届高考一轮人教物理静电场四川含答案Word格式.docx
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B.把负电荷从A移到B,静电力做正功,电势能减少
C.负电荷从B移到A时,静电力做负功
D.UAB=UBA
4、(多选如图所示,在竖直放置的平行金属板A、B之间加有恒定电压U,A、B两板的中央留有小孔O1、O2,在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E,电场范围足够大,感光板MN垂直于电场方向固定放置。
第一次从小孔O1处由静止释放一个质子,第二次从小孔O1处由静止释放一个α粒子,关于这两个粒子的运动,下列判断正确的是( )
A.质子和α粒子在O2处的速度大小之比为1∶2
B.质子和α粒子在整个过程中运动的时间相等
C.质子和α粒子打到感光板上时的动能之比为1∶2
D.质子和α粒子打到感光板上的位置相同
5、(多选)一个点电荷,从静电场中的a点移到b点,若在a点和b点的电势能相等,则( )
A.a、b两点的电势一定相等
B.a、b两点场强可能相等
C.作用于该点电荷的电场力一定始终与其移动方向垂直
D.该点电荷一定沿等势面移动
6、如图所示,图甲实线为方向未知的三条电场线,a、b两带电粒子从电场中的P点由静止释放,不考虑两粒子间的相互作用,仅在电场力作用下,两粒子做直线运动,a、b粒子的速度大小随时间变化的关系如图乙中实线所示,虚线为直线,则( )
甲 乙
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a向左运动,b向右运动
C.a电势能减小,b电势能增大
D.a动能减小,b动能增大
7、(多选)如图所示,虚线为电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等。
一个质子在A点的电势能小于其在B点的电势能,下列说法中正确的是( )
A.A点的电势比B点的高
B.A点的电势比B点的低
C.质子在A点所受的电场力比B点的大
D.质子在A点所受的电场力比B点的小
8、如图所示,在一真空区域中AB、CD是圆O的两条直径,在A、B两点各放置电荷量为+Q和-Q的点电荷,设C、D两点的电场强度大小分别为EC、ED,电势分别为φC、φD,下列说法正确的是( )
A.EC与ED相同,φC=φD
B.EC与ED不相同,φC=φD
C.EC与ED相同,φC>φD
D.EC与ED不相同,φC>φD
*9、一无限大接地导体板MN前面放有一点电荷+Q,它们在周围产生的电场可看作是在没有导体板MN存在的情况下,由点电荷+Q与其像电荷-Q共同激发产生的。
像电荷-Q的位置就是把导体板当作平面镜时,电荷+Q在此镜中的像点位置。
如图所示,已知+Q所在位置P点到金属板MN的距离为L,a为OP的中点,abcd是边长为L的正方形,其中ab边平行于MN。
则( )
A.a点的电场强度大小为E=4k
B.a点的电场强度大小大于b点的电场强度大小,a点的电势高于b点的电势
C.b点的电场强度和c点的电场强度相同
D.一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中电势能的变化量为零
*10、如图所示,在E=500V/m的匀强电场中,a、b两点相距d=2cm,它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°
,则Uab等于( )
A.5VB.10V
C.-5VD.-10V
*11、如图甲所示,两极板间加上如图乙所示的交变电压。
开始A板的电势比B板高,此时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动。
设电子在运动中不与极板发生碰撞,向A板运动时为速度的正方向,则下列图象中能正确反映电子速度变化规律的是(其中C、D两项中的图线按正弦函数规律变化)( )
甲 乙
A B
C D
*12、在维护和检修高压供电线路时,为了不影响城市用电,电工经常要在高压线上带电作业。
为了保障电工的安全,电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服。
如图所示为电工站在高压直流输电线的A供电线上作业,其头顶上方有B供电线,B供电线的电势高于A电线的电势。
虚线表示电工周围某一截面上的等差等势线,c、d、e、f是等势线上的四个点。
以下说法中正确的是( )
A.在c、d、e、f四点中,c点的电场最强
B.在c、d、e、f四点中,f点的电势最高
C.若将某电子由c移到f,其电势能将增大
D.将某电子在d点由静止释放,它会向e点所在等势面运动
二、非选择题
1、如图所示,水平面AB光滑,粗糙半圆轨道BC竖直放置.圆弧半径为R,AB长度为4R.在AB上方、直径BC左侧存在水平向右、场强大小为E的匀强电场.一带电量为+q、质量为m的小球自A点由静止释放,经过B点后,沿半圆轨道运动到C点.在C点,小球对轨道的压力大小为mg,已知E=
,水平面和半圆轨道均绝缘.求:
(1)小球运动到B点时的速度大小;
(2)小球运动到C点时的速度大小;
(3)小球从B点运动到C点过程中克服阻力做的功.
