选择训练(七)-高三物理二轮复习题.docx

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1、选择训练(七)静电场时间:40分钟(共14题,17题为单选,814题为多选)1.关于静电场,下列说法正确的是()A.在电场中,电势越高的地方,负电荷在该点具有的电势能越大B.由公式U=Ed可知,在匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比C.在电场中电场强度大的地方,电势一定高D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向2.两块水平放置的金属板分别与电源的正、负极相接,板间电压为U,形成竖直向下、场强为E的匀强电场.用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴.通过显微镜可找到悬浮不动的油滴,若此悬浮油滴的质量为m,则下列说法正确的是(重力加速度为g)()A.悬浮

2、油滴带正电B.悬浮油滴的电荷量为mgUC.增大场强,悬浮油滴将向上运动D.油滴的电荷量不一定是电子电荷量的整数倍3.如图X7-1所示,A和B均可视为点电荷,A固定在绝缘支架上,B通过绝缘轻质细线连接在天花板上,由于二者之间库仑力的作用,细线与水平方向成30角.A、B均带正电,电荷量分别为Q、q,A、B处于同一高度,二者之间的距离为L.已知静电力常量为k,重力加速度为g,则B的质量为()图X7-1A.kQqgL2B.2kQqgL2C.3kQq3gL2D.3kQqgL24. 在某匀强电场中有M、N、P三点,在以它们为顶点的三角形中,M=30,P=90,直角边NP的长度为4 cm.已知电场方向与三角

3、形所在平面平行,M、N和P点的电势分别为3 V、15 V和12 V,则电场强度的图X7-2大小为()A.150 V/mB.75 V/mC.2253 V/mD.753 V/m5.如图X7-3所示,一圆环上均匀分布着负电荷,x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法正确的是()图X7-3A.从O点沿x轴正方向,电场强度先增大后减小,电势一直降低B.从O点沿x轴正方向,电场强度先增大后减小,电势先降低后升高C.O点的电场强度为零,电势最低D.O点的电场强度不为零,电势最高6.已知一个无限大的金属板与一个点电荷之间的空间电场分布与等量异种图X7-4电荷之间的电场分布类似,即金属板表

4、面各处的电场强度方向与板面垂直.如图X7-4所示,MN为很大的不带电的金属平板,且与大地连接.现将一个电荷量为Q的正点电荷置于板的右侧,图中a、b、c、d是以正点电荷为圆心的圆上的四个点,四点的连线构成一内接正方形,其中ab连线与金属板垂直.下列说法正确的是()A.a点的电场强度与d点的电场强度相同B.a、b两点间的电势差等于d、c两点间的电势差C.将一正试探电荷沿直线ab从a点移到b点的过程中,试探电荷的电势能始终减小D.将一正试探电荷沿圆弧ad从a点移到d点的过程中,试探电荷的电势能始终保持不变7.如图X7-5所示,在P1、P2处各放一个电荷量相等的正点电荷,O点为P1、P2连线的中点.一

5、带正电的试探电荷从M点由静止出发,沿直线MON(x轴)运动到N点,M、N关于O点对称.关于试探电荷的速度v、电场强度E、电势、电势能Ep随x变化的图像,图X7-6中正确的是()图X7-5图X7-68.如图X7-7所示,带电质点P1固定在光滑的水平绝缘面上,在水平绝缘面上与P1一定距离处有另一个带电质点P2,P2在水平绝缘面上运动.某一时刻质点P2以速度v沿垂直于连线P1 P2的方向运动,则下列说法正确的是()图X7-7A.若P1、P2带同种电荷,以后P2一定做速度变大的曲线运动B.若P1、P2带同种电荷,以后P2一定做加速度变大的曲线运动C.若P1、P2带异种电荷,以后P2的速度和加速度可能都

