2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題四 電場和磁場 4.8 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè).doc
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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題四 電場和磁場 4.8 電場及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè) 一、選擇題 1.由庫侖定律可知,真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,帶電量分別為q1和q2,其間距離為r時(shí),它們之間相互作用力的大小為F=k,式中k為靜電力常量.若用國際單位制的基本單位表示,k的單位應(yīng)為( ) A.kgA2m3 B.kgA-2m3s-4 C.kgm2C-2 D.Nm2A-2 解析:由庫侖定律知k=,式中都取國際單位時(shí)k的單位為,由I=知,1 C2=1 A2s2,又因1 N=1 ,整理可得k的單位應(yīng)為,即kgA-2m3s-4,故選項(xiàng)B正確. 答案:B 2.已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發(fā)電場的場強(qiáng)大小為,其中σ為平面上單位面積所帶的電荷量,ε0為常量.如圖所示的平行板電容器,極板正對(duì)面積為S,其間為真空,帶電量為Q.不計(jì)邊緣效應(yīng)時(shí),極板可看做無窮大導(dǎo)體板,則極板間的電場強(qiáng)度大小和兩板極間相互的靜電引力大小分別為( ) A.和 B.和 C.和 D.和 解析:由題知,σ=,故電場強(qiáng)度E==.帶電量為Q的平板在與另一平板產(chǎn)生的電場中受力F=QE=.兩板之間的場強(qiáng)為兩板各自場強(qiáng)疊加的合場強(qiáng),E合=2E=,D正確. 答案:D 3.如圖所示為靜電力演示儀,兩金屬極板分別固定于絕緣支架上,且正對(duì)平行放置.工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極,表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在兩金屬極板中間,則( ) A.乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷 B.乒乓球受到擾動(dòng)后,會(huì)被吸在左極板上 C.乒乓球共受到電場力、重力和庫侖力三個(gè)力的作用 D.用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸,放開后乒乓球會(huì)在兩極板間來回碰撞 解析:由題圖可知,右側(cè)金屬板與電源正極相連接,帶正電,左側(cè)金屬板帶負(fù)電,根據(jù)靜電感應(yīng)規(guī)律,近端感應(yīng)出異種電荷,因此乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出正電荷,A錯(cuò)誤.乒乓球被擾動(dòng)后,如果向右擺動(dòng)會(huì)被吸到右板上,B錯(cuò)誤.乒乓球共受到懸線的拉力、重力和電場力的作用,C錯(cuò)誤.用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸,乒乓球會(huì)帶上正電,受到右極板的排斥,向左運(yùn)動(dòng)與左極板接觸,又帶上負(fù)電,被左極板排斥向右運(yùn)動(dòng),這樣小球就在兩極板間來回碰撞,D正確. 答案:D 4.(多選)如圖所示,MON是固定的光滑絕緣直角桿,MO沿水平方向, NO沿豎直方向,A、B為兩個(gè)套在此桿上的帶有同種電荷的小球,用一指向豎直桿的水平力F作用在A球上,使兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將A球向豎直桿方向緩慢拉動(dòng)一小段距離后,A、B兩小球可以重新平衡.則后一種平衡狀態(tài)與前一種平衡狀態(tài)相比較,下列說法正確的是( ) A.A、B兩小球間的庫侖力變大 B.A、B兩小球間的庫侖力變小 C.A球?qū)O桿的壓力變大 D.A球?qū)O桿的壓力肯定不變 解析:A、B間的連線與豎直方向的夾角減小,對(duì)B研究,庫侖力在豎直方向的分力與重力等大反向,因此A、B兩小球間的庫侖力減??;由整體法可知,A對(duì)桿的壓力等于A、B的重力之和,A、C錯(cuò). 答案:BD 5.(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(chǎn)、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P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫出)時(shí)速度為零,則小球a( ) A.從N到Q的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小 B.從N到P的過程中,速率先增大后減小 C.從N到Q的過程中,電勢能一直增加 D.從P到Q的過程中,動(dòng)能減少量小于電勢能增加量 解析:小球a從N到Q過程中,離小球b越來越近,電勢能逐漸增大,C正確.N到Q過程中,重力做正功,庫侖力做負(fù)功,重力功率逐漸減小為零,庫侖力功率由零逐漸增大,由總功率先為正,后為負(fù),小球速率先增大后減小,B正確.P到Q過程中,重力和庫侖力都做負(fù)功,重力勢能和電勢能增加量等于動(dòng)能減少量,D錯(cuò)誤. 答案:BC 6.半徑為R的均勻帶電球體,在通過球心O的直線上,各點(diǎn)的電場分布如圖所示。當(dāng)x≥R時(shí),電場分布與電荷量全部集中在球心時(shí)相同.已知靜電力常量為k,則( ) A.球面是個(gè)等勢面,球體是個(gè)等勢體 B.在x軸上x=R處電勢最高 C.xP=R D.球心O與球面間的電勢差為E0R 解析:從圖象上看,球內(nèi)部電場強(qiáng)度都不等于零,因此球體不是等勢體,A錯(cuò)誤;在x軸上x=R處場強(qiáng)最大,而不是電勢最高,B錯(cuò)誤;EP=,E=,因?yàn)镋P=E,所以xP=R,C正確;假設(shè)球心O與球面間的電場為勻強(qiáng)電場,且大小為E0,則電勢差U=E0R,但是O與球面間的電場并不是勻強(qiáng)電場,因此D錯(cuò)誤. 