2020届高考物理二轮复习专题冲刺考前基础回扣练九电场及带电粒子在电场中的运动含解析

2020届高考物理二轮复习专题冲刺考前基础回扣练九电场及带电粒子在电场中的运动含解析

高考物理总复习 九　电场及带电粒子在电场中的运动 ‎1．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动(　　)‎ A．半径越大，加速度越大 B．半径越小，周期越大 C．半径越大，角速度越小 D．半径越小，线速度越小 答案　C 解析　设原子核的电荷量为Q，原子核对电子的静电引力提供电子圆周运动的向心力，k＝ma向＝m＝m2r＝mω2r，可得a向＝k，T＝2π ，ω＝ ，v＝ ，则半径r越大，加速度a向、角速度ω和线速度v均越小，而周期T越大，故C正确。‎ ‎2. (人教版选修3－1 P5演示实验改编)如图所示是探究电荷间相互作用力的示意图，图中金属球A带正电，置于绝缘支架上，带电小球B悬于绝缘丝线的下端，质量为m。当悬在P1点，B球静止时，两带电小球刚好在同一高度，此时绝缘丝线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，则(　　)‎ A．A、B间的库仑力为mgcotθ B．A、B间的库仑力为mgsinθ C．将悬点移到P2，平衡时B低于A D．将悬点移到P2，平衡时A、B仍在同一高度 答案　C 解析　当B球处于平衡状态时，刚好与A球在同一水平面上，其受力如图所示，A、B带同种电荷，由力的平行四边形定则可得：F库＝mgtanθ，故A、B错误；若把悬点移到P2，由库仑定律可知，距离越远，A、B间的库仑力越小，故平衡时B低于A，C正确，D错误。‎ ‎3．一电子只在电场力作用下从电场中的A点移动到B - 4 -‎ 高考物理总复习 点的过程中，电子克服电场力做了3 eV的功，则(　　)‎ A．A点的电势比B点的电势高3 V B．A点的电势比B点的电势低3 V C．电子的电势能减少了3 eV D．电子的动能增加了3 eV 答案　A 解析　由题意知，WAB＝－e·UAB＝－3 eV，故UAB＝3 V，又UAB＝φA－φB，得φA－φB＝3 V，因此A正确，B错误；电场力做负功，电子的电势能增加，动能减小，C、D错误。‎ ‎4．如图所示，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，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 V/m C．100 V/m D．100 V/m 答案　A 解析　设OA中点为C，则φC＝3 V，φC＝φB，即B、C在同一等势面上，如图所示，由电场线与等势面的关系和几何关系知：d＝1.5 cm，E＝＝ V/m＝200 V/m，A正确。‎ ‎5．一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器(　　)‎ A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变 答案　D 解析　由C＝可知，当将云母介质移出时，εr变小，电容器的电容C - 4 -‎ 高考物理总复习 变小；因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据Q＝CU可知，当C减小时，Q减小。再由E＝，U与d都不变，可知电场强度E不变，D正确。‎ ‎6．(人教版选修3－1 P39第4题改编)一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一电场Ⅰ由静止加速后，进入匀强电场Ⅱ，已知一价氦离子在电场Ⅱ中的运动轨迹如图中轨迹1，下列说法正确的是(　　)‎ A．一价氢离子的轨迹可能是2‎ B．二价氦离子的轨迹可能是3‎ C．一价氢离子的轨迹可能是3‎ D．二价氦离子的轨迹一定是1‎ 答案　D 解析　设正电荷的电荷量为q，质量为m，加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转电极板长为L，板间距离为d。加速电场中qU1＝mv，偏转电场中运动时间t＝，偏转距离y＝at2＝·2，得到y＝，设速度偏转角为θ，则tanθ＝＝，由上可知y、θ与带电粒子的质量、电荷量无关，则一价氢离子、一价氦离子、二价氦离子在偏转电场中轨迹重合，故D正确。‎ ‎7．(多选)如图所示，一带电小球固定在光滑水平面上的O点，虚线a、b、c、d是带电小球激发电场的四条等距离的等势线，一个带电小滑块从等势线d上的1处以水平初速度运动，结果形成了实线所示的运动轨迹。1、2、3、4、5是等势线与小滑块运动轨迹的一些交点。下列判定正确的是(　　)‎ A．固定小球与小滑块带异种电荷 B．在整个运动过程中小滑块具有的动能与电势能之和保持不变 - 4 -‎ 高考物理总复习 C．在整个过程中小滑块的加速度先变大后变小 D．小滑块从位置3到4和从位置4到5的过程中，电场力做功的大小关系是W34＝W45‎ 答案　BC 解析　由图看出滑块的轨迹向右弯曲，可知滑块受到了斥力作用，则知小球与小滑块电性一定相同，故A错误；‎ 根据能量守恒定律可知，小滑块运动过程中具有的动能与电势能之和保持不变，故B正确；滑块与小球的距离先减小后增大，由库仑定律得知滑块所受的库仑力先增大后减小，则其加速度先增大后减小，故C正确；小滑块从位置3到4和从位置4到5的过程中电场强度在变小，由U＝d及W＝Uq可知W34>W45，故D错误。‎ ‎8．(人教版选修3－1 P15第7题改编)如图所示，真空中有两个点电荷Q1＝＋4.0×10－8 C和Q2＝－1.0×10－8 C，分别固定在x坐标轴的x＝0和x＝6 cm的位置上。‎ ‎(1)x坐标轴上哪个位置的电场强度为零？‎ ‎(2)x坐标轴上哪些地方的电场强度方向是沿x轴正方向的？‎ 答案　(1)x＝12 cm处 ‎(2)0＜x＜6 cm和x＞12 cm的地方 解析　因为|Q1|＞|Q2|，所以，在Q1左侧的x轴上，Q1产生的电场的电场强度总是大于Q2产生的电场的电场强度，且方向总是指向x轴负方向，在x＝0和x＝6 cm之间，电场强度总是指向x轴的正方向，只有在Q2右侧的x轴上，才有可能出现电场强度为0的点。‎ ‎(1)设该点到原点的距离为x，则k－k＝0，即4(x－6)2－x2＝0，解得x1＝4 cm(不合题意，舍去)和x2＝12 cm，所以，在x＝12 cm处电场强度等于0。‎ ‎(2)在x坐标轴上0＜x＜6 cm和x＞12 cm的地方，电场强度的方向总是沿x轴正方向的。‎ - 4 -‎