2020-2021学年全国高三下物理高考复习

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文档介绍

2020-2021学年全国高三下物理高考复习

‎2020-2021学年全国高三下物理高考复习 一、选择题 ‎ ‎ ‎1. 下列各物理量中,与检验电荷有关的量是(        ) ‎ A.电场强度E B.电势φ C.电势能ε D.电势差U ‎ ‎ ‎2. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是(        ) ‎ A.由电场强度的定义式E=‎Fq可知,电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 B.由真空中点电荷的电场强度公式E=kQr‎2‎可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关 C.由电势差的定义式UAB‎=‎WABq可知,带电荷量为‎−1C的点电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为‎1J,则A、B两点间的电势差UAB‎ ‎为‎1V D.由匀强电场的场强公式E=‎Ud可知,电场强度与两点间电势差大小成正比 ‎ ‎ ‎3. 在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点,其中a、b两点电场强度相同的是(        ) ‎ A. B. C. D. ‎ ‎ ‎ ‎4. 如图(甲)所示,ab为原来不带电的细导体棒,q为一带正电的点电荷,当达到静电平衡后,导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E‎1‎,O点的电势为φ‎1‎,现用一导线把导体棒的b端接地,其他条件不变,如图(乙),待静电平衡后,导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E‎2‎,O点的电势为φ‎2‎,经分析后可知(        ) ‎ A.E‎1‎‎=‎E‎2‎,φ‎1‎‎<‎φ‎2‎ B.E‎1‎‎>‎E‎2‎,φ‎1‎‎=‎φ‎2‎ C.E‎1‎‎=‎E‎2‎,φ‎1‎‎>‎φ‎2‎ D.E‎1‎‎>‎E‎2‎,φ‎1‎‎=‎φ‎2‎ ‎ ‎ ‎ ‎5. 质量为m,电量为‎+q的小球以初速度v‎0‎以与水平方向成θ角射出,如图所示,如果在某方向加上一定大小的匀强电场后,能保证小球仍沿v‎0‎方向做直线运动,则所加匀强电场的最小值为(        ) ‎ A.mgcosθq B.mgq C.mgsinθq D.‎mgtanθq ‎ ‎ ‎6. 如图是研究电荷之间相互作用力的实验装置.用绝缘杆固定的金属球A带电量为Q,用绝缘细线悬挂的金属球B(质量为m,带电量为q)与A处于同一水平线上,两者均视为点电荷.当两者距离为d时,细线与竖直方向的夹角为θ‎1‎时,细线拉力为T‎1‎;当两者距离为‎2d时,细线与竖直方向的夹角为θ‎2‎时,细线拉力为T‎2‎;则下列说法正确的是(        ) ‎ A.两小球可能带异种电荷 B.细线拉力大小T‎1‎小于T‎2‎ C.tanθ‎1‎与tanθ‎2‎之比为‎2:1‎ D.当两者距离为‎2d时,小球B在A处产生的场强为mgtanθ‎2‎Q ‎ ‎ ‎7. 在点电荷‎+Q形成的电场中有一点A,当一个‎−q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为W,取无限远处电势为‎0‎,则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为( ) ‎ 第17页 共18页 ◎ 第18页 共18页 A.EpA‎=−W,φA‎=‎Wq B.EpA‎=−W,φA‎=−‎Wq C.EpA‎=W,φA‎=‎Wq D.EpA‎=W,φA‎=−‎Wq ‎ ‎ ‎ ‎8. 