答案:C 7.(多選)如圖所示的水平勻強(qiáng)電場中,將兩個(gè)帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動(dòng)到同一水平線上的不同位置,釋放后,M、N保持靜止,不計(jì)重力,則( ) A.M的帶電量比N的大 B.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷 C.靜止時(shí)M受到的合力比N的大 D.移動(dòng)過程中勻強(qiáng)電場對(duì)M做負(fù)功 解析:不考慮重力,取整體為研究對(duì)象,外力只有勻強(qiáng)電場的電場力,由平衡條件可知M、N所受電場力必等大反向,故M、N必帶有等量異種電荷,A錯(cuò)誤;隔離出M,因N對(duì)其靜電引力向右,則電場E對(duì)其電場力必向左,即與場強(qiáng)方向反向,故M帶負(fù)電,則N帶正電,B正確;靜止時(shí),M、N所受合力都為0,C錯(cuò)誤;因勻強(qiáng)電場對(duì)M的電場力方向與M移動(dòng)方向成鈍角,故D正確. 答案:BD 二、非選擇題 8.如圖,一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng),A、B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn).已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v0,方向與電場方向的夾角為60;它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與電場方向的夾角為30.不計(jì)重力.求A、B兩點(diǎn)間的電勢差. 解析:設(shè)帶電粒子在B點(diǎn)的速度大小為vB.粒子在垂直于電場方向上的速度分量不變,即vBsin30=v0sin60 ① 由此得vB=v0?、? 設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢差為UAB,由動(dòng)能定理有 qUAB=m(v-v)?、? 聯(lián)立②③式得UAB=?、? 答案: 9.如圖所示,粗糙、絕緣的直軌道OB固定在水平桌面上,B端與桌面邊緣對(duì)齊,A是軌道上一點(diǎn).過A點(diǎn)并垂直于軌道的豎直面右側(cè)有大小E=1.5106N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場.帶負(fù)電的小物體P電荷量是2.010-6 C,質(zhì)量m=0.25 kg,與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4.P從O點(diǎn)由靜止開始向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過0.55 s到達(dá)A點(diǎn),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度是5 m/s,到達(dá)空間D點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角為α,且tan α=1.2.P在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終受到水平向右的某外力F作用,F(xiàn)大小與P的速率v的關(guān)系如表所示.P視為質(zhì)點(diǎn),電荷量保持不變,忽略空氣阻力,取g=10 m/s2.求: v/(ms-1) 0≤v≤2 2<v<5 v≥5 F/N 2 6 3 (1)小物體P從開始運(yùn)動(dòng)至速率為2 m/s所用的時(shí)間; (2)小物體P從A運(yùn)動(dòng)至D的過程,電場力做的功. 解析:(1)小物體P的速率從0至2 m/s,受外力F1=2 N,設(shè)其做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a1,經(jīng)過時(shí)間Δt1速度為v1,則 F1-μmg=ma1?、? v1=a1Δt1?、? 由①②式并代入數(shù)據(jù)得Δt1=0.5 s ③ (2)小物體P從速率為2 m/s運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn),受外力F2=6 N,設(shè)其做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a2,則 F2-μmg=ma2?、? 設(shè)小物體P從速度v1經(jīng)過Δt2時(shí)間,在A點(diǎn)的速度為v2,則 Δt2=0.55 s-Δt1?、? v2=v1+a2Δt2?、? P從A點(diǎn)至B點(diǎn),受外力F2=6 N、電場力和滑動(dòng)摩擦力的作用.設(shè)其做勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度為a3,電荷量為q,在B點(diǎn)的速度為v3,從A點(diǎn)至B點(diǎn)的位移為x1,則 F2-μmg-qE=ma3 ⑦ v-v=2a3x1?、? P以速度v3滑出軌道右端B點(diǎn),設(shè)水平方向受外力為F3,電場力大小為FE,有FE=F3?、? F3與FE大小相等方向相反,P水平方向所受合力為零,所以,P從B點(diǎn)開始做初速度為v3的平拋運(yùn)動(dòng).設(shè)P從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)用時(shí)為Δt3,水平位移為x2,由題意知 =tan α?、? x2=v3Δt3 ? 設(shè)小物體P從A點(diǎn)至D點(diǎn)電場力做功為W,則 W=-qE(x1+x2) ? 聯(lián)立④~⑧,⑩~?式并代入數(shù)據(jù)得W=-9.25 J ? 答案:(1)0.5 s (2)-9.25 J- 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)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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