2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化雙擊訓(xùn)練專題九帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng) B卷-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化雙擊訓(xùn)練專題九帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng) B卷1.如圖所示,正電荷q均勻分布在半球面上,球面半徑為R,為通過半球頂點(diǎn)C和球心O的軸線.為軸線上的兩點(diǎn),距球心O的距離均為,在M右側(cè)軸線上點(diǎn)固定正點(diǎn)電荷Q,點(diǎn)間距離為R,已知P點(diǎn)的場強(qiáng)為零,若帶電均勻的封閉球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,則M點(diǎn)的場強(qiáng)為( )A.0 B. C. D.2.真空中存在沿x軸方向的電場,x軸上各點(diǎn)的電勢φ隨位置x變化的關(guān)系圖像如圖所示,在處靜止釋放一個(gè)負(fù)電荷,不計(jì)電荷重力,則下列說法正確的是( )A.處的電勢為零,電場強(qiáng)度大小也為零B.處的電場強(qiáng)度小于處的電場強(qiáng)度C.電荷沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)過程中,電勢能先變大后變小D.電荷沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)到的最遠(yuǎn)位置處的坐標(biāo)為3.如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷和，分別固定在x坐標(biāo)軸上，其中位于處，位于處。在x軸上（）A.場強(qiáng)為0的點(diǎn)有兩處B.在區(qū)域，電勢沿x軸正方向降低C.質(zhì)子從運(yùn)動(dòng)到處，電勢能升高D.在的區(qū)域，場強(qiáng)沿x軸正方向4.電荷量不相等的兩點(diǎn)電荷分別固定在x軸上坐標(biāo)為和的兩點(diǎn)，其中x軸上坐標(biāo)為處點(diǎn)電荷帶正電，電荷量為Q.兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中處電勢最低，x軸上兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為和，則下列判斷正確的是( )A.兩點(diǎn)電荷一定為異種電荷B.原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度大小為C.負(fù)檢驗(yàn)電荷在原點(diǎn)O處受到向右的電場力D.負(fù)檢驗(yàn)電荷由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程，電勢能先減小后增大5.如圖所示，在與水平面成30°角放置的平行板電容器中，存在電場強(qiáng)度的勻強(qiáng)電場，兩板間距為，m，q為別為下極板右側(cè)內(nèi)邊緣處負(fù)點(diǎn)電荷的質(zhì)量和帶電荷量，靜止釋放點(diǎn)電荷后，點(diǎn)電荷會(huì)運(yùn)動(dòng)到正極板，則該點(diǎn)電荷在運(yùn)動(dòng)過程中（）A.重力勢能增大，電勢能減小 B.到達(dá)正極板所用時(shí)間為C.電場力做的功為 D.到達(dá)正極板時(shí)的動(dòng)能為6.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡在豎直平面（紙面）內(nèi)，如圖所示，且關(guān)于過軌跡最右端的N點(diǎn)的水平直線對稱.已知重力加速度為g，忽略空氣阻力.由此可知( )A.勻強(qiáng)電場的方向水平向左 B.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E可能等于C.小球在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的大 D.M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的高7.如圖所示，勻強(qiáng)電場中有的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)邊長為的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，電場線與正方形所在平面平行.已知A點(diǎn)電勢為8 V，B點(diǎn)電勢為，D點(diǎn)電勢為20 V.一個(gè)比荷為帶電粒子從A點(diǎn)以某一速度沿對角線方向射入此電場，一段時(shí)間后經(jīng)過B點(diǎn).不計(jì)粒子的重力.下列判斷正確的是( )A.C點(diǎn)電勢等于B.電場強(qiáng)度的大小為，方向由D指向BC.帶電粒子從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為D.帶電粒子從A點(diǎn)進(jìn)入時(shí)的初速度為8.如圖所示，空間分布著勻強(qiáng)電場，場中有與電場方向平行的四邊形，其中M為的中點(diǎn)，N為的中點(diǎn).將電荷量為的粒子，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢能減小；將該粒子從D點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢能減小.