如图所示,空间有一等边三角形OAB,C为AB的中点,E为OA的中点,F为AE的中点,在顶点O处固定一负的点电荷,下列说法正确的是( ) ‎ A.E、A两点的电场强度大小之比为‎2:1‎ B.F点的电势比C点电势高 C.将一正的试探电荷从A点沿直线移到B点,其电势能先减小后增大 D.若A点电势为φ‎1‎,E点电势为φ‎2‎,则F点的电势为φ‎1‎‎+‎φ‎2‎‎2‎ ‎ ‎ ‎9. 如图所示,实线表示某电场中的四个等势面,它们的电势分别为φ‎1‎、φ‎2‎、φ‎3‎和φ‎4‎,相邻等势面间的电势差相等,一带负电的粒子(重力不计)在该电场中运动的轨迹如虚线所示,a、b、c、d是其运动轨迹与等势面的四个交点,下列说法正确的是(        ) ‎ A.φ‎4‎等势面上各点电场强度处处相同 B.四个等势面的电势关系是φ‎1‎‎>φ‎2‎>φ‎3‎>‎φ‎4‎ C.粒子从a运动到d的过程中静电力先做正功后做负功 D.粒子在四点的动能大小关系是Eka‎>Ekb>Ekc=‎Ekd ‎ ‎ ‎10. 在光滑的绝缘水平面上,有一个边长为L的正三角形abc,顶点a、b、c处分别固定一个电荷量为q的正电荷,如图所示,D点为正三角形外接圆的圆心,E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点,F点为E点关于电荷c的对称点,下列说法中正确的是( ) ‎ A.D点的电场强度一定不为零,电势可能为零 B.E、F两点的电场强度等大反向,电势相等 C.c点电荷受到a、b点电荷的库仑力F=2kq‎2‎L‎2‎ D.E、G、H点电势相等 二、多选题 ‎ ‎ ‎ 如图所示,平行板电容器与电压为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略.一带负电油滴被固定于电容器中的P点.现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则下列说法中正确的是(        ) ‎ A.静电计指针张角变小 B. 平行板电容器的电容值将变小 C.带电油滴的电势能将减少 D. 若先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变 ‎ ‎ ‎ ‎ 如图所示,一带正电的粒子以一定的初速度进入某点电荷Q产生的电场中,沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点,其中a点的场强大小为Ea,方向与ab连线成‎30‎‎∘‎角;b点的场强大小为Eb,方向与ab连线成‎60‎‎∘‎角,粒子只受电场力的作用.下列说法中正确的是( ) ‎ A.点电荷Q带正电 B.a点的电势高于b点电势 C.从a到b,系统的电势能减小 第17页 共18页 ◎ 第18页 共18页 D.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 ‎ ‎ ‎ 如图,Q‎1‎、Q‎2‎为两个固定放置的点电荷,a、b、c三点在它们连线的延长线上,且ab=bc.现有一带负电的粒子仅在电场力作用下,沿该连线运动,先后经过a、b、c三点时的速度大小分别为va、vb、vc,已知va‎=vc>‎vb,则以下说法中正确的是( ) ‎ A.Q‎1‎一定带正电 B.Q‎2‎的电量一定大于Q‎1‎的电量 C.a点的场强大小一定等于c点的场强大小 D.b点处的场强方向一定向右 ‎ ‎ ‎ 电容器是一种常用的电学元件,在电工、电子技术中有着广泛的应用.以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是(        ) ‎ A.甲图中,手指作为电容器一电极,如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上仍能正常操作 B.乙图中,力F增大过程中,电流计中的电流从b流向a C.丙图中,油箱液位上升时,电容变小 D.