2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題四 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 4.8 電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè).doc

2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題四 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 4.8 電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè)一、選擇題1.由庫(kù)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Fk，式中k為靜電力常量若用國(guó)際單位制的基本單位表示，k的單位應(yīng)為()AkgA2m3 BkgA2m3s4Ckgm2C2 DNm2A2解析：由庫(kù)侖定律知k，式中都取國(guó)際單位時(shí)k的單位為，由I知，1 C21 A2s2，又因1 N1 ，整理可得k的單位應(yīng)為，即kgA2m3s4，故選項(xiàng)B正確答案：B2.已知均勻帶電的無(wú)窮大平面在真空中激發(fā)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為，其中為平面上單位面積所帶的電荷量，0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(wú)窮大導(dǎo)體板，則極板間的電場(chǎng)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，故電場(chǎng)強(qiáng)度E.帶電量為Q的平板在與另一平板產(chǎn)生的電場(chǎng)中受力FQE.兩板之間的場(chǎng)強(qiáng)為兩板各自場(chǎng)強(qiáng)疊加的合場(chǎng)強(qiáng)，E合2E，D正確答案：D3.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(chǎng)力、重力和庫(kù)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(lái)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(chǎng)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(lái)回碰撞，D正確答案：D4.(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(shuō)法正確的是() AA、B兩小球間的庫(kù)侖力變大BA、B兩小球間的庫(kù)侖力變小CA球?qū)O桿的壓力變大DA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(kù)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(kù)侖力減?。挥烧w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：BD5.(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：小球a從N到Q過(guò)程中，離小球b越來(lái)越近，電勢(shì)能逐漸增大，C正確N到Q過(guò)程中，重力做正功，庫(kù)侖力做負(fù)功，重力功率逐漸減小為零，庫(kù)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(guò)程中，重力和庫(kù)侖力都做負(fù)功，重力勢(shì)能和電勢(shì)能增加量等于動(dòng)能減少量，D錯(cuò)誤答案：BC6.半徑為R的均勻帶電球體，在通過(guò)球心O的直線上，各點(diǎn)的電場(chǎng)分布如圖所示。當(dāng)xR時(shí)，電場(chǎng)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(shì)面，球體是個(gè)等勢(shì)體B在x軸上xR處電勢(shì)最高CxPRD球心O與球面間的電勢(shì)差為E0R解析：從圖象上看，球內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度都不等于零，因此球體不是等勢(shì)體，A錯(cuò)誤；在x軸上xR處場(chǎng)強(qiáng)最大，而不是電勢(shì)最高，B錯(cuò)誤；EP，E，因?yàn)镋PE，所以xPR，C正確；假設(shè)球心O與球面間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，且大小為E0，則電勢(shì)差UE0R，但是O與球面間的電場(chǎng)并不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，因此D錯(cuò)誤答案：C7.(多選)如圖所示的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)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()AM的帶電量比N的大BM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(guò)程中勻強(qiáng)電場(chǎng)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(chǎng)的電場(chǎng)力，由平衡條件可知M、N所受電場(chǎng)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(chǎng)E對(duì)其電場(chǎng)力必向左，即與場(chǎng)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(chǎng)對(duì)M的電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)方向的夾角為30.不計(jì)重力求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)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(chǎng)方向上的速度分量不變，即vBsin30v0sin60由此得vBv0設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB，由動(dòng)能定理有qUABm(vv)聯(lián)立式得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(guò)A點(diǎn)并垂直于軌道的豎直面右側(cè)有大小E1.5106N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)帶負(fù)電的小物體P電荷量是2.0106 C，質(zhì)量m0.25 kg，與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)0.4.P從O點(diǎn)由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)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，且tan 1.2.P在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)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g10 m/s2.求：v/(ms1)0v22v5v5F/N263(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(guò)程，電場(chǎng)力做的功解析：(1)小物體P的速率從0至2 m/s，受外力F12 N，設(shè)其做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a1，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1速度為v1，則F1mgma1v1a1t1由式并代入數(shù)據(jù)得t10.5 s(2)小物體P從速率為2 m/s運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)，受外力F26 N，設(shè)其做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，則F2mgma2設(shè)小物體P從速度v1經(jīng)過(guò)t2時(shí)間，在A點(diǎn)的速度為v2，則t20.55 st1v2v1a2t2P從A點(diǎn)至B點(diǎn)，受外力F26 N、電場(chǎng)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F2mgqEma3vv2a3x1P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(chǎng)力大小為FE，有FEF3F3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t3，水平位移為x2，由題意知tan x2v3t3設(shè)小物體P從A點(diǎn)至D點(diǎn)電場(chǎng)力做功為W，則WqE(x1x2)聯(lián)立，式并代入數(shù)據(jù)得W9.25 J答案：(1)0.5 s(2)9.25 J