2013三维设计高考物理二轮复习第一阶段 专题三 专题特辑 课下针对训练

2013三维设计高考物理二轮复习第一阶段 专题三 专题特辑 课下针对训练

[课下——针对高考押题训练] 一、单项选择题 1．(2012·上海高考)A、B、C 三点在同一直线上，AB∶BC＝1∶2，B 点位于 A、C 之 间，在 B 处固定一电荷量为 Q 的点电荷。当在 A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受 到的电场力为 F；移去 A 处电荷，在 C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为 ( ) A．－F/2 B．F/2 C．－F D．F 解析：选 B 如图所示，设 B 处的点电荷带电荷量为正，AB ＝r，则 BC＝2r，根据库仑定律 F＝kQq r2 ，F′＝kQ·2q 2r2 ，可得 F′ ＝F 2 ，故选项 B 正确。 2. (2012·温州模拟)一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开 关 S，电容器充电后，悬线与竖直方向夹角为θ，如图 1 所示。下列 方法中能使夹角θ减小的是( ) A．保持开关闭合，使两极板靠近一些 B．保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右移动 图 1 C．保持开关闭合，使两极板远离一些 D．断开开关，使两极板靠近一些 解析：选 C 保持开关闭合，两极板间电压不变，使两极板靠近一些，板间电场强度 变大，夹角θ增大，A 错；保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右移动，不会影响板间电压， 夹角θ不变，B 错；保持开关闭合，板间电压不变，使两极板远离一些，由 E＝U d 可知，电 场强度减小，夹角θ减小，C 对；断开开关，使两极板靠近一些，极板上电荷量不变，板间 电场强度不变，夹角θ不变，D 错。 3．平行板间有如图 2 所示的周期性变化的电压。重力不计的带电粒子静止在平行板中 央，从 t＝0 时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况。在图 3 所示的图象中，正确定性描 述粒子运动的速度图象的是( ) 图 2 图 3 解析：选 A 0～T 2 时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动。T 2 ～T 时间内做加速度 恒定的匀减速直线运动，由对称性可知，在 T 时速度减为零。此后周期性重复，故 A 正确。 4．(2012·安徽高考)如图 4 所示，在平面直角坐标系中，有方向平 行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点 O 处的电势为 0 V，点 A 处 的电势为 6 V，点 B 处的电势为 3 V，则电场强度的大小为( ) A．200 V/m B．200 3 V/m 图 4 C．100 V/m D．100 3 V/m 解析：选 A 在匀强电场中，若沿某一方向电势降落，则在这一方向上电势均匀降落， 故 OA 的中点 C 的电势φC＝3 V(如图所示)，因此 B、C 为等势面。O 点到 BC 的距离 d＝OCsin α，而 sin α ＝ OB OB2＋OC2 ＝1 2 ，所以 d＝1 2OC＝1.5×10－2m。根据 E＝U d 得，匀强电场的电 场强度 E＝U d ＝ 3 1.5×10－2 V/m＝200 V/m，故选项 A 正确，选项 B、C、D 错误。 5．(2012·安徽高考)如图 5 甲所示，半径为 R 的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为 σ，其轴线上任意一点 P(坐标为 x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出： E＝2πkσ 1－ x R2＋x2 1 2 ，方向沿 x 轴。现考虑单位面积带电量为σ0 的无限大均匀带电 平板，从其中间挖去一半径为 r 的圆板，如图乙所示。则圆孔轴线上任意一点 Q(坐标为 x) 的电场强度为( ) 图 5 A．2πkσ0 x r2＋x2 1 2 B．2πkσ0 r r2＋x2 1 2 C．2πkσ0 x r D．2πkσ0 r x 解析：选 A 利用均匀带电圆板轴线上的电场强度公式，当 R 无限大时，Q 点电场强 度 E1＝2πkσ0，当 R＝r 时，Q 点电场强度 E2＝2πkσ0[1－ x r2＋x2 1 2 ]，现从带电平板上中间 挖去一半径为 r 的圆板，则 Q 点电场强度 E3＝E1－E2，只有选项 A 正确。 二、多项选择题 6. (2012·新课标全国卷)如图 6 所示，平行板电容器的两个极板与水 平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中 所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( ) A．所受重力与电场力平衡 图 6 B．电势能逐渐增加 C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动 解析：选 BD 由题意可知粒子做直线运动，受到竖直向下的重力和垂直极板的电场力， 考虑到电场力和重力不可能平衡，故只有电场力与重力的合力方向水平向左才能满足直线 运动条件，故粒子做匀减速直线运动，电场力做负功，电势能逐渐增加，B、D 对。 