2020高考物理大一轮复习第7单元静电场作业手册

2019年

10.(多选)[2017·长沙长郡中学一模] 某电场中x轴上各点的电场强度的大小变化如图K20-8所示,场强方向与x轴平行,规定沿x轴的正方向为正.一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴负方向运动,到达x1位置时速度第一次为零,到达x2位置时速度第二次为零,不计粒子的重力.下列说法中正确的是 ( )

图K20-8

A.负点电荷从x1位置运动到x2位置的过程中,速度先保持不变,然后均匀增大再均匀减小

B.负点电荷从O点沿x轴正方向运动到x2位置的过程中,加速度先均匀增大再均匀减小

C.电势差UOx1

D.在整个运动过程中,负点电荷在x1、x2位置的电势能最大

11.[2017·河南南阳期中] 如图K20-9所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上,在第Ⅰ象限内有方向竖直向上的有界匀强电场,其所在区域的形状是直角三角形,三角形斜边分别与x轴和y轴相交于(L,0)点和(0,L)点.在该区域左侧沿x轴正方向射来质量为m、带电荷量为-q(q>0)且初速度为v0的相同带电微粒,这些带电微粒分布在0

(2)从0

(3)射到(2L,0)点的带电微粒射入场区时的y坐标值.

图K20-9

挑战自我

12.如图K20-10所示,等量异种点电荷分别固定在水平线上的M、N两点处,O点位于M、N连线中点B的正上方且与B点之间的距离为L,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷)的小球固定在长度为L的绝缘轻质细杆的一端,细杆另一端可绕过O点且与M、N连线垂直的水平轴无摩擦转动.现在把杆拉起到水平位置,由静止释放,小球经过最低点B时速度为v.取O点电势为零,忽略小球所带电荷量对等量异种电荷所形成的电场的影响,重力加速度为g.

(1)求小球在经过B点时对杆的拉力大小;

(2)在+Q、-Q形成的电场中,求A点的电势φA;

(3)小球继续向左摆动,求其在经过与A等高的C点时的速度大小.

图K20-10 课时作业(二十一) 第21讲 电容器、带电粒子在电场中的运动

时间 / 40分钟

基础巩固

1.[2017·湖南邵阳二联] 根据大量科学测试可以确定地球本身就是一个电容器.通常大地带有50万库仑左右的负电荷,而地面上空存在一个带正电的电离层,这两者便形成一个已充电的电容器,它们之间的电压约为300 kV,则地球的电容约为 ( ) A.0.17 F B.1.7 F C.17 F D.170 F 2.[2017·湖南怀化二模] 如图K21-1所示,将平行板电容器的两极板分别与电池的正、负极相接,两板间一带电液滴恰好处于静止状态.现紧贴下板迅速插入一个有一定厚度的金属板,则在此过程中 ( )

图K21-1

A.电路中流过逆时针方向的短暂电流 B.电容器的电荷量减小 C.带电液滴仍保持静止

2019年

D.带电液滴向下做加速运动

3.[2017·苏州期末] 平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两板间有一个固定在P点的正检验电荷,如图K21-2所示.以C表示电容器的电容,E表示两板间的场强,φ表示P点处的电势,W表示正电荷在P点的电势能.若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离x0,则在此过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是图K21-3中的 ( )

图K21-2 图K21-3

4.(多选)如图K21-4所示,M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板,板间有匀强电场.质量为m、所带电荷量为-q的带电粒子以初速度v0由小孔进入电场,当M、N间的电压为U时,粒子恰好能到达N板.要使带电粒子到达M、N两板间距的处返回,则下列做法中正确的是 ( )

图K21-4

A.使初速度减小为原来的

B.使M、N间电压提高到原来的2倍 C.使M、N间电压提高到原来的4倍

D.使初速度和M、N间电压都减小为原来的

5.[2017·广州模拟] 如图K21-5所示,带电粒子由静止开始,经电压为U1的加速电场加速后,垂直于板间电场方向进入电压为U2的平行板电容器,经偏转后落在下板的中间位置.为使与该粒子相同的带电粒子从相同的初始位置由静止加速、偏转后能穿出平行板电容器,下列做法中可行的是 ( )

