高中物理人教版1第一章靜電場(chǎng)單元測(cè)試 公開課獎(jiǎng)

章末復(fù)習(xí)課【知識(shí)體系】[答案填寫]①點(diǎn)電荷②keq\f(q1q2,r2)③eq\f(F,q)④正電荷⑤強(qiáng)弱⑥方向⑦eq\f(Ep,q)⑧φA⑨φB⑩qUAB?EpA?EpB?eq\f(Q,U)?動(dòng)能定理?牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式?平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律主題1電場(chǎng)力和能的性質(zhì)1．電場(chǎng)強(qiáng)度．(1)基本公式：E＝eq\f(F,q)適用于任何電場(chǎng)，E＝keq\f(Q,r2)適用于點(diǎn)電荷電場(chǎng)，E＝eq\f(U,d)適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)．(2)與電場(chǎng)力的關(guān)系：電場(chǎng)強(qiáng)度方向與電場(chǎng)力方向在同一條直線上．正電荷電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力同向；負(fù)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力反向．(3)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加遵從平行四邊形定則．2．電場(chǎng)線、電勢(shì)和電場(chǎng)力：帶電粒子只受電場(chǎng)力．(1)判斷電場(chǎng)線的方向：由運(yùn)動(dòng)軌跡知合力(電場(chǎng)力)一定指向軌跡內(nèi)側(cè)．(2)順著電場(chǎng)線電勢(shì)是降低的，電勢(shì)降低最快的方向是電場(chǎng)線的方向．(3)常見電場(chǎng)線：等量同種電荷：在連線上：電場(chǎng)強(qiáng)度先減到0(中點(diǎn))再增大；電勢(shì)先減小再增大但中點(diǎn)電勢(shì)不為0.其中垂線上：從中點(diǎn)向外電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小，電勢(shì)逐漸減?。攘慨惙N電荷：在連線上：電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大，但中點(diǎn)不為0，電勢(shì)從正電荷到負(fù)電荷一直減小．在中垂線上：電場(chǎng)強(qiáng)度從中點(diǎn)向外一直減小，電勢(shì)不變(0勢(shì)線)．3．電勢(shì)能和動(dòng)能(只受電場(chǎng)力)：(1)電場(chǎng)力做功：W＝qU，也可用電場(chǎng)力與速度的夾角．電場(chǎng)力做正功：電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大．電場(chǎng)力做負(fù)功：電勢(shì)能增大，動(dòng)能減?。?2)利用Ep＝φq.(3)利用能量守恒：電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大．電勢(shì)能增大，動(dòng)能減?。镜淅?】(2023·全國(guó)Ⅰ卷)如圖，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點(diǎn)，四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為φM、φN、φP、φQ.一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等，則()A．直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi)，φM>φQB．直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi)，φM>φNC．若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功D．若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功解析：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電子從M點(diǎn)到N點(diǎn)和P點(diǎn)電場(chǎng)力做功相同，則說(shuō)明NP在同一等勢(shì)面上，即直線d位于某一等勢(shì)面上，由于c∥d，所以直線c也位于某一等勢(shì)面上；電子從M到N電場(chǎng)力做負(fù)功，即電場(chǎng)力的方向由N到M，由于電子帶負(fù)電，所以電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由M到N，即φM>φN，故A錯(cuò)誤，B正確；MQ位于同一等勢(shì)面上，所以電子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功，故C錯(cuò)誤；電子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，故D錯(cuò)誤．答案：B針對(duì)訓(xùn)練1．(2023·山東卷)直角坐標(biāo)系xOy中，M、N兩點(diǎn)位于x軸上，G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖，M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷，一電量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時(shí)，G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零．靜電力常量用k表示．若將該正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn)，則H點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向分別為()\f(3kQ,4a2)，沿y軸正向 \f(3kQ,4a2)，沿y軸負(fù)向\f(5kQ,4a2)，沿y軸正向 \f(5kQ,4a2)，沿y軸負(fù)向答案：B2．(2023·江蘇卷)(多選)兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附近的電場(chǎng)線分布如圖所示，c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn)，d點(diǎn)在正電荷的正上方，c、d到正電荷的距離相等，則()A．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高C．c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的大D．