2、如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y和Y′长为L,相距d,足够大的竖直屏与两板右侧相距b。
在两板间加上可调偏转电压UYY′,一束质量为m、带电荷量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出。
(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点;
(2)求两板间所加偏转电压UYY′的范围;
(3)求粒子可能到达屏上区域的长度。
【答案】选C、D。
【答案】C [带电粒子所受合力指向运动轨迹的内侧,所以带电粒子受到的电场力水平向左,粒子向M点运动过程中电场力做负功,所以粒子到达M点时的动能最小,速率最小,选项A、B错误;
因为是匀强电场,粒子受到的电场力恒定,加速度恒定,选项C正确;
粒子靠近M点的过程,电场力做负功,电势能增加,远离M点的过程,电场力做正功,电势能减少,选项D错误。
]
[答案] ABC
CD [根据动能定理有
mv2-0=qU,解得v=
,所以质子和α粒子在O2处的速度大小之比为
∶1,选项A错误;
质子、α粒子在A、B板间做匀加速直线运动,由a=
可知,质子的加速度大,所以质子运动时间短,进入竖直电场做类平抛运动,质子在竖直电场中的加速度大,做类平抛运动的时间较短,可知质子在整个过程中的运动时间小于α粒子的运动时间,选项B错误;
O2到MN板的电势差用U′表示,对整个过程,由动能定理得Ek-0=q(U+U′),故带电粒子的末动能与电荷量成正比,所以质子和α粒子打到感光板上时的动能之比为1∶2,选项C正确;
质子、α粒子由O2到MN板,竖直方向有h=
t2,水平方向有x=vt,联立解得x=2
,所以质子和α粒子打到感光板上的位置相同,选项D正确。
AB [同一个点电荷若在a点和b点的电势能相等,根据电势能与电势的关系可知,a、b两点的电势一定相等,选项A正确;
a、b两点的电场强度可能相等,选项B正确;
根据题述信息能得出点电荷从静电场中的a点移到b点电场力做功为零,不能得出作用于该点电荷的电场力一定始终与其运动方向垂直,也不能得出该点电荷一定沿等势面移动,选项C、D错误。
【答案】B [从vt图象中可以看出,a粒子加速度逐渐增大,b粒子加速度逐渐减小,因为粒子仅受电场力,可知a粒子所受电场力逐渐增大,b粒子所受电场力逐渐减小,所以a向左运动,b向右运动,B正确;
由于不知电场的方向,所以无法判断a、b的电性,故A错误;
带电粒子在沿电场力的方向运动时,电场力做正功,所以a、b的电势能均减小,动能均增加,故C、D错误。
BD [正电荷在电场中电势高的位置,电势能大,由于带正电的质子在A点的电势能小于其在B点的电势能,则知A点的电势比B点的低,故A错误,B正确;
等差等势面的疏密代表场强的大小,故B点的场强大于A点的场强,质子在A点所受的电场力比B点的小,故C错误,D正确。
【答案】C 根据等量异号电荷周围电场的分布情况可知,C、D两点的电场强度大小相等、方向相同,正电荷周围电势为正,负电荷周围电势为负,故D点电势一定小于C点电势,C选项正确.
【答案】B [由题意可知,点电荷+Q和金属板MN周围空间的电场与等量异种点电荷产生的电场等效,所以a点的电场强度E=k
+k
=
,A错误;
等量异种点电荷周围的电场线和等势面分布如图所示:
由图可知Ea>
Eb,φa>
φb,B正确;
图中b、c两点的场强不同,C错误;
由于a点的电势大于d点的电势,所以一正点电荷从a点经b、c运动到d点的过程中电场力做正功,电荷的电势能减小,D错误。
[答案] C
A [电子在交变电场中所受电场力大小不变,加速度大小不变,故C、D两项错误;
从0时刻开始,电子向A板做匀加速直线运动,
T后电场力反向,电子向A板做匀减速直线运动,直到t=T时刻速度变为零,之后重复上述运动,A项正确,B项错误。
C [等差的等势线疏密表示场强的大小,越密越大,则在c、d、e、f四点中,f点的电场最强,故A错误;
由题可知在c、d、e、f四点中,c点的电势最高,故B错误,若将某电子由c移到f,电场力做负功,其电势能将增大,故C正确;
将某电子在d点由静止释放,它会向c点所在等势面运动,故D错误。
【答案】
(1)
(2)
(3)mgR
解析:
(1)小球运动到B点的过程中,电场力做功.
根据动能定理,qE·
4R=
mv
-0.
其中E=
.
联立解得,vB=
(2)小球运动到C点时,根据牛顿第二定律,
2mg=m
解得,vC=
(3)小球从B运动到C点的过程,根据动能定理,
-Wf-2mgR=
mvC2-
mvB2
解得,Wf=mgR.
思路点拨:
解此题要注意两点:
(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,出电场后做匀速直线运动。
(2)灵活应用分解的方法抓住边界条件。
[解析]
(1)设粒子在运动过程中的加速度大小为a,离开偏转电场时偏转距离为y,沿电场方向的速度为vy,速度偏转角为θ,其反向延长线通过O点,O点与板右端的水平距离为x,
则有y=
at2
L=v0t
vy=at
tanθ=
,
解得x=
即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点。
(2)由题知a=
E=
解得y=
当y=
时,UYY′=
则两板间所加电压的范围为
-
≤UYY′≤
。
(3)当y=
时,粒子到达屏上时竖直方向偏移的距离最大,设其大小为y0,
则y0=y+btanθ
又tanθ=
解得:
y0=
故粒子在屏上可能到达的区域的长度为2y0=
[答案] 见解析
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