图K21-5

A.保持U2和平行板间距不变,减小U1 B.保持U1和平行板间距不变,增大U2

C.保持U1、U2和下板位置不变,向下平移上板 D.保持U1、U2和下板位置不变,向上平移上板 技能提升

6.[2017·石家庄质检] 如图K21-6所示的电路中,A、B是构成平行板电容器的两个金属极板,P为两板间的一个固定点.将开关S闭合,电路稳定后将A板向上平移一小段距离,则下列说法中正确的是 ( )

图K21-6

A.电容器的电容增大

B.在A板上移过程中,电阻R中有向上的电流 C.A、B两板间的电场强度增大 D.P点电势升高

7.[2018·长沙雅礼中学月考] 如图K21-7所示,两块加上电压且水平放置的平行金属板之间有一个厚度不计的带电金属网,使金属板间形成了上、下两个场强分别为E1、E2(方向均竖直向下)的匀强电场空间.两个不计重力的带电微粒从离金属网分别为d1、d2的位置处先后水平射入电场(不考虑两微粒间的库仑力),两微粒的运动轨迹在金属网上相交于同一点.下列说法中错误的是 ( )

图K21-7

A.两微粒一定带异种电荷

B.若两微粒初速度相同,则到达金属网所用的时间相同

C.不改变其他物理量,仅将E1 和d1同时减半,两微粒的运动轨迹仍然能相交于同一点

D.若E1>E2,d1=d2,则上方微粒的比荷较小

8.(多选)[2017·成都经开区实验中学一诊] 如图K21-8所示,光滑绝缘的水平面内存在场强为E的匀强电场,长度为L的绝缘的光滑挡板AC与电场方向的夹角为30°.

2019年

现有质量相等、所带电荷量均为Q的甲、乙两个带电体从A处出发,甲由静止释放后沿AC滑动,乙垂直于电场方向以一定的初速度开始运动,若甲、乙两个带电体都通过C处,则甲、乙两个带电体( )

图K21-8

A.发生的位移相等

B.通过C处时的速度大小相等

C.电势能减少量都为EQL

D.从A点运动到C点的时间之比为∶1

9.[2017·甘肃二诊] 如图K21-9所示,静止于A处的离子经电压为U的加速电场加速后沿图中半圆弧虚线所示的轨迹通过静电分析器,从P点垂直于CN进入矩形区域内的有界匀强电场,匀强电场的场强方向水平向左.静电分析器通道内有均匀、辐向分布的电场,已知圆弧轨迹所在处的场强大小都为E0,方向沿圆弧轨迹半径指向圆心O,离子质量为m、电荷量为q,QN=2d、PN=3d,离子重力不计. (1)求离子通过静电分析器时的圆弧轨迹的半径R;

(2)若离子恰好能打在QN的中点上,求矩形区域QNCD内匀强电场的场强E.

图K21-9

挑战自我

10.(多选)[2018·江西师大附中月考] 如图K21-10所示,直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0,反向电阻为∞)连接,电源负极接地.开始时电容器不带电,闭合开关S,电路稳定后,一带电油滴恰能在电容器中的P点保持静止.在保持开关S接通的状态下,下列说法中正确的是 ( )

图K21-10

A.当滑动变阻器的滑片向上滑动时,带电油滴会向上运动 B.当电容器的上极板向上移动时,带电油滴会向下运动 C.当电容器的下极板向下移动时,P点的电势不变 D.当电容器的下极板向左移动时,P点的电势升高

11.在真空中水平放置的平行板电容器的两极板间有一个带电油滴,电容器两板间距为d,当平行板电容器两板间的电压为U0时,油滴保持静止状态,如图K21-11所示.当给电容器突然充电使其电压增加ΔU1时,油滴开始向上运动;经时间Δt后,电容器突然放电使其电压减少ΔU2,又经过时间Δt,油滴恰好回到原来位置.假设油滴在运动过程中没有失去电荷,充电和放电的过程均很短暂,这段时间内油滴的位移可忽略不计.重力加速度为g.求:

(1)带电油滴所带电荷量与质量之比;

(2)第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动的加速度大小之比; (3)ΔU1与ΔU2之比.