下列說法正確的是( )A.D點(diǎn)的電勢一定比A點(diǎn)的電勢高B.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度方向必沿方向C.若之間的距離為d，則該電場的電場強(qiáng)度的最小值為D.若將該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場力做的功為9.如圖所示，在平面坐標(biāo)系內(nèi)以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心畫一個(gè)半徑為的圓，為圓與坐標(biāo)軸相交的四點(diǎn).若沿平面方向加一勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，測得P點(diǎn)的電勢為6 V，Q點(diǎn)的電勢為，M點(diǎn)的電勢為2 V，則下列說法正確的是( )A.電場方向與y軸負(fù)方向的夾角的正切值為0.4B.N點(diǎn)的電勢為2 VC.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為D.在同一圓周上，沿電場線方向直徑兩端點(diǎn)的電勢差最大為12 V10.如圖所示，是固定在豎直平面內(nèi)的光滑絕緣斜劈，，D為的中點(diǎn)，質(zhì)量為m的帶正電小滑塊由A點(diǎn)靜止釋放，沿面滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)速度為.若在空間加一與平面平行的勻強(qiáng)電場，滑塊仍由靜止釋放，沿面滑下，滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)速度為，若滑塊由靜止沿面滑下，滑到斜面底端C點(diǎn)時(shí)速度為，則下列說法正確的是( )A.電場方向由A指向CB.B點(diǎn)電勢與D點(diǎn)電勢相等C.滑塊滑到D點(diǎn)時(shí)機(jī)械能增加了D.滑塊分別沿面、面滑下到斜面底端的過程中電勢能變化量之比為2:311.如圖所示,水平面內(nèi)的等邊三角形的邊長為L,頂點(diǎn)P恰好位于一傾角為30°的光滑絕緣直導(dǎo)軌的最低點(diǎn),點(diǎn)的豎直投影點(diǎn)O為三角形邊的中點(diǎn),現(xiàn)將一對等量異種點(diǎn)電荷固定于兩點(diǎn),各自所帶電荷量均為Q,在光滑直導(dǎo)軌上端處,將質(zhì)量為m、帶電荷量為的小球套在導(dǎo)軌上(忽略它對原電場的影響)由靜止開始釋放,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,靜電力常量為k,重力加速度為g,空氣阻力可忽略,則小球沿導(dǎo)軌下滑過程中( )A.小球剛釋放時(shí)的加速度大小為 B.小球的電勢能先增大后減小C.小球到達(dá)導(dǎo)軌底端P的速度為 D.導(dǎo)軌上與P處場強(qiáng)大小之比為12.如圖所示，真空中有一豎直向上的勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)大小為E，電場中的兩點(diǎn)固定著兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷兩點(diǎn)的連線水平，O為其連線的中點(diǎn)，是兩點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上的兩點(diǎn)，，兩點(diǎn)在兩點(diǎn)電荷的連線上，且與兩點(diǎn)的連線恰好形成一個(gè)菱形，則下列說法正確的是( )A.兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B.兩點(diǎn)的電勢相同C.將電子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)的過程中，電場力對電子做正功D.質(zhì)子在O點(diǎn)時(shí)的電勢能大于其在b點(diǎn)時(shí)的電勢能13.如圖所示，一充電后與電源斷開的平行板電容器的兩極板水平放置，兩板長均為L，板間距離為d，距板右端L處有一豎直屏M.一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以初速度沿中線射入兩板間，最后垂直打在M上，則下列結(jié)論正確的是（已知重力加速度為g）( )A.兩極板間電壓為B.板間電場強(qiáng)度大小為C.整個(gè)過程中質(zhì)點(diǎn)的重力勢能增加D.若僅增大兩極板間距，則該質(zhì)點(diǎn)不可能垂直打在M上14.如圖所示，在豎直平面內(nèi)，有一長度的固定絕緣豎直桿點(diǎn)所在的水平面上方存在著場強(qiáng)大小、方向水平向右的勻強(qiáng)電場，下方虛線空間內(nèi)存在著場強(qiáng)大小為、方向與豎直方向的夾角且斜向右上方的勻強(qiáng)電場.現(xiàn)將一質(zhì)量、電荷量的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）套在桿上從A端由靜止釋放后下滑，最后從C點(diǎn)離開電場，此時(shí)速度方向恰好與垂直.已知小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取，.求：（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；（2）小球在電場中的加速度大小和方向，以及小球過C點(diǎn)時(shí)的速度大??；（3）小球從A端釋放到C點(diǎn)離開的過程中，電場力做的功.