c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低解析：由題圖知，a點(diǎn)處的電場(chǎng)線比b點(diǎn)處的電場(chǎng)線密集，c點(diǎn)處電場(chǎng)線比d點(diǎn)處電場(chǎng)密集，所以A、C正確；過a點(diǎn)畫等勢(shì)線，與b點(diǎn)所在電場(chǎng)線的交點(diǎn)在b點(diǎn)沿電場(chǎng)線的方向上，所以b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì)，故B錯(cuò)誤；同理可得d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)，故D正確．答案：ACD主題2帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．注意是否考慮重力．2．在加速電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)：qU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).3．在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)：垂直電場(chǎng)方向：l＝v0t，沿電場(chǎng)方向：y＝eq\f(1,2)eq\f(qE,m)t2＝eq\f(qUl2,2mdveq\o\al(2,0))，偏轉(zhuǎn)角：tanθ＝eq\f(qUl,mdveq\o\al(2,0)).4．先加速后偏轉(zhuǎn)：偏轉(zhuǎn)位移：y＝eq\f(U2l2,4dU1)，偏轉(zhuǎn)角：tanθ＝eq\f(U2l,2dU1).【典例2】(2023·海南卷)如圖，平行板電容器兩極板的間距為d，極板與水平面成45°角，上極板帶正電．一電荷量為q(q>0)的粒子在電容器中靠近下極板處，以初動(dòng)能Ek0豎直向上射出．不計(jì)重力，極板尺寸足夠大．若粒子能打到上極板，則兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值為()\f(Ek0,4qd)\f(Ek0,2qd)\f(\r(2)Ek0,2qd)\f(\r(2)Ek0,qd)解析：當(dāng)電場(chǎng)足夠大時(shí)，粒子打到上極板的極限情況為：粒子到達(dá)上極板處時(shí)速度恰好與上極板平行，粒子的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng)．將粒子初速度分解為垂直極板的vy和平行極板的vx，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，當(dāng)vy＝0時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有veq\o\al(2,y)＝2eq\f(qE,m)d，vy＝v0cos45°，聯(lián)立得E＝eq\f(Ek0,2qd)，故選項(xiàng)B正確．答案：B針對(duì)訓(xùn)練3．(2023·海南卷)如圖，一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)，在正極板附近有一質(zhì)量為M、電荷量為q(q>0)的粒子，在負(fù)極板附近有另一質(zhì)量為m、電荷量為－q的粒子，在電場(chǎng)力的作用下，兩粒子同時(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng)．已知兩粒子同時(shí)經(jīng)過一平行于正極板且與其相距eq\f(2,5)l的平面．若兩粒子間相互作用力可忽略，不計(jì)重力，則M∶m為()A．3∶2B．2∶1C．5∶2D．3∶1解析：設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，兩粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，對(duì)M有a＝eq\f(Eq,M)，eq\f(2,5)l＝eq\f(1,2)eq\f(Eq,M)t2；對(duì)m有a′＝eq\f(Eq,m)，eq\f(3,5)l＝eq\f(1,2)eq\f(Eq,m)t2，聯(lián)立解得eq\f(M,m)＝eq\f(3,2)，A正確．答案：A統(tǒng)攬考情本章在高考中所占比重是比較高的，其中電場(chǎng)力和能的性質(zhì)以及帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)都是?？嫉膬?nèi)容．在電場(chǎng)力和能的性質(zhì)中需要掌握好對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解，以及電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力、電勢(shì)和電勢(shì)能的關(guān)系．在帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)中，重點(diǎn)考查帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)．真題例析(2023·全國(guó)Ⅰ卷)(多選)如圖，一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi)，且相對(duì)于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對(duì)稱．忽略空氣阻力．由此可知()A．Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)高B．油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大C．油滴在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比它在P點(diǎn)的大D．油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小解析：油滴帶負(fù)電，電勢(shì)能減小，電勢(shì)增加，所以Q點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)A正確；在油滴從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中，合外力做正功，動(dòng)能增加，所以Q點(diǎn)動(dòng)能大于P點(diǎn)，B選項(xiàng)正確；由于油滴軌跡相對(duì)于過P的豎直線對(duì)稱且合外力總是指向軌跡彎曲內(nèi)側(cè)，所以油滴所受合外力沿豎直方向，電場(chǎng)力豎直向上．當(dāng)油滴從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)力和重力都是恒力，所以合外力為恒力，加速度恒定不變，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．