6、不变D.若P1、P2带异种电荷,以后P2可能做加速度、速度都变小的曲线运动9.2019河南洛阳模拟 如图X7-8所示,虚线a、b、c为电场中的一簇等势线,相邻两等势线之间的电势差相等.从等势线a上一点A 处射出甲、乙两个粒子,两粒子在电场中的轨迹分别交等势线c于B、C点,甲粒子从A到B的动能变化量的绝对值是E,乙粒子从A到C的动能变化量的绝对值为12E.不计粒子的重力.由此可以判断()图X7-8A.甲粒子一定带正电,乙粒子一定带负电B.甲粒子的电荷量一定为乙粒子的电荷量的2倍C.甲粒子从A到B过程中电场力一定做正功,乙粒子从A到C过程中电场力一定做负功D.甲粒子在B点时的电势能的绝对值在数值上

7、一定是乙粒子在C点时的电势能的绝对值的2倍10.如图X7-9所示,A、B为两块平行带电金属板,A带负电,B带正电且与大地相接,两板间P点处固定一负电荷,设此时两极板间的电势差为U,P点场强大小为E,电势为P,负电荷的电势能为Ep.现将A、B两板水平错开一段距离(两板间距不变),图X7-9下列说法正确的是()A.U变大,E变大B.U变小,P降低C.P降低,Ep变大D.P升高,Ep变小11.有一种电荷控制式喷墨打印机,它的打印头的结构简图如图X7-10所示.其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒,此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场,再经偏转电场后打到纸上,显示出字符.不考虑墨汁微粒的重力.为

8、使打在纸上的字迹缩小,下列措施可行的是()图X7-10A.减小墨汁微粒的质量B.减小墨汁微粒所带的电荷量C.增大偏转电场的电压D.增大墨汁微粒的喷出速度12.如图X7-11所示,一带电粒子在匀强电场中只受电场力而运动,经过一平面直角坐标系中的a、O、b 三点时的动能分别为10 eV、4 eV、12 eV,下列说法正确的是()图X7-11A.该电场方向一定与xOy平面平行B.该电场场强大小为2002 V/mC.O点是该粒子轨迹上电势能最大的点D.该粒子轨迹为抛物线13.如图X7-12所示,正点电荷固定在O点,以O为圆心的同心圆上有a、b、c三点,一质量为m、电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a

9、点运动到b点,速率分别为va、vb.若a、b的电势分别为a、b,则()图X7-12A.a、c两点电场强度相同B.粒子的比荷qm=va2-vb22(a-b)C.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度D.粒子从a点移到b点,电场力做正功,电势能减少14.如图X7-13所示,点电荷Q1、Q2固定于边长为L的正三角形的两顶点上,将点电荷Q3(电荷量未知)固定于正三角形的中心,Q1、Q2的电荷量均为+q.在正三角形第三个顶点上放入另一点电荷Q,且Q的电荷量为-q,点电荷Q恰好处于平衡状态.已知静电力常量为k,不计各电荷受到的重力,下列说法正确的是()图X7-13A.若撤去Q3,则Q将做匀加速直线运动B.Q

10、3的电荷量为-3q3C.若不改变Q的电性,仅改变其电荷量,则Q将不再受力平衡D.若将Q1的电荷量改为-q,则Q受到的合力大小为2kq2L2非选择训练(五)带电粒子在电场中的运动时间:40分钟1.如图F5-1所示,一质量为m=310-2 kg、带电荷量为q=110-6 C的小球(可视为质点)用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中的O点,设电场足够大,静止时悬线向右且与竖直方向成30角.重力加速度g取10 m/s2.(1)求电场强度大小E;(2)若在某时刻将细线突然剪断,设O点距离地面的高度为H=10 m,细线长L=1033 m,求小球的落地时间(小球在运动过程电荷量保持不变).图F5-12. 如图

11、F5-2所示,质量为m、电荷量为e的电子从A点以速度v0垂直于电场方向射入一个电场强度为E的匀强电场中,从B点射出电场时的速度方向与电场线成120角,电子重力不计.求:(1)电子在电场中的加速度大小a及在B点的速度大小vB;(2)A、B两点间的电势差UAB;(3)电子从A点运动到B点的时间tAB.图F5-23.如图F5-3所示,P为倾角为30的光滑绝缘斜面体ABC斜边AC的中点,空间存在方向水平向右的匀强电场,场强大小未知,当在B点固定一质量为m的带电小球时,另一完全相同的带电小球恰好可以静止在P点且对斜面无压力.已知AB=l,重力加速度为g,静电力常量为k.(1)求带电小球的电性及电荷量大小