答案以及解析1.答案：C解析：設(shè)另一半球面帶電荷量也為q,由對稱性知,半球面上電荷q在P點(diǎn)的場強(qiáng)與另一半球面上電荷在M點(diǎn)形成的場強(qiáng)大小相等、方向相反,由帶電均勻的封閉球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零知,半球面上電荷q在M點(diǎn)的場強(qiáng)與在P點(diǎn)的場強(qiáng)相同,由于P點(diǎn)場強(qiáng)為零,故半球面上電荷q在P點(diǎn)的場強(qiáng)與正點(diǎn)電荷Q在P點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等、方向相反,故半球面上電荷q在M點(diǎn)的場強(qiáng)大小為,方向向右,點(diǎn)固定正點(diǎn)電荷Q在M點(diǎn)的場強(qiáng)大小為,方向向左,則M點(diǎn)場強(qiáng)大小為,方向向左,C正確,A、B、D錯(cuò)誤.2.答案：D解析：在圖像中圖像斜率表示電場強(qiáng)度,由圖像可知x軸正半軸的電場強(qiáng)度大小為2 V/m,方向沿x軸正方向,x軸負(fù)半軸電場強(qiáng)度大小為3 V/m,方向沿x軸負(fù)方向,故處電場強(qiáng)度大小為2 V/m,處的電場強(qiáng)度大于處的電場強(qiáng)度,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;電荷沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)過程中,電荷受到的電場力先做正功后做負(fù)功,因此電勢能先減小后增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電荷沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)處時(shí),電荷的速度為零,根據(jù)能量守恒定律,電荷沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)處的電勢等于釋放位置處的電勢,處的電勢與處的電勢均為4 V,故電荷沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)到的最遠(yuǎn)位置處的坐標(biāo)為,選項(xiàng)D正確.3.答案：D解析：A項(xiàng)：某點(diǎn)的電場強(qiáng)度是正電荷和負(fù)電荷在該處產(chǎn)生的電場的疊加，是合場強(qiáng)。根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式，所以要使電場強(qiáng)度為零，那么正電荷和負(fù)電荷在該處產(chǎn)生的場強(qiáng)必須大小相等、方向相反，不會(huì)在的左邊，因?yàn)?/span>的電荷量大于，也不會(huì)在之間，因?yàn)樗鼈冸娦韵喾矗谥虚g的電場方向都向右。所以，只能在右邊.即在x坐標(biāo)軸上電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)只有一個(gè).故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：由選項(xiàng)A的分析可知，在區(qū)域，有一點(diǎn)使得電場強(qiáng)度為0，則在區(qū)域，電勢沿x軸正方向先降低后增大，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：區(qū)域電場強(qiáng)度方向沿x正方向，質(zhì)子從運(yùn)動(dòng)到處，電勢能減小，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：在的區(qū)域.場強(qiáng)沿x軸正方向，故D正確。4.答案：B解析：圖線上某點(diǎn)切線斜率的絕對值表示該點(diǎn)的場強(qiáng)大小，由處電勢最低可知該點(diǎn)的場強(qiáng)為零，因?yàn)樵擖c(diǎn)在兩點(diǎn)電荷中間，所以兩點(diǎn)電荷一定是同種電荷，處點(diǎn)電荷帶正電，故A錯(cuò)誤；由以上分析可知在處合場強(qiáng)為零，設(shè)處電荷帶電荷量為，由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式可得，由此可得，所以O點(diǎn)的場強(qiáng)大小為，方向水平向右，故B正確；由以上分析可知O點(diǎn)的場強(qiáng)方向水平向右，而負(fù)檢驗(yàn)電荷所受電場力方向與場強(qiáng)方向相反，則負(fù)檢驗(yàn)電荷在O點(diǎn)所受電場力方向水平向左，故C錯(cuò)誤；由題圖可知，從M到N電勢先降低后升高，對負(fù)檢驗(yàn)電荷來說電勢越低處電勢能越大，所以負(fù)檢驗(yàn)電荷由M運(yùn)動(dòng)到N的過程中，電勢能先增大后減小，故D錯(cuò)誤.5.