2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章《靜電場(chǎng)》微專(zhuān)題10 電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題課時(shí)沖關(guān) 新人教版_1

1、2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章靜電場(chǎng)微專(zhuān)題10 電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題課時(shí)沖關(guān) 新人教版微專(zhuān)題10電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分)1(68520224)如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，以初速度v0從a點(diǎn)豎直向上射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右粒子通過(guò)電場(chǎng)中的b點(diǎn)時(shí)，速率為2v0，方向與電場(chǎng)方向一致，則a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為()A.B.C.D.解析：C由題意可知，粒子受重力和水平方向的電場(chǎng)力作用，由加速度定義av/t，可得加速度的大小ax2ay2g，由牛頓第二定律可知，qE2mg，水平位移xv0t，豎直位移yv0t/2，即x2y，因此電場(chǎng)力做

2、功W1qExqUab，重力做功W2mgyW1/4，由動(dòng)能定理得：W1W2m(2v0)2mv，解得：Uab.2空間某區(qū)域內(nèi)存著電場(chǎng)，電場(chǎng)線(xiàn)在豎直平面上的分布如圖所示一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度大小為v1，方向水平向右；運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度大小為v2，運(yùn)動(dòng)方向與水平方向之間的夾角為，A、B兩點(diǎn)間的高度差為h、水平距離為s，則以下判斷正確的是()AA、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)關(guān)系為EA<EB、A<BB如果v2>v1，則電場(chǎng)力一定做正功CA、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為(vv)D小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功為mvmvmgh解析：D由電場(chǎng)線(xiàn)的方向

3、和疏密可知A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)，但A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)，A錯(cuò)誤若v2>v1說(shuō)明合外力對(duì)小球做正功，但電場(chǎng)力不一定做正功，B錯(cuò)誤由于有重力做功，A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差不是(vv)，C錯(cuò)誤小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中由動(dòng)能定理得W電mghmvmv，所以W電mvmvmgh，D正確3如圖所示，MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，ACB為光滑固定的半圓形軌道，軌道半徑為R，A、B為圓水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn)，AC為圓弧一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電小球，從A點(diǎn)正上方高為H處由靜止釋放，并從A點(diǎn)沿切線(xiàn)進(jìn)入半圓軌道不計(jì)空氣阻力及一切能量損失，關(guān)于帶電小球的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是()A小球一定能從B點(diǎn)

4、離開(kāi)軌道B小球在A(yíng)C部分可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C若小球能從B點(diǎn)離開(kāi)，上升的高度一定等于HD小球到達(dá)C點(diǎn)的速度可能為零解析：B若電場(chǎng)力大于重力，則有可能不從B點(diǎn)離開(kāi)軌道，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若電場(chǎng)力等于重力，小球在A(yíng)C部分做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；因電場(chǎng)力做負(fù)功，則機(jī)械能損失，上升的高度一定小于H，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知，若小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為零，則在此之前就已脫軌了，選項(xiàng)D錯(cuò)誤4如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場(chǎng)強(qiáng)度為E、區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，以初速度v0沿ON在豎直面內(nèi)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)ON與水平面的夾角為30，重力加速度為g，且mgEq，則()A電場(chǎng)方向豎直向上B小球運(yùn)動(dòng)的加速度大

5、小為2gC小球上升的最大高度為D若小球在初始位移的電勢(shì)能為零，則小球電勢(shì)能的最大值為解析：D由于帶電小球在豎直面內(nèi)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其合力沿ON方向，而mgqE，由三角形定則，可知電場(chǎng)方向與ON方向成120角，A錯(cuò)誤；由圖中幾何關(guān)系可知，其合力為mg，由牛頓第二定律可知ag，方向與初速度方向相反，B錯(cuò)誤；設(shè)帶電小球上升的最大高度為h，由動(dòng)能定理可得：mg2h0mv，解得：h，C錯(cuò)誤；電場(chǎng)力做負(fù)功，帶電小球的電勢(shì)能變大，當(dāng)帶電小球速度為零時(shí)，其電勢(shì)能最大，則EpqE2hcos120qEhmg，D正確5如圖甲，兩水平金屬板間距為d，板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示t0時(shí)刻，質(zhì)量為m的帶電微粒以初速