12、;(2)如果撤去B点的带电小球,将P处的小球从A点以速度v0水平抛出,求小球从抛出到第一次落回斜面的时间.图F5-34.如图F5-4甲所示,两平行极板P、Q的长度和板间距离均为l.位于极板左侧的粒子源沿两板的中轴线向右连续发射质量为m、电荷量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子.在03t0时间内两极板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响).已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在2t0时刻经极板边缘射出.上述m、q、l、t0为已知量.(不考虑粒子间相互作用及返回极板间的情况)(1)求粒子的初速度v0的大小;(2)求图乙中电压U0的大小.图F5-45.如图F5-5所示,绝缘光滑轨道ABC

13、D竖直放在与水平方向成=45角的匀强电场中,其中BCD部分是半径为R的半圆轨道,轨道的水平部分与半圆相切.现把一质量为m、电荷量为+q的小球(大小忽略不计)在水平轨道上某点由静止开始释放,小球恰好能沿半圆轨道通过半圆轨道最高点D,并恰好落在B点.重力加速度为g.求:(1)电场强度E的大小;(2)释放点距B点的距离L.图F5-56.如图F5-6所示,一条长为L的细线上端固定,下端拴一个质量为m、电荷量为q的小球,将它置于方向水平向右的匀强电场中,使细线竖直拉直时将小球从A点由静止释放,当细线离开竖直位置偏角=60时,小球速度为0,重力加速度为g.(1)求小球的带电性质及电场强度大小E.(2)若小

14、球恰好能做完整的圆周运动,求从A点释放时小球应有的初速度vA的大小.图F5-6 选择训练(七)1.D解析 同一个负电荷在电势越低的地方,其电势能越大,A错误;由公式U=Ed可知,在匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间沿电场方向的距离成正比,B错误;电场强度的大小和电势的大小无关,电场强度大,电势不一定高,C错误;任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向,D正确.2.C解析 悬浮油滴受到电场力和重力的作用,且二力大小相等,方向相反,由于电场的方向竖直向下,因此悬浮油滴带负电,A错误;由qUd=mg知,q=mgdU,B错误;增大场强,悬浮油滴受到的电场力增大,悬浮油滴将向上运动,C正确;所

15、有的油滴所带电荷量一定是电子电荷量的整数倍,D错误.3.C解析 B处于静止状态,受力平衡,对B受力分析,受到重力、细线的拉力以及A对它的库仑力,根据平衡条件得tan 30=mBgkQqL2,解得mB=3kQq3gL2,故选项C正确.4.A解析 过P点作斜边MN的垂线交MN于O点,如图所示,由几何知识可知,NO=2 cm,MO=6 cm,由匀强电场的特点得,O点的电势为O=12 V,即O、P在同一等势面上,由电场线与等势面的关系和几何关系知E=Ud=N-ONO=150 V/m,故A正确.5.C解析 圆环上均匀分布着负电荷,根据对称性可知,圆环上各电荷在O点产生的合场强为零;圆环上各电荷在x轴正半

16、轴上产生的电场强度有水平向左的分量,根据电场的叠加原理可知,x轴正半轴上电场强度方向向左,根据顺着电场线方向电势降低可知,从O点沿x轴正方向,电势升高;O点的场强为零,无穷远处场强也为零,所以从O点沿x轴正方向,场强应先增大后减小,C正确,A、B、D错误.6.B解析 根据对称性知,a、d两点的电场强度大小相同,方向不同,所以电场强度不同,故A错误;由对称性知,a点电势等于d点电势,b点电势等于c点电势,因此a、b两点间的电势差等于d、c两点间的电势差,故B正确;沿直线由a点到b点,电势先升高后降低,因此正试探电荷由a点沿直线运动到b点的过程中,试探电荷的电势能先增大后减小,C错误;由于圆弧ad