答案：D解析：點(diǎn)電荷受力分析如圖所示.根據(jù)平行四邊形定則可知，合力水平向左，大小為即點(diǎn)電荷沿水平方向向左勻加速運(yùn)動(dòng)到正極板，所以重力不做功，重力勢能不變，A錯(cuò)誤；根據(jù)，，解得，所以B錯(cuò)誤；電場力做的功,C錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理得,D正確。6.答案：D解析：帶負(fù)電的小球在勻強(qiáng)電場中及重力場中做類似斜上拋運(yùn)動(dòng)，其軌跡在豎直平面（紙面）內(nèi)，且關(guān)于過軌跡最右端的N點(diǎn)的水平直線對稱，則可判斷小球所受合力的方向水平向左，而重力方向豎直向下，則可知電場力的方向斜向左上方，如圖所示，又因小球帶負(fù)電，所以勻強(qiáng)電場的方向?yàn)樾毕蛴蚁路剑鶕?jù)幾何知識可知，即，A、B錯(cuò)誤；小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中電場力做負(fù)功，小球在M點(diǎn)的電勢能小于在N點(diǎn)的，又小球帶負(fù)電，故可知M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的高，C錯(cuò)誤，D正確.7.答案：B解析：因?yàn)?/span>A點(diǎn)電勢為8 V，B點(diǎn)電勢為，D點(diǎn)電勢為20 V，，連接，由于在勻強(qiáng)電場中沿任意相等長度直線電勢差相等，由幾何關(guān)系可知，對角線互相垂直平分，則對角線交點(diǎn)O電勢為8 V，即三點(diǎn)電勢相等，電場強(qiáng)變方向由D指向B.因帶電粒子從A點(diǎn)以某一速度沿對角線方向射入此電場，所以粒子初速度方向垂直于場強(qiáng)方向，做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)幾何關(guān)系可知，粒子從A到B沿場強(qiáng)方向運(yùn)動(dòng)的位移等于垂直場強(qiáng)方向運(yùn)動(dòng)的位移，兩位移均為，因此，，電場強(qiáng)度的大小為，解得，B項(xiàng)正確，A、C、D錯(cuò)誤.8.答案：D解析：因?yàn)閷㈦姾闪繛?/span>的粒子，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電勢能減小，所以A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢高；同理D點(diǎn)電勢比C點(diǎn)的電勢高；兩點(diǎn)電勢關(guān)系無法確定，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度方向不一定沿方向，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.若之間的距離為d，則該電場的電場強(qiáng)度取最小值時(shí)必沿方向，此時(shí)有，則，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.M點(diǎn)的電勢，同理，則若將該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場力做的功為，選項(xiàng)D正確.9.答案：C解析：將等分為12份，每一份電勢差為1 V，如圖所示，則點(diǎn)的電勢為2 V，M點(diǎn)與點(diǎn)電勢相同，連接，則為等勢線，又由題知，P點(diǎn)電勢大于Q點(diǎn)電勢，則電場方向垂直于指向右下方，勻強(qiáng)電場方向與y軸負(fù)方向的夾角的正切值為，A錯(cuò)誤.過N點(diǎn)作的平行線，與y軸相交的點(diǎn)的電勢為，可知N點(diǎn)電勢為，B錯(cuò)誤.電場線與y軸負(fù)方向的夾角的余弦值為，則等勢線與間的距離，電勢差大小為4 V，電場強(qiáng)度的大小，C正確.沿電場線方向直徑兩端點(diǎn)的電勢差最大，為，D錯(cuò)誤.10.答案：BC解析：無電場時(shí)滑塊由A運(yùn)動(dòng)到B，有，有電場時(shí)滑塊由A運(yùn)動(dòng)到B，有，有電場時(shí)滑塊由A運(yùn)動(dòng)到C，有，可得，，又因?yàn)?/span>，則，則D點(diǎn)與B點(diǎn)電勢相等，故B正確；電場方向垂直于與不垂直，所以電場方向不可能由A指向C，故A錯(cuò)誤；因D為的中點(diǎn)，則滑塊滑到D點(diǎn)時(shí)電場力做的功為滑塊滑到C點(diǎn)時(shí)的一半，為，則滑塊滑到D點(diǎn)時(shí)機(jī)械能增加了，故C正確；根據(jù)知滑塊分別沿面滑下到斜面底端的過程中電勢能變化量之比為1:2，故D錯(cuò)誤.11.