所以選AB.答案：AB針對(duì)訓(xùn)練(2023·全國(guó)Ⅰ卷)一平行板電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上．若將云母介質(zhì)移出，則電容器()A．極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大B．極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大C．極板上的電荷量變大，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變D．極板上的電荷量變小，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變解析：由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，當(dāng)云母介質(zhì)抽出時(shí)，εr變小，電容器的電容C變小．因?yàn)殡娙萜鹘釉诤銐褐绷麟娫瓷?，故U不變，根據(jù)Q＝CU可知，當(dāng)C減小時(shí)，Q減?。儆蒃＝eq\f(U,d)，由于U與d都不變，故電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，所以答案為D.答案：D1．(2023·全國(guó)Ⅱ卷)如圖，P為固定的點(diǎn)電荷，虛線是以P為圓心的兩個(gè)圓．帶電粒子Q在P的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)軌跡與兩圓在同一平面內(nèi)，a、b、c為軌跡上的三個(gè)點(diǎn)．若Q僅受P的電場(chǎng)力作用，其在a、b、c點(diǎn)的加速度大小分別為aa、ab、ac，速度大小分別為va、vb、vc，則()A．a(chǎn)a＞ab＞ac，va＞vc＞vb B．a(chǎn)a＞ab＞ac，vb＞vc＞vaC．a(chǎn)b＞ac＞aa，vb＞vc＞va D．a(chǎn)b＞ac＞aa，va＞vc＞vb解析：點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的特點(diǎn)是離開場(chǎng)源電荷距離越小，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，粒子受到的電場(chǎng)力越大，帶電粒子的加速度越大，所以ab＞ac＞aa，根據(jù)軌跡彎曲方向判斷出，粒子在運(yùn)動(dòng)的過程中，一直受靜電斥力作用，離電荷最近的位置，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的負(fù)功越多，粒子的速度越小，所以va＞vc＞vb，所以D正確，A、B、C錯(cuò)誤．故選D.答案：D2．(2023·海南卷)(多選)如圖，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線圓均以O(shè)為圓心，兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)．不計(jì)重力．下列說(shuō)法正確的是()A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能C．N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能D．N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功答案：ABC3.(2023·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷)如圖，兩平行的帶電金屬板水平放置．若在兩板中間a點(diǎn)從靜止釋放一帶電微粒，微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將兩板繞過a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，再由a點(diǎn)從靜止釋放一同樣的微粒，該微粒將()A．保持靜止?fàn)顟B(tài) B．向左上方做勻加速運(yùn)動(dòng)C．向正下方做勻加速運(yùn)動(dòng) D．向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)解析：旋轉(zhuǎn)前重力和電場(chǎng)力二力平衡，旋轉(zhuǎn)后電場(chǎng)力大小不變，但方向也按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以其合力方向便偏向左下方，故微粒將向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．答案：D4.一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì))．小孔正上方eq\f(d,2)處的P點(diǎn)有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器，并在下極板處(未與極板接觸)返回．若將下極板向上平移eq\f(d,3)，則從P點(diǎn)開始下落的相同粒子將()A．打到下極板上B．在下極板處返回C．在距上極板e(cuò)q\f(d,2)處返回D．在距上極板e(cuò)q\f(2,5)d處返回解析：本題考查動(dòng)能定理及靜電場(chǎng)相關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)動(dòng)能定理的運(yùn)用．當(dāng)兩極板距離為d時(shí)，粒子從開始下落到恰好到達(dá)下極板過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得：mg×eq\f(3,2)d－qU＝0，當(dāng)下極板向上移動(dòng)eq\f(d,3)，設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)距離x時(shí)速度減為零，全過程應(yīng)用動(dòng)能定理可得：mg×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)＋x))－qeq\f(U,d－\f(d,3))x＝0，兩式聯(lián)立解得：x＝eq\f(2,5)d，選項(xiàng)D正確．答案：D5．(2023·全國(guó)Ⅰ卷)(多選)如圖，在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P、F四點(diǎn)，M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，F(xiàn)為MN的中點(diǎn)，∠M＝30°.M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用φM、φN、φP、φF表示．