丁图中,当传感器由静止突然向左加速,电容器的电量会增加 ‎ ‎ ‎ 如图所示,两平行金属板间有匀强电场,场强方向指向下极板,一带电荷量为‎−q的液滴,以初速度v‎0‎垂直电场线射入电场中,则液滴在电场中所做的运动可能是( ) ‎ A.沿初速度方向做匀速运动 B.向上板方向偏移,轨迹为一段圆弧 C.向上板方向偏移,轨迹为直线 D.向下板方向偏移,做匀变速曲线运动 三、解答题 ‎ ‎ ‎ 如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们的间距为‎2cm,两点的连线与场强方向成‎60‎‎∘‎角.将一个电量为‎−2×‎10‎‎−5‎C的电荷由A移到B,其电势能增加了‎1×‎10‎‎−3‎J.求: ‎ ‎(1)从A移到B的过程中,电场力对电荷做的功WAB.‎ ‎ ‎ ‎(2)A、B两点的电势差UAB.‎ ‎ ‎ ‎(3)匀强电场的场强大小E.‎ ‎ ‎ ‎ 如图所示,已知平行板电容器两极板间距离d=4mm,充电后两极板电势差为‎120V.A板带正电,若它的电容为‎3‎μF,且P到A板距离为‎1mm.求: ‎ ‎(1)每一板的带电荷量.‎ ‎ ‎ ‎(2)一个电子在P点具有的电势能.‎ ‎ ‎ ‎(3)一个电子从B板出发到A板获得的动能.‎ ‎ ‎ ‎ 如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点.现有一质量为m、电荷量为‎−q、套在杆上的带负电小球从A点由静止开始沿杆下滑.已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为‎3R,小球滑到B点时的速度大小为‎5gR.则: ‎ 第17页 共18页 ◎ 第18页 共18页 ‎(1)正点电荷的电场在B点和C点的电势有何关系.‎ ‎ ‎ ‎(2)求小球滑到C点时的速度大小.‎ ‎ ‎ ‎(3)若以A点作为参考点(零电势点),试确定B点的电势.‎ ‎ ‎ ‎ 一质量为m=1.0×‎10‎‎−4‎ kg的带电小球,带电量大小为q=1.0×‎10‎‎−6‎C,用长为L=1m的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时细线与竖直方向如图所示成θ角,且θ=‎‎37‎‎∘‎.(已知sin‎37‎‎∘‎=0.6‎,cos‎37‎‎∘‎=0.8‎,g=10m/‎s‎2‎)求: ‎ ‎(1)判断小球带何种电荷.‎ ‎ ‎ ‎(2)求电场强度E的大小.‎ ‎ ‎ ‎(3)若某一时刻电场突然变成竖直向上,求小球摆动过程中的最大速度.‎ ‎ ‎ ‎(4)若某一时刻电场突然变成竖直向上,求小球摆动过程中绳的最大拉力.‎ 第17页 共18页 ◎ 第18页 共18页 参考答案与试题解析 ‎2020-2021学年全国高三下物理高考复习 一、选择题 ‎1.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ 电势差 电势能 电势 电场强度 ‎【解析】‎ 本题考查了对电场中几个概念的理解情况,物理中有很多物理量是采用比值法定义的,要正确理解比值定义法的含义。‎ ‎【解答】‎ 解:电场强度E=‎Fq和电势φ=‎Epq分别是从力和能量的角度来描述电场的,均是采用比值定义法定义的,它们的大小与检验电荷无关,由电场本身决定,故AB错误; 电势能的大小ε=qφ,由此可知,电势能与检验电荷的电荷量成正比,故C正确; 电势差等于两点电势的差值,与检验电荷无关,故D错误. 故选:C.‎ ‎2.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ 电场力做功与电势能变化的关系 电势差与电场强度的关系 电势差 电场强度 ‎【解析】‎ 电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关;点电荷的电场中,某点的电场强度与场源电荷量有关;公式U=Ed中d是两点沿电场方向的距离,而不一定是两点间的距离;用电场强度和电势差的定义式即可求解。‎ ‎【解答】‎ 解:A.