高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專(zhuān)題講練突破三 電場(chǎng)和磁場(chǎng)限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練1
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限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 建議用時(shí):40分鐘 1.如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=1 m的等邊三角形ABC置于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)線的方向平行于△ABC所在平面,其中A點(diǎn)電勢(shì)為1 V,AC中點(diǎn)電勢(shì)為2 V,BC中點(diǎn)的電勢(shì)為4 V,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小是( ) A.1 V/m B. V/m C.3 V/m D.4 V/m 解析:選D.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,同一條直線(非等勢(shì)線)上兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差與其距離成正比,可得C點(diǎn)電勢(shì)為3 V,B點(diǎn)電勢(shì)為5 V,則AB中點(diǎn)D的電勢(shì)為3 V,故CD為一條等勢(shì)線,如圖所示,則AB所在直線為電場(chǎng)線,易得E==4 V/m. 2.帶有等量異種電荷的兩塊等大的平行金屬板M、N水平正對(duì)放置.兩板間有一帶電微粒以速度v0沿直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí),將M板迅速向上平移一小段距離后,則此后微粒的可能運(yùn)動(dòng)情況是( ) A.沿軌跡①運(yùn)動(dòng) B.沿軌跡②運(yùn)動(dòng) C.沿軌跡③運(yùn)動(dòng) D.沿軌跡④運(yùn)動(dòng) 解析:選B.M板平移前,帶電微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng),所受電場(chǎng)力與重力二力平衡,M板移動(dòng)后,根據(jù)C=、U=、E=可得:E=,所以?xún)蓸O板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變,帶電微粒仍然受力平衡,沿原方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確. 3.(2016湖北八市聯(lián)考)如圖,M和N是兩個(gè)帶有異種電荷的帶電體(M在N的正上方,圖示平面為豎直平面),P和Q是M表面上的兩點(diǎn),S是N表面上的一點(diǎn).在M和N之間的電場(chǎng)中畫(huà)有三條等勢(shì)線.現(xiàn)有一個(gè)帶正電的液滴從E點(diǎn)射入電場(chǎng),它先后經(jīng)過(guò)了F點(diǎn)和W點(diǎn).已知油滴在F點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于在W點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能,E、W兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,不計(jì)油滴對(duì)原電場(chǎng)的影響,不計(jì)空氣阻力,則以下說(shuō)法正確的是( ) A.P和Q兩點(diǎn)的電勢(shì)不相等 B.P點(diǎn)的電勢(shì)高于S點(diǎn)的電勢(shì) C.油滴在F點(diǎn)的電勢(shì)能高于在E點(diǎn)的電勢(shì)能 D.油滴在E、F、W三點(diǎn)的機(jī)械能和電勢(shì)能之和不變 解析:選D.帶電導(dǎo)體表面是等勢(shì)面,A錯(cuò);因油滴在F點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于在W點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能,則液滴從F點(diǎn)到W點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,即F點(diǎn)電勢(shì)低于W點(diǎn)電勢(shì),所以M帶負(fù)電,N帶正電,P點(diǎn)電勢(shì)低于S點(diǎn)電勢(shì),B錯(cuò);正電荷在F點(diǎn)的電勢(shì)能比在E點(diǎn)時(shí)的低,C錯(cuò);因只有電場(chǎng)力和重力做功,能量是守恒的,所以機(jī)械能和電勢(shì)能之和不變,D對(duì). 4.(2016浙江寧波高三聯(lián)考)如圖所示,分別在M、N兩點(diǎn)固定放置兩個(gè)點(diǎn)電荷,電荷量均為+Q,MN連線的中點(diǎn)為O.正方形ABCD以O(shè)點(diǎn)為中心,E、F、G、H是正方形四邊的中點(diǎn),取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì) B.正點(diǎn)電荷沿直線從F到H,電勢(shì)能先增大后減小 C.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)也為零 D.沿路徑A→D→C移動(dòng)一負(fù)點(diǎn)電荷比沿路徑A→B移動(dòng)同一負(fù)點(diǎn)電荷克服電場(chǎng)力做的功多 解析:選B.由于是等量同種電荷形成的電場(chǎng),由電場(chǎng)分布的對(duì)稱(chēng)性可知A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等,A錯(cuò);在MN中垂線上,O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0,但電場(chǎng)方向從O點(diǎn)指向外,即正電荷沿直線從F到H,電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功,電勢(shì)能先增大后減小,B對(duì);取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0,沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)是逐漸降低的,則MN中垂線上O點(diǎn)電勢(shì)最高,C錯(cuò);由電場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)性可知B、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等,所以沿路徑A→D→C移動(dòng)一負(fù)點(diǎn)電荷與沿路徑A→B移動(dòng)同一負(fù)點(diǎn)電荷克服電場(chǎng)力做的功相同,D錯(cuò). 5.(多選)靜電場(chǎng)在x軸上的場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示,x軸正向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向,帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng),則點(diǎn)電荷( ) A.