图K21-11

专题训练(六) 专题6 带电粒子在电场中运动的综合问题

时间 / 40分钟

基础巩固

1.(多选)[2017·湖南株洲一模] 如图Z6-1所示,在真空中倾斜平行放置着两块带有等量异号电荷的金属板A、B,一个电荷量q=1.41×10-4 C、质量m=1 g的带电小球自A板上的孔P以大小为0.1 m/s的水平速度v0飞入两板之间的电场,经0.02 s后又回到P点,其间未与B板相碰,g取10 m/s2,则 ( )

图Z6-1

A.板间电场强度大小为100 V/m B.板间电场强度大小为141 V/m C.板与水平方向的夹角θ=30° D.板与水平方向的夹角θ=45°

2019年

2.[2016·合肥联考] 如图Z6-2所示,正方体真空盒置于水平面上,它的ABCD面与EFGH面为金属板,其他面为绝缘材料.ABCD面带正电,EFGH面带负电.从小孔P沿水平方向以相同的速率射入三个质量相同的带正电液滴甲、乙、丙,最后分别落在1、2、3三点,则下列说法中正确的是 ( )

图Z6-2

A.三个液滴在真空盒中都做平抛运动 B.三个液滴的运动时间不一定相同 C.三个液滴落到底板时的速率相同 D.液滴丙所带的电荷量最多

3.(多选)[2017·四川自贡一诊] 在地面附近存在一个有界电场,边界MN将空间分成上、下两个区域Ⅰ、Ⅱ,在区域Ⅱ中有竖直向上的匀强电场.在区域Ⅰ中离边界某一高度处由静止释放一个质量为m的带电小球A,如图Z6-3甲所示,小球运动的v-t图像如图乙所示,不计空气阻力,则 ( )

图Z6-3

A.小球受到的重力与电场力大小之比为3∶5 B.在t=5 s时,小球经过边界MN

C.在小球向下运动的整个过程中,重力做的功大于克服电场力做的功 D.在1~4 s过程中,小球的机械能先减小后增大

4.(多选)[2017·长春质检] 如图Z6-4所示,光滑绝缘斜面体ABC处于水平向右的匀强电场中,斜面AB的长度为0.5 m,倾角θ=37°,带电荷量为+q、质量为m的小球(可视为质点)以大小为2 m/s的速度v0沿斜面匀速上滑.g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.下列说法中正确的是 ( )

图Z6-4

A.小球在B点的电势能大于在A点的电势能

B.水平匀强电场的电场强度为

C.若电场强度变为原来的2倍,则小球运动的加速度大小为3 m/s2

D.若电场强度变为原来的一半,则小球运动到B点时的速度为初速度v0的一半

5.(多选)[2017·山东泰安质检] 如图Z6-5甲所示,在两平行的金属板间加上如图乙所示的电压.在第1 s内,点电荷在两极板间处于静止状态,t=2 s时电荷在运动且未与极板接触,g取10 m/s2,则 ( )

图Z6-5

A.在1~2 s内,点电荷做匀加速直线运动,加速度大小为10 m/s2 B.在1~2 s内,点电荷做变加速直线运动,平均加速度大小为5 m/s2 C.在1~2 s内,点电荷做变加速直线运动,2 s末加速度大小为10 m/s2 D.在2 s末,点电荷的速度大小为10 m/s 技能提升

6.(多选)[2017·青岛二模] 如图Z6-6所示,两个带等量正电荷的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点,其位置关于坐标原点O对称,圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆,c点为半圆与y轴的交点,a、b两点为一条平行于x轴的直线与半圆的交点.下列说法中正确的是 ( )

图Z6-6

A.a、b两点的电势相同 B.a、b两点的场强相同

C.将一个正电荷q沿着圆弧从a点经c点移到b点,其电势能先增大后减小

D.将一个正电荷q放在半圆上的任意一点,两点电荷对q的作用力大小分别是F1、F2,则为一定值

7.(多选)[2017·西安联考] 如图Z6-7甲所示,平行金属板A、B之间的距离为6 cm,两板间电场强度随时间变化的规律如图乙所示,周期T=8×10-5 s,场强垂直于金属板由A指向B为正.电荷量为8.0×10-19 C、质量为1.6×10-26 kg的带正电的粒