6、度v0沿中線(xiàn)射入兩板間，0時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未與金屬板接觸重力加速度的大小為g.關(guān)于微粒在0T時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的描述，正確的是()A末速度大小為v0B末速度沿水平方向C重力勢(shì)能減少了mgdD克服電場(chǎng)力做功為mgd解析：B0時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng)，有mgqE0.把微粒的運(yùn)動(dòng)分解，水平方向：做速度為v0的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；豎直方向：時(shí)間內(nèi)，只受重力，做自由落體運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻，v1yg；T時(shí)間內(nèi)，ag，做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻，v2yv1ya0，所以末速度vv0，方向沿水平方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；重力勢(shì)能的減少量Epmgmgd，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理：mgdW克電

7、0，得W克電mgd.二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題7分，共21分全部選對(duì)的得7分，部分選對(duì)的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)6(2016安徽宿州一模)如圖所示，兩帶電平行金屬板水平放置，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，距離右端L處有一豎直放置的光屏M.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以速度v0從兩板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，重力加速度為g.則下列結(jié)論正確的是()A板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為B板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為C粒子在豎直方向上經(jīng)過(guò)的總路程為D粒子在板內(nèi)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)解析：BC帶電粒子能垂直打在屏上，說(shuō)明一定要考慮粒子的重力，粒子在水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在板內(nèi)和板外的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，在板間，豎直方向受向上的電場(chǎng)力

8、和向下的重力，加速度向上，射出電場(chǎng)時(shí)，速度斜向上；在板外，僅受重力，豎直方向做速度豎直向上、加速度豎直向下且大小為g的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)屏?xí)r，豎直分速度減為零，在豎直方向，在板間和板外，兩過(guò)程具有對(duì)稱(chēng)性，所以板間的加速度ag，即Eqmgma，即Eq2mg，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，粒子在板內(nèi)和板外均做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，A、D錯(cuò)誤，B正確粒子在豎直方向經(jīng)過(guò)的總路程sgt22，t，解得s，C正確7圖甲中的直線(xiàn)為一靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線(xiàn)，一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子從電場(chǎng)線(xiàn)上的M點(diǎn)沿電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn)，假設(shè)粒子僅受電場(chǎng)力作用，圖乙描述了該粒子速度的平方隨其位移的變化規(guī)律則()A粒子在M點(diǎn)所受的電場(chǎng)力等于在N點(diǎn)所受的電場(chǎng)力B該

9、電場(chǎng)線(xiàn)上的電場(chǎng)方向由N點(diǎn)指向M點(diǎn)C粒子由M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功D粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能大于在M點(diǎn)的電勢(shì)能解析：AB由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vv2ax可知，v2x圖像的斜率為2a，即粒子受到的電場(chǎng)力大小不變，選項(xiàng)A正確；從M點(diǎn)到N點(diǎn)粒子的動(dòng)能變大，電場(chǎng)力做正功，粒子電勢(shì)能變小，由M點(diǎn)至N點(diǎn)電場(chǎng)線(xiàn)上的電勢(shì)升高，則電場(chǎng)線(xiàn)上的電場(chǎng)方向由N點(diǎn)指向M點(diǎn)，選項(xiàng)B正確，C、D錯(cuò)誤8如圖甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電子原來(lái)靜止在左極板小孔處，不計(jì)電子的重力，下列說(shuō)法正確的是()甲乙A若t0時(shí)刻釋放電子，電子始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上B若t0時(shí)刻釋

10、放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)C若t時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)，也可能打到右極板上D若t時(shí)刻釋放電子，電子必然打到左極板上解析：AC若t0時(shí)刻釋放電子，電子將重復(fù)先加速后減速的運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板，不會(huì)在兩板間振動(dòng)，所以A正確，B錯(cuò)；若從t時(shí)刻釋放電子，電子先加速，再減速，有可能電子已到達(dá)右極板，若此時(shí)未到達(dá)右極板，則電子將在兩極板間振動(dòng)，所以C正確；同理，若從t時(shí)刻釋放電子，電子有可能達(dá)到右極板，也有可能從左極板射出，這取決于兩板間的距離，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤；此題考查帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)三、非選擇題(本題共2小題，共44分寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)9(

