高考物理二轮专题复习 辅导与训练 4.7 电场及带电粒子在电场中的运动高效演练.docVIP

【全程复习方略】2015年高考物理二轮专题复习 辅导与训练 4.7 电场及带电粒子在电场中的运动高效演练 1.(多选)(2014·浙江高考)如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电量为q。小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d。静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，则(　　) A.小球A与B之间库仑力的大小为 B.当=时，细线上的拉力为0 C.当=时，细线上的拉力为0 D.当=时，斜面对小球A的支持力为0 【解析】选A、C。两球间库仑力为F=，A项正确；当细线上的拉力为0时，小球A受到库仑力、斜面支持力、重力，具体关系为=mgtanθ，B项错误，C项正确；由受力分析可知，斜面对小球的支持力不可能为0，所以D项错误。 2.(多选)一个空气平行板电容器，极板间正对面积为S，板间距为d，充以电量Q后两板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法有(　　) A.将电压变为 B.将电量变为2Q C.将极板正对面积变为2S D.两板间充入介电常数为原来2倍的电介质 【解析】选C、D。由于电容器的电容只与电容器本身有关，而与两极板间的电压，极板上的电量均无关，A、B错误；由C=可知，将极板正对面积变为2S和两板间充入介电常数为原来2倍的电介质都可以使电容器的电容加倍，故C、D是正确的。 3.(2014·黄冈一模)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知(　　) A.带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小 B.带电质点在P点的电势能比在Q点的小 C.带电质点在P点的动能大于在Q点的动能 D.三个等势面中，c的电势最高 【解析】选D。等势线密的地方电场线也密，电场强度大，所受电场力大，因此加速度也大，A错误；电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线向上，根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，带电质点通过P点时的电势能较大，由能量守恒可知，P点的动能较小，B、C错误；负电荷在Q点电势能较小，电势较高，D正确。 【总结提升】电势能大小及其变化分析的两个思路 (1)做功角度：根据静电力做功与电势能变化的关系分析、判断带电粒子电势能及其变化。静电力做正功，粒子的电势能减少，静电力做负功，则粒子的电势能增加。 (2)转化角度：只有静电力做功时，电势能与动能可以相互转化，动能减小，电势能增加，动能增大，电势能减少。 4.(多选)a、b、c三个相同带电粒子同时由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定(　　) A.b和c同时飞离电场 B.进入电场时，c的速度最大，a的速度最小 C.动能的增量相比，a的最小，b和c的一样大 D.在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上 【解题指南】解答本题应注意以下两点： (1)三个带电粒子相同，由同一点垂直场强方向进入偏转电场做类平抛运动； (2)a打在极板上，b恰好飞出电场说明两个粒子的偏转位移相同。 【解析】选B、D。带电粒子在电场中做类平抛运动，粒子在竖直方向上做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，因为三个带电粒子是相同的，故在电场中的加速度是相同的，由y=at2结合图示可知，三个粒子在电场中的运动时间ta=tbtc，所以可知vavbvc，A错误，B正确；ΔEk=m=ma2t2，三个粒子的动能增量ΔEa=ΔEbΔEc，C错误；因a、b粒子在电场中的运动时间相同，所以两粒子打在负极板与离开电场是同时的，D正确。 5.(2014·新课标全国卷Ⅰ)如图，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，∠BOA =60°，OB=OA。将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点。使此小球带电，电荷量为q(q0)，同时加一匀强电场，场强方向与△OAB所在平面平行。现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点时的动能为初动能的6倍。重力加速度大小为g。求： (1)无电场时，小球到达A点时的动能与初动能的比值； (2)电场强度的大小和方向。 【解题指南】解答本题需要注意以下三点： (1)不存在电场时，小球做平抛运动，要根据平抛运动规律求解。 (2)加上电场后，小球还受到电场力作用，有电场力做功，会涉及电势能的变化，可根据能量守恒