17、不是等势线,因此正试探电荷沿圆弧ad从a点移到d点的过程中,其电势能发生变化,故D错误.7.C解析 根据等量同种点电荷周围的电场分布特点可知,O点场强为零,则试探电荷在O点的加速度为零,故A、B错误;两正电荷周围的电势为正,且连线的中点电势最低,故C正确;正试探电荷在电势为正的位置,根据Ep=q可知,其电势能为正值,故D错误.8.AD解析 若P1、P2带同种电荷,则P1、P2之间的库仑力为排斥力,并且力的方向和速度的方向不在一条直线上,所以质点P2一定做曲线运动,由于两者之间的距离越来越大,它们之间的库仑力越来越小,所以P2的加速度减小,速度增大,故A正确,B错误;若P1、P2为异种电荷,则P

18、1、P2之间的库仑力为吸引力,当P1、P2之间的库仑力恰好等于P2做圆周运动所需的向心力时,P2就绕着P1做匀速圆周运动,此时P2的速度大小和加速度大小都不变,但是方向改变,故C错误;若P1、P2为异种电荷,则P1、P2之间的库仑力为吸引力,当速度较大,吸引力小于P2做圆周运动所需的向心力时,P2做离心运动,吸引力减小,加速度减小,引力做负功,速度减小,P2做加速度、速度都变小的曲线运动,故D正确.9.BCD解析 由轨迹图可知,甲、乙两粒子所受的电场力方向相反,则两粒子电性一定相反,但是不能确定甲、乙两粒子各自的电性,选项A错误;根据Uq=|Ek|,|Ek甲|=2|Ek乙|,可知q甲=2q乙,

19、选项B正确,由粒子所受电场力指向轨迹凹侧及电场力方向与速度方向的夹角可以判断,甲粒子从A点到B点过程,电场力做正功,动能增加,乙粒子从A点到C点过程,电场力做负功,动能减小,故选项C正确;B、C两点的电势相同,根据Ep=q可知,甲粒子在B点时的电势能的绝对值在数值上一定是乙粒子在C点时的电势能的绝对值的2倍,选项D正确.10.AC解析 根据题意可知,两极板带电荷量保持不变,当正对面积变小时,由C=rS4kd可知,电容变小,由U=QC可知,极板间电压变大,由E=Ud可知,电场强度变大,故A正确;设P与B板之间的距离为d,B板接地,则B=0,由题可知0-P=Ed变大,则P一定降低,由于负电荷在电势

20、低的地方电势能大,所以电势能Ep变大,故C正确.11.BD解析 根据偏转距离公式y=qUl22mdv02可知,为使打在纸上的字迹缩小,可增大墨汁微粒的质量,减小墨汁微粒所带的电荷量,减小偏转电场的电压,增大墨汁微粒的喷出速度,B、D正确.12.AD解析 粒子在电场中运动时,粒子的电势能和动能之和守恒,设粒子带电荷量为q,电势能和动能之和为E,则在a点时,有10 eV+aq=E,在O点时,有4 eV+Oq=E,在b点时,有12 eV+bq=E,则aO=a-O=-6eVq,Ob=O-b=8eVq,因电势差与两点间距离成正比,可知该电场方向一定与xOy平面平行,选项A正确;因电荷所带的电荷量未知,不

21、能确定两点电势差的数值,则不能求解场强大小,选项B错误;在O点时粒子的动能不等于零,则O点不是电势能最大的位置,选项C错误;粒子只在恒定的电场力作用下做曲线运动,则轨迹一定为抛物线,选项D正确.13.BC解析 根据正点电荷周围的电场特征可知,a、c两点电场强度大小相同,方向不同,选项A错误;电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点,由能量守恒定律得12mva2-qa=12mvb2-qb,解得qm=va2-vb22(a-b),选项B正确;根据点电荷的电场强度公式可知,a点的电场强度大于b点的电场强度,粒子在a点所受的库仑力大于在b点所受的库仑力,由牛顿第二定律可知,粒子在a点的加速度大