7．如图 7 甲所示，A、B 是某电场中一条电场线上的两点。一个带负电的点电荷仅受 电场力作用，从 A 点沿电场线运动到 B 点。在此过程中，该点电荷的速度 v 随时间 t 变化 的规律如图乙所示。则下列说法中不正确的是( ) 图 7 A．A 点的电场强度比 B 点的大 B．A、B 两点的电场强度相等 C．A 点的电势比 B 点的电势高 D．A 点的电势比 B 点的电势低 解析：选 ABD 由题图乙可得该点电荷由 A 点到 B 点做减速运动，所以点电荷所受的 电场力与运动方向相反，由 B 指向 A，由于点电荷带负电，所受电场力与电场强度方向相 反，故电场强度方向由 A 指向 B，沿着电场线方向电势越来越低，所以 A 点电势比 B 点电 势高，C 正确，D 错误；由图乙可得 v－t 图象斜率越来越大，说明点电荷的加速度越来越 大，由牛顿第二定律可得电场力越来越大，所以由 A 到 B 电场强度在增大，A 点的电场强 度比 B 点的小，A、B 错误。 8.空间中 P、Q 两点处各固定一个点电荷，其中 P 点处为正电荷， P、Q 两点附近电场的等势面分布如图 8 所示，a、b、c、d 为电场中 图 8 的 4 个点，则( ) A．P、Q 两点处的电荷等量异种 B．a 点和 b 点的电场强度相同 C．c 点的电势低于 d 点的电势 D．负电荷从 a 到 c，电势能减少 解析：选 AD 根据电场线与等势线垂直得：必有一条电场线与 P、Q 连线重合，P 为 正电荷，故该电场线必从 P 沿直线指向 Q，因电场线总是由正电荷指向负电荷，故 P、Q 电荷为等量异种电荷，A 选项正确；电场强度是矢量，a、b 两处电场强度方向不同，B 选 项错误；因越靠近正电荷，电势越高，故 c 点电势高于 d 点电势，C 选项错误；根据等势 线的分布及 P、Q 的电性，c 所在的等势线电势高于 a 所在等势线的电势，负电荷从 a 到 c， 电场力做正功，电势能减少，D 选项正确。 三、非选择题 9.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的 振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图 9 所示，在虚线 MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从 A 点由静 止开始，在电场力作用下沿直线在 A、B 两点间往返运动。已知电场强 度的大小分别是 E1＝2.0×103 N/C 和 E2＝4.0×103 N/C，方向如图所 示，带电微粒质量 m＝1.0×10－20 kg ，带电量 q＝－1.0×10－9C，A 点 距虚线 MN 的距离 d1＝1.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求： 图 9 (1)B 点距虚线 MN 的距离 d2； (2)带电微粒从 A 点运动到 B 点所经历的时间 t。 解析：(1)带电微粒由 A 运动到 B 的过程中，由动能定理有 |q|E1d1－|q|E2d2＝0 ① 解得 d2＝E1 E2 d1＝0.50 cm ② (2)设微粒在虚线 MN 两侧的加速度大小分别为 a1、a2，由牛顿第二定律有|q|E1＝ma1 ③ |q|E2＝ma2 ④ 设微粒在虚线 MN 两侧运动的时间分别为 t1、t2，由运动学公式有 d1＝1 2a1t 21 ⑤ d2＝1 2a2t 22 ⑥ 又 t＝t1＋t2 ⑦ 由②③④⑤⑥⑦式解得 t＝1.5×10－8s 答案：(1)0.50 cm (2)1.5×10－8 s 10．(2012·湖南四市联考)如图 10 所示，在同一条竖直线上，有电 荷量均为 Q 的 A、B 两个正点电荷，GH 是它们连线的垂直平分线。另 有一个带电小球 C，质量为 m、电荷量为＋q(可视为点电荷)，被长为 L 的绝缘轻细线悬挂于 O 点，现在把小球 O 拉起到 M 点，使细线水平且 与 A、B 处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球 C 向下运动到 GH 线上的 N 点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角θ＝30°。试求： 图 10 (1)在 A、B 所形成的电场中 M、N 两点间的电势差，并指出 M、N 哪一点的电势高。 (2)若 N 点与 A、B 两个点电荷所在位置正好形成一个边长为 a 的正三角形，则小球运 动到 N 点瞬间，轻细线对小球的拉力 FT(静电力常量为 k)。 解析：(1)带电小球 C 在 A、B 形成的电场中从 M 点运动到 N 点的过程中，重力和电场 力做功，但合力功为零，则 qUMN＋mglcos θ＝0 所以 UMN＝－ 3mgl 2q 即 M、N 两点间的电势差大小为 3mgl 2q 且 N 点的电势高于 M 点的电势。 (2)在 N 点，小球 C 受到重力 mg、细线的拉力 FT 以及 A 和 B 分别对 它的斥力 FA 和 FB 四个力的作用如图所示，且沿细线方向的合力为零(向 心力为零)。则 FT－mgcos 30°－FAcos 30°＝0 又 FA＝FB＝kQq a2 得 FT＝mgcos 30°＋kQq a2 cos 30° 答案：(1) 3mgl 2q N 点电势高 (2)mgcos 30°＋kQq a2 cos 30°