答案：ACD解析：在點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿水平方向,與導(dǎo)軌垂直,則小球的加速度,故A正確;因等量異種點(diǎn)電荷固定于兩點(diǎn),則在其連線的中垂面上所有點(diǎn)的場強(qiáng)方向垂直于該面,該面為等勢面,則小球沿下滑過程中電勢能不變,故B錯(cuò)誤;由點(diǎn)到P點(diǎn)電勢相等,所以小球沿下滑時(shí)電場力不做功,只有重力做功,根據(jù)幾何知識可知,則有,得,故C正確;由幾何知識可得,則點(diǎn)場強(qiáng)大小為,P點(diǎn)場強(qiáng)大小,則,故D正確.12.答案：AD解析：由等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場的分布特點(diǎn)可知，兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同，當(dāng)再疊加勻強(qiáng)電場時(shí)，兩點(diǎn)的場強(qiáng)依然相同，故A正確；等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場的特點(diǎn)是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上的電勢相等，當(dāng)再疊加勻強(qiáng)電場時(shí)，d點(diǎn)的電勢高于c點(diǎn)的電勢，故B錯(cuò)誤；將電子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)的過程中，勻強(qiáng)電場對電子做負(fù)功，等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場對電子做負(fù)功，所以電場力對電子做負(fù)功，故C錯(cuò)誤；質(zhì)子從O點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場對質(zhì)子做正功，質(zhì)子電勢能減小，勻強(qiáng)電場對質(zhì)子不做功，質(zhì)子電勢能不變，所以質(zhì)子在O點(diǎn)時(shí)的電勢能大于其在b點(diǎn)時(shí)的電勢能，故D正確.13.答案：BC解析：據(jù)題分析可知，質(zhì)點(diǎn)在平行板間軌跡應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)，做類平拋運(yùn)動(dòng)，飛出電場后，質(zhì)點(diǎn)的軌跡向下偏轉(zhuǎn)，才能最后垂直打在M屏上，前后過程質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡有對稱性，可見兩次偏轉(zhuǎn)的加速度大小相等，根據(jù)牛頓第二定律得，解得，由得板間電勢差，故A錯(cuò)誤，B正確；質(zhì)點(diǎn)在電場中向上偏轉(zhuǎn)的距離，解得，故質(zhì)點(diǎn)打在屏上的位置與P點(diǎn)的距離為，重力勢能的增加量，故C正確；僅增大兩極板間的距離，因兩板上電荷量不變，根據(jù)可知，板間場強(qiáng)不變，質(zhì)點(diǎn)在電場中受力情況不變，則運(yùn)動(dòng)情況不變，故仍垂直打在屏上，故D錯(cuò)誤.14.答案：（1）6 m/s（2），方向水平向右；10 m/s（3）解析：（1）小球沿桿下滑過程中受到的滑動(dòng)摩擦力大小為，則小球沿桿下滑的加速度大小為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得，聯(lián)立解得.（2）小球離開B點(diǎn)后在勻強(qiáng)電場中受重力、電場力，如圖甲所示，將電場力沿水平、豎直方向分解，則豎直方向上有，恰好與小球重力平衡，則小球在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，加速度大小為，解得，方向水平向右.小球過C點(diǎn)時(shí)，如圖乙所示將速度分解，有.（3）小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中電場力做功為零.小球到C點(diǎn)時(shí)的水平速度，設(shè)小球從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則，解得，兩點(diǎn)間的豎直距離為，小球從B運(yùn)動(dòng)到C的過程，根據(jù)動(dòng)能的定理有，代入數(shù)據(jù)解得.

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