22、于在b点的加速度,选项C正确;电荷量为-q的粒子从a点移到b点,克服电场力做功,电势能增大,选项D错误.14.BD解析 若撤去Q3,点电荷Q的所受的合力为Q1、Q2对点电荷Q的库仑力的合力,方向竖直向下,向下加速运动的过程中,由于与两电荷的距离变化,导致库仑力变化,则加速度变化,做非匀变速直线运动,A错误;Q1、Q2对点电荷Q的库仑力的合力为F1=2kq2L2cos 30=3kq2L2,方向竖直向下,根据几何关系知,Q3与点电荷Q的距离为r=33L,根据平衡条件得kQ3qr2=3kq2L2,解得Q3=33q,带负电,B正确;根据kQ3Qr2=3kQqL2知,Q的电荷量可以约去,若不改变Q的电性

23、,仅改变其电荷量,则Q将仍然受力平衡,C错误;若将Q1的电荷量改为-q,则Q受到Q1、Q2的合力F1=kq2L2,方向水平向右,Q3对Q的库仑力大小为3kq2L2,方向竖直向上,根据平行四边形定则知,Q受到的合力大小F合=kq2L22+3kq2L22=2kq2L2,D正确.非选择训练(五)1.(1)1105 N/C(2)1 s解析 (1)根据平衡条件得qE=mgtan 30解得E=1105 N/C.(2)将细线突然剪断,小球受重力和电场力,由几何关系可知小球在竖直方向的位移为h=H-Lcos 30=5 m,小球在竖直方向上做自由落体运动,根据h=12gt2得,小球的落地时间为t=1 s.2.(

24、1)eEm233v0(2)-mv026e(3)3mv03eE解析 (1)电子在电场中受电场力作用,根据牛顿第二定律可得a=eEm将电子在B点的速度分解,如图所示,可知vB=v0cos30=233v0.(2)从A到B过程,由动能定理得-eUAB=12mvB2-12mv02解得UAB=-mv026e.(3)设电子在B点时沿电场方向的速度大小为vy,有vy=v0tan 30vy=atAB解得tAB=3mv03eE.3.(1)负电l2mgk(2)3v03g解析 (1)对小球进行受力分析,小球受到竖直向下的重力mg、斜向右上方的库仑力F库和水平方向的电场力而平衡,则小球所受电场力方向水平向左,故小球带负

25、电.由平衡条件得F库cos 60=mgF库sin 60=qE由几何知识可得AB=BP=l,则F库=kq2l2联立解得qE=3mg,q=l2mgk(2)如果撤去B点的带电小球,将P处的小球从A点以速度v0水平抛出,则在水平方向上受到电场力,小球做匀减速运动,在竖直方向上,小球做自由落体运动.由于qE=3mg,则ax=qEm=3gay=gx=v0t-12axt2y=12ayt2yx=tan 30=33联立解得t=3v03g4.(1)l2t0(2)ml23qt02解析 (1)带电粒子在水平方向上做匀速直线运动,有l=v02t0解得v0=l2t0(2)t=0时刻进入的粒子先做类平抛运动再做匀速直线运动

26、,由运动学公式得y1=12at02vy=at0y2=vyt0=at02l2=y1+y2=32at02解得a=l3t02又qU0l=ma联立解得U0=ml23qt025.(1)2mg2q(2)2.5R解析 (1)设小球所受电场力为F,则F=Eq,小球恰好能通过D点,有mg-22F=mv2R小球通过D点后在水平方向上做匀变速直线运动,有x=vt-12axt2=0由牛顿第二定律得22F=max在竖直方向上做匀加速直线运动,有2R=12ayt2由牛顿第二定律得mg-22F=may联立解得v=2gR2,E=2mg2q(2)由释放点到D点的过程,根据动能定理得22EqL-mg2R+Eq2R=12mv2解得L=2.5R6.(1)正电3mg3q(2)2gL(3+1)解析 (1)对小球受力分析可知,小球带正电.小球由A点释放到速度等于零,由动能定理得EqLsin -mgL(1-cos )=0解得E=3mg3q.(2)将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力G,则G=233mg,方向与竖直方向成30角偏向右下方.若小球恰能做完整的圆周运动,则在等效最高点,有mv2L=233mg由A点到等效最高点,根据动能定理得-233mgL(1+cos 30)=12mv2-12mvA2联立解得vA=2gL(3+1).