11、68520225)(22分)(2017湖北孝感第一次聯(lián)考)如圖甲所示，A、B為兩塊平行金屬板，極板間電壓為UAB1125V，現(xiàn)有大量的電子由A板從靜止開(kāi)始加速后，沿兩平行金屬板CD的中線(xiàn)進(jìn)入到偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)平行金屬板C、D長(zhǎng)L14102m，板間距離d8103m，在距離C、D右側(cè)邊緣L20.1m處有一足夠大的熒光屏P，當(dāng)C、D之間未加電壓時(shí)電子沿C、D板的中線(xiàn)穿過(guò)，打在熒光屏上的O點(diǎn)并發(fā)出熒光現(xiàn)給金屬板C、D之間加一個(gè)如圖乙所示的變化電壓UDC(D板接電源的正極)已知電子質(zhì)量為m9.01031kg，電荷量為e1.61019C求：(1)電子從B板上的小孔射出時(shí)的速率v0；(2)打在熒光屏上的電子的最大動(dòng)

12、能；(3)一起上下調(diào)整A、B，使電子能夠在C、D板左側(cè)任意位置仍以速度v0沿平行于C、D板的方向進(jìn)入到偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，求電子打到熒光屏上亮線(xiàn)的長(zhǎng)度(只考慮豎直方向)解析：(1)電子經(jīng)A、B兩塊金屬板加速，由eUABmv解得v02.0107m/s.(2)電子在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)C、D板間的時(shí)間t2.0109s.電子通過(guò)時(shí)間極短，可認(rèn)為通過(guò)時(shí)電場(chǎng)恒定，電子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)C、D間電壓最大時(shí)，豎直方向的位移yayt2t26.0103m，豎直方向位移大于，電子將打到下極板上而不出電場(chǎng)，所以電子剛好從下極板邊緣飛出時(shí)，豎直方向速度最大，動(dòng)能最大，由平拋運(yùn)動(dòng)推論得，可以得到vy4.0106m/s

13、，電子的最大動(dòng)能Ekmaxmv2m(vv)1.91016J.(3)當(dāng)電子在靠近上極板射入，偏轉(zhuǎn)電壓為0時(shí)，電子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，此時(shí)打在熒光屏上亮線(xiàn)最上端當(dāng)電子從D板下端邊緣通過(guò)，豎直方向速度最大時(shí)，電子能打到熒光屏上亮線(xiàn)最下端，根據(jù)ymax6.0103m可得到，當(dāng)電子從距離D板高度6.0103m處射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，能夠到達(dá)熒光屏上亮線(xiàn)最下端，設(shè)此時(shí)電子豎直方向位移為y2，則由平拋運(yùn)動(dòng)推論可得，解得y23.6102m，所以電子打到熒光屏上亮線(xiàn)的長(zhǎng)度是y3.6102m2.0103m3.8102m.答案：(1)2.0107m/s(2)1.91016J(3)3.8102m10(22分)(20

14、17江西九江三十校第一次聯(lián)考)如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從y軸上的A點(diǎn)以初速度v0水平拋出，兩長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行金屬板M、N傾斜放置且與水平方向間的夾角為37.(sin370.6)(1)若帶電小球恰好能垂直于M板從其中心小孔B進(jìn)入兩板間，試求帶電小球在y軸上的拋出點(diǎn)A的坐標(biāo)及小球拋出時(shí)的初速度v0；(2)若該平行金屬板M、N間有如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與小球質(zhì)量之間的關(guān)系滿(mǎn)足E，試計(jì)算兩平行金屬板M、N之間的垂直距離d至少為多少時(shí)才能保證小球不打在N板上解析：(1)設(shè)小球由y軸上的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到金屬板M的中點(diǎn)B的時(shí)間為t，由題意，在與x軸平行的方向上，有：cosv0t，tan.帶電小球在豎直方向上下落的距離為hgt2，所以小球拋出點(diǎn)A的縱坐標(biāo)為yhsin，聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)可解得v