在x2和x4處電勢(shì)能相等 B.由x1運(yùn)動(dòng)到x3的過(guò)程中電勢(shì)能增大 C.由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先增大后減小 D.由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過(guò)程中電場(chǎng)力先減小后增大 解析:選BC.由題圖可知, x1到x4場(chǎng)強(qiáng)先變大,再變小,則點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力先增大后減小,C正確、D錯(cuò)誤.由x1到x3及由x2到x4過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,A錯(cuò)誤、B正確. 6.如圖所示,平行板電容器的兩金屬板A、B豎直放置,電容器所帶電荷量為Q,一液滴從A板上邊緣由靜止釋放,液滴恰好能擊中B板的中點(diǎn)O,若電容器所帶電荷量增加Q1,液滴從同一位置由靜止釋放,液滴恰好擊中OB的中點(diǎn)C,若電容器所帶電荷量減小Q2,液滴從同一位置由靜止釋放,液滴恰好擊中B板的下邊緣D點(diǎn),則=( ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析:選B.由運(yùn)動(dòng)的合成與分解知液滴在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),水平方向在電場(chǎng)力作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)兩金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng)、間距為d、正對(duì)面積為S,兩極板間場(chǎng)強(qiáng)為E,液滴所帶電荷量為q、質(zhì)量為m,則豎直方向有h=gt2,水平方向有d=t2,E===,所以Qh=常數(shù),即Q=(Q+Q1),Q=(Q-Q2)L,聯(lián)立得=2,B對(duì). 7.(2016河南開(kāi)封二模)(多選)如圖所示,一帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中從A點(diǎn)拋出,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向下,且在B點(diǎn)時(shí)粒子的速度為粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最小速度,已知電場(chǎng)方向和粒子運(yùn)動(dòng)軌跡在同一豎直平面內(nèi),粒子的重力和空氣阻力與電場(chǎng)力相比可忽略不計(jì),則( ) A.電場(chǎng)方向一定水平向右 B.電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)一定高于B點(diǎn)的電勢(shì) C.從A到B的過(guò)程中,粒子的電勢(shì)能一定增加 D.從A到B的過(guò)程中,粒子的電勢(shì)能與動(dòng)能之和一定不變 解析:選CD.粒子只受電場(chǎng)力,做拋體運(yùn)動(dòng),類(lèi)似重力場(chǎng)中的斜上拋運(yùn)動(dòng),B點(diǎn)為等效最高點(diǎn),故電場(chǎng)力方向水平向右,由于不知粒子的電性,故無(wú)法判斷電場(chǎng)方向,A項(xiàng)錯(cuò)誤;無(wú)法判斷電場(chǎng)方向,所以不能確定A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)的高低,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;從A到B的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功,粒子的電勢(shì)能增大,故C項(xiàng)正確;從A到B的過(guò)程中,只有電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加,電勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變,故D項(xiàng)正確. 8.如圖所示是一對(duì)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布圖,圖中兩點(diǎn)電荷P、Q連線長(zhǎng)度為r,M點(diǎn)、N點(diǎn)到兩點(diǎn)電荷P、Q的距離都為r,S點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離也為r,由此可知( ) A.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為2k B.M、N、S三點(diǎn)的電勢(shì)可能相等 C.把同一試探電荷放在M點(diǎn),其所受電場(chǎng)力等于放在S點(diǎn)所受的電場(chǎng)力 D.沿圖中虛線,將一試探電荷從N點(diǎn)移到M點(diǎn),電場(chǎng)力一定不做功 解析:選D.點(diǎn)電荷P、Q在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E=k,這兩個(gè)點(diǎn)電荷在M點(diǎn)形成的合場(chǎng)強(qiáng)的大小為E′=2kcos 60=k,方向水平向左,A錯(cuò)誤;S點(diǎn)的電勢(shì)大于零,而M點(diǎn)、N點(diǎn)的電勢(shì)為零,B錯(cuò)誤;由于兩點(diǎn)電荷在S點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右,因此同一試探電荷在S點(diǎn)、M點(diǎn)時(shí)所受的電場(chǎng)力方向不同,C錯(cuò)誤;由于M、N所在直線為零勢(shì)能線,試探電荷從N點(diǎn)移到M點(diǎn),電場(chǎng)力不做功,D正確. 9.(多選)如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是O,最低點(diǎn)是P,直徑MN水平,a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷),b固定在M點(diǎn),a從N點(diǎn)靜止釋放,沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫(huà)出)時(shí)速度為零,則小球a( ) A.從N到Q的過(guò)程中,重力與庫(kù)侖力的合力先增大后減小 B.從N到P的過(guò)程中,速率先增大后減小 C.從N到Q的過(guò)程中,電勢(shì)能一直增加 D.從P到Q的過(guò)程中,動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量 解析:選BC.