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(新課標(biāo))2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第七章 第四講 電場(chǎng)中的三大典型問題練習(xí)(含解析)

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(新課標(biāo))2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第七章 第四講 電場(chǎng)中的三大典型問題練習(xí)(含解析)

電場(chǎng)中的三大典型問題A組·基礎(chǔ)題1兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2位于x軸上A、B兩點(diǎn),若取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,則在它們形成的電場(chǎng)中,沿x軸正方向上各點(diǎn)的電勢(shì)如圖所示,且APPB.由圖象提供的信息可知( B )AP點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零BQ1的電荷量較大C電子沿x軸從A移到B的過程中,加速度逐漸減小D電子沿x軸從A移到B的過程中,電場(chǎng)力先做正功,后做負(fù)功2兩個(gè)等量同種電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn),如圖甲所示,一個(gè)電荷量為2 C,質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放,其運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖乙所示,其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)則下列說法正確的是( D )AB點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度E2 V/mB由C到A的過程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大C由C點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中,電勢(shì)逐漸升高DAB兩點(diǎn)電勢(shì)差UAB5 V3如圖(a)所示,在兩平行金屬板中央有一個(gè)靜止的電子(不計(jì)重力),當(dāng)兩板間的電壓分別如圖(b)中甲、乙、丙、丁所示,電子在板間運(yùn)動(dòng)(假設(shè)不與板相碰),下列說法正確的是( D )A電壓是甲圖時(shí),在0T時(shí)間內(nèi),電子的電勢(shì)能一直減少B電壓是乙圖時(shí),在0時(shí)間內(nèi),電子的電勢(shì)能先增加后減少C電壓是丙圖時(shí),電子在板間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D電壓是丁圖時(shí),電子在板間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)4在地面附近,存在著一個(gè)有界電場(chǎng),邊界MN將空間分成左右兩個(gè)區(qū)域,在右區(qū)域中有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),在右區(qū)域中離邊界MN某一位置水平地面上由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m的帶電滑塊(滑塊的電荷量始終不變),如圖甲所示,滑塊運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖乙所示,不計(jì)空氣阻力,則( C )A滑塊在MN右邊運(yùn)動(dòng)的位移大小與在MN左邊運(yùn)動(dòng)的位移大小相等B在t5 s時(shí),滑塊經(jīng)過邊界MNC滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力與電場(chǎng)力之比為25D在滑塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,滑動(dòng)摩擦力做的功小于電場(chǎng)力做的功5(多選)真空中某一靜電場(chǎng)的方向沿x軸正向,且x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)于位置坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示,在x3 m、5 m、10 m處有A、B、C三點(diǎn),則下列說法中正確的是( BC )AB點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零B正的試探電荷在只受電場(chǎng)力的作用下由A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中速度增大CA、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同D由于沿x軸正向電勢(shì)降低,則該電場(chǎng)可能是由O點(diǎn)的正電荷而產(chǎn)生的6(多選)如圖甲所示,在某電場(chǎng)中建立x坐標(biāo)軸,一個(gè)電子僅在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),經(jīng)過A、B、C三點(diǎn),已知xCxBxBxA.該電子的電勢(shì)能Ep隨坐標(biāo)x變化的圖象如圖乙所示則下列說法中正確的是( BC )AA點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)BA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度CC、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UCB小于B、A兩點(diǎn)電勢(shì)差UBAD電子經(jīng)過A點(diǎn)的速率大于經(jīng)過B點(diǎn)的速率解析:一個(gè)電子僅在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),由圖乙知電勢(shì)能一直減小,則電子從A到B電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)升高,根據(jù)動(dòng)能定理,動(dòng)能增加,速度增大,A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì),經(jīng)過A點(diǎn)的速率小于經(jīng)過B點(diǎn)的速率,故A、D錯(cuò)誤;根據(jù)Ee,可知圖象的斜率大小體現(xiàn)電場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱,因此從A到B,電場(chǎng)強(qiáng)度減小,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,B正確;由圖可知,電子通過相同位移時(shí),電勢(shì)能的減小量越來越小,根據(jù)EpWqU可得B、A兩點(diǎn)電勢(shì)差UBA大于C、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UCB,C正確7(多選)圖甲為示波管的結(jié)構(gòu)示意圖,偏轉(zhuǎn)電極中的XX兩極板豎直放置,YY兩極板水平放置,電子槍持續(xù)地發(fā)射電子束當(dāng)XX、YY之間都不加電壓時(shí),電子束從電子槍射出后沿直線傳播,打在熒光屏中心出現(xiàn)一個(gè)亮斑圖乙、圖丙為隨時(shí)間周期性變化的電壓下列判斷正確的是( AD )A當(dāng)XX之間不加電壓時(shí),在YY之間加上圖乙所示的電壓,熒光屏上的圖形是一條沿YY方向的直線B當(dāng)XX之間加上圖丙所示的電壓時(shí),在YY之間不加電壓,熒光屏上的圖形是一條沿YY方向的直線C當(dāng)XX之間加上圖乙所示的電壓時(shí),在YY之間加上圖丙所示的電壓,熒光屏上的圖形是沿YY方向起伏的正弦曲線D當(dāng)XX之間加上圖丙所示的電壓時(shí),在YY之間加上圖乙所示的電壓,熒光屏上的圖形是沿YY方向起伏的正弦曲線8(多選)由同種絕緣材料做成的水平面MN和斜面NP,如圖所示,NQ垂直水平面且左側(cè)有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)帶正電的物體從與N點(diǎn)相距L0的位置靜止釋放,調(diào)節(jié)斜面的傾角,當(dāng)傾角37°時(shí),物體沿斜面也能滑行L0距離,然后物體沿原路徑返回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)靜止,已知物體每次經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)沒有機(jī)械能損失且返回途中撤去電場(chǎng),已知sin 37°0.6,cos 37°0.8,則( AD )A物體與該材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B物體與該材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75C如果物體距離N點(diǎn)3L0由靜止釋放,物體能沿斜面滑行1.8L0D如果物體距離N點(diǎn)3L0由靜止釋放,物體能沿斜面滑行3L0B組·能力題9如圖所示,豎直放置的半圓形光滑絕緣軌道半徑為R0.2 m,圓心為O,下端與絕緣水平軌道在B點(diǎn)相切并平滑連接一帶正電q5.0×103 C、質(zhì)量為m3.0 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),置于水平軌道上的A點(diǎn)已知A、B兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)1.0 m,物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度g取10 m/s2.(1)若物塊在A點(diǎn)以初速度v0向左運(yùn)動(dòng),恰好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)D,則物塊的初速度v0應(yīng)為多大?(2)若整個(gè)裝置處于方向水平向左、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E2.0×103 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中(圖中未畫出),現(xiàn)將物塊從A點(diǎn)由靜止釋放,試確定物塊在以后運(yùn)動(dòng)過程中速度最大時(shí)的位置(結(jié)果可用反三角函數(shù)表示);(3)在(2)問的情景中,試求物塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的總路程解析:(1)對(duì)物塊由A至D過程中由動(dòng)能定理可知2mgRmgLmvmv,對(duì)物塊在D點(diǎn)有mgm,聯(lián)立解得v0 m/s.(2)對(duì)物塊,假設(shè)物塊可運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),則由A至C過程有qE(LR)mgRmgLmv0,可得vC0,故物塊始終沒有脫離軌道故物塊在運(yùn)動(dòng)過程速度最大時(shí)位于B點(diǎn)左側(cè)圓弧上,設(shè)該位置與圓心的連線與OB的夾角為,對(duì)物塊受力分析,可知tan ,arctan .(3)對(duì)于物塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的全程有qELmgL總0,解得L總 m.答案:(1) m/s(2)見解析(3) m10如圖甲所示,平行金屬板M、N水平放置,板右側(cè)有一豎直熒光屏,板長(zhǎng)、板間距及豎直屏到板右端的距離均為l,M板左下方緊貼M板有一粒子源,以初速度v0水平向右持續(xù)發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為q的粒子已知板間電壓UMN隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,其中U0,忽略粒子間相互作用和它們的重力,忽略兩板間電場(chǎng)對(duì)板右側(cè)的影響,熒光屏足夠大(1)計(jì)算說明,t0時(shí)刻射入板間的粒子打在屏上或N板上的位置;(2)求熒光屏上發(fā)光的長(zhǎng)度解析:(1)t0時(shí)刻射入電場(chǎng)時(shí),有qma,粒子在0時(shí)間內(nèi),偏轉(zhuǎn)距離為ya()2,解得y4l,因y4ll,故粒子打在N極板上粒子在兩板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1滿足lat,xv0t1,解得x,即粒子打在N極板中央(2)在t時(shí)射入板間的粒子不偏轉(zhuǎn),沿直線打到熒光屏上在tT時(shí)射入的粒子,剛好從N極板右邊緣射出極板,此粒子打在熒光屏上的偏轉(zhuǎn)距離最大,粒子的軌跡如圖所示偏轉(zhuǎn)角滿足tan ,vyat1a·4v0,解得tan 4.設(shè)出極板后勻速運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)量為y,tan ,熒光屏上發(fā)光長(zhǎng)度為yly5l.答案:(1)粒子打在N極板中央(2)5l6

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