如何放置時(shí)電子擊中的范圍最小，該范圍的長(zhǎng)度是多大？解析本題依托電子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考查動(dòng)能定理、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)(1)電子在加速電場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)能定理有eU1mv0電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)

16、中，水平方向Lv0t解得tT(2)t0、T、2T、時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子，豎直方向先加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，射出電場(chǎng)時(shí)沿豎直方向偏移的距離y最大豎直方向加速階段有y12豎直方向勻速運(yùn)動(dòng)階段有y22y1電子恰好能通過偏轉(zhuǎn)極板時(shí)有y1y2聯(lián)立得dL，即最小距離為L(zhǎng)(3)對(duì)滿足(2)問條件下任意確定的d，不同時(shí)刻射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子沿垂直于極板方向的速度均為vy電子速度偏轉(zhuǎn)角的正切值均為tan，即tan電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度相同，即電子出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度的大小和方向均相同不同時(shí)刻射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子沿垂直于極板方向的側(cè)移距離可能不同，側(cè)移距離的最大值與最小值之差y2，即y若熒光屏與電子出偏轉(zhuǎn)極板后的速度垂直，則電子擊中熒光屏的范圍最小，該最小范圍為yycos聯(lián)立解得yL答案(1)T(2)L(3)L