小球a從N點(diǎn)釋放一直到達(dá)Q點(diǎn)的過(guò)程中,a、b兩球的距離一直減小,庫(kù)侖力變大,a受重力不變,重力和庫(kù)侖力的夾角從90一直減小,故合力變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球a從N到P的過(guò)程中,速度方向與重力和庫(kù)侖力的合力方向的夾角由小于90到大于90,故庫(kù)侖力與重力的合力先做正功后做負(fù)功,a球速率先增大后減小,選項(xiàng)B正確;小球a由N到Q的過(guò)程中庫(kù)侖力一直做負(fù)功,電勢(shì)能一直增加,選項(xiàng)C正確;小球a從P到Q的過(guò)程中,減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和,故動(dòng)能的減少量大于電勢(shì)能的增加量,則選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 10.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(huà)出),由A點(diǎn)斜射出一質(zhì)量為m,帶電荷量為+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(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)它做的功; (2)粒子從A到C過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間; (3)粒子經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速率. 解析: (1)WAC=qE(yA-yC)=3qEl0 (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(chēng)性可知軌跡最高點(diǎn)D在y軸上,可令tAD=tDB=T,則tBC=T 由qE=ma得a= 又y0=aT2 y0+3l0=a(2T)2 解得T= 則A→C過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間t=3 (3)粒子在DC段做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),于是有 2l0=vCx(2T) vCy=a(2T) vC== 答案:(1)3qEl0 (2)3 (3) 11.如圖,O、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn),OB沿豎直方向,∠BOA=60,OB=OA,將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動(dòng)能自O(shè)點(diǎn)水平向右拋出,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好通過(guò)A點(diǎn).使此小球帶電,電荷量為q(q>0),同時(shí)加一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向與△OAB所在平面平行.現(xiàn)從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿某一方向拋出此帶電小球,該小球通過(guò)了A點(diǎn),到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是初動(dòng)能的3倍;若該小球從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿另一方向拋出,恰好通過(guò)B點(diǎn),且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的6倍,重力加速度大小為g.求: (1)無(wú)電場(chǎng)時(shí),小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能的比值; (2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向. 解析:(1)設(shè)小球的初速度為v0,初動(dòng)能為Ek0,從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間為t,令OA=d,則OB=d,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有 dsin 60=v0t① dcos 60=gt2② 又有Ek0=mv③ 由①②③式得 Ek0=mgd④ 設(shè)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為EkA,則 EkA=Ek0+mgd⑤ 由④⑤式得=⑥ (2)加電場(chǎng)后,小球從O點(diǎn)到A點(diǎn)和B點(diǎn),高度分別降低了和,設(shè)電勢(shì)能分別減小ΔEpA和ΔEpB,由能量守恒及④式得 ΔEpA=3Ek0-Ek0-mgd=Ek0⑦ ΔEpB=6Ek0-Ek0-mgd=Ek0⑧ 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,沿任一直線,電勢(shì)的降落是均勻的.設(shè)直線OB上的M點(diǎn)與A點(diǎn)等電勢(shì),M與O點(diǎn)的距離為x,如圖,則有 =⑨ 解得x=d,MA為等勢(shì)線,電場(chǎng)強(qiáng)度方向必與其垂線OC方向平行.設(shè)電場(chǎng)方向與豎直向下的方向的夾角為α,由幾何關(guān)系可得α=30.⑩ 即電場(chǎng)強(qiáng)度方向與豎直向下的方向的夾角為30. 設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,有 qEdcos 30=ΔEpA? 由④⑦?式得 E=? 答案:(1) (2) 電場(chǎng)方向與豎直向下的方向的夾角為30 12.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.現(xiàn)將質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子束從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(mén).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(mǎn)足什么條件?(寫(xiě)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)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=a12= 在后時(shí)間內(nèi),粒子豎直向下的位移: y2=v-a22 其中:v=a1= a2= 解得:y2= 故粒子打在距O′點(diǎn)正下方的最大位移: y=y(tǒng)1+y2= 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:y1′=a1′2= 在后時(shí)間內(nèi),粒子豎直向上的位移: y2′=v′-a2′2 其中:v′=a1′= a2′= 解得:y2′=0 故粒子打在距O′點(diǎn)正上方的最大位移: y′=y(tǒng)1′+y2′= 擊中的范圍在O′以下到O′以上 (3)要使粒子能全部打在靶上,需有: < 解得:U0< 答案:(1)見(jiàn)解析 (2)O′以下到O′以上 (3)U0<- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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