电场强度取决于电场本身,与试探电荷所带电荷量无关,故A错误; B.由真空中点电荷的电场强度公式E=kQr‎2‎可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量成正比,故B错误; C.由电势差的定义式UAB‎=‎WABq可知,带电荷量为‎−1C的点电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为‎1J,则A、B两点间的电势差UAB为‎1V,故C正确; D.公式E=‎Ud是电场强度的计算式,式中d是电场中两点沿电场线方向的距离,在匀强电场中两点间沿电场线方向的距离越大时,两点的电势差才一定越大,而电场强度是由电场本身决定的,与两点间电势差无关,故D错误. 故选:C.‎ ‎3.‎ ‎【答案】‎ B ‎【考点】‎ 电场线 电场强度 ‎【解析】‎ 电场强度是矢量,只有两点的场强大小和方向都相同时,电场强度才相同.顺着电场线电势相等,根据电场线和等势面的分布情况进行判断.‎ ‎【解答】‎ 解:A.a、b两点的电场强度大小相等,但方向不同,则电场强度不同,故A错误. B.a、b在两个电荷连线的中垂线上,而中垂线是一条等势线,故a、b电势相等,根据电场线的疏密看出a、b两点的电场强度大小相等,a、b两点的场强方向都与中垂线垂直向右,说明电场强度方向相同,则a、b两点的电场强度相同,故B正确. C.根据对称性可以看出,a,b两点的电场强度大小相等,但方向相反,所以电场强度不同,故C错误. D.根据电场强度方向沿电场线的切线方向,电场线的疏密表示场强大小,可看出非匀强电场中的a、b两点电场强度大小不同,方向相同,故D错误. 故选:B.‎ ‎4.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ 静电平衡 电势 ‎【解析】‎ 此题暂无解析 ‎【解答】‎ 解:处于静电平衡的导体内部场强为零,所以感应电荷在O点形成的场强与点电荷q在O点产生的场强等大反向,可知E‎1‎‎=‎E‎2‎,因点电荷为正电荷,则φ‎1‎‎>0‎;导体ab接地后电势φ‎2‎‎=0‎,所以φ‎1‎‎>‎φ‎2‎,故C正确,ABD错误. 故选:C.‎ ‎5.‎ ‎【答案】‎ A ‎【考点】‎ 带电物体在电场中的平衡问题 ‎【解析】‎ 保证微粒仍沿v‎0‎方向做直线运动,电场力方向必须垂直于v‎0‎方向斜向上时,电场力有最小值,则场强有最小值,根据垂直于v‎0‎方向合力为零,求出电场强度的最小值或设场强E和v‎0‎成Φ角,根据垂直于速度方向的合力为零,列式得到场强与Φ的关系式,再运用数学知识求出场强E最小时Φ角,从而求出E的最小值.‎ ‎【解答】‎ 解:小球受到重力作用,将重力分解,如图所示: ‎ 第17页 共18页 ◎ 第18页 共18页 ‎ 在某方向加上一定大小的匀强电场后,能保证小球仍沿此方向做直线运动,则必须抵消垂直于v‎0‎方向的重力分力mgcosθ,故所加匀强电场的最小值为E=‎mgcosθq. 故选:A.‎ ‎6.‎ ‎【答案】‎ D ‎【考点】‎ 库仑力作用下的平衡问题 ‎【解析】‎ 此题暂无解析 ‎【解答】‎ 解:A.对B球受力分析如图所示: 可知金属球B向右偏离竖直位置,说明金属球A与B的作用力是斥力,两个小球一定带同种电荷,A错误; BC.根据受力分析图有F=mgtanθ, 库仑力F=kQqd‎2‎, 根据平衡条件有tanθ‎1‎=kQqmgd‎2‎,tanθ‎2‎=kQqmg(2d‎)‎‎2‎=kQq‎4mgd‎2‎, 解得tanθ‎1‎:tanθ‎2‎=4:1‎, 由图可知T=‎mgcosθ, 因为θ‎1‎‎>‎θ‎2‎,所以T‎1‎‎>‎T‎2‎,BC错误; D.当两者距离为‎2d时,A受到B的库仑力大小为F=kQq‎(2d‎)‎‎2‎=mgtanθ‎2‎, 则小球B在A处产生的电场强度大小为E=FQ=‎mgtanθ‎2‎Q,D正确. 故选D.‎ ‎7.‎ ‎【答案】‎ A ‎【考点】‎ 电场力做功与电势能变化的关系 电势与电势能的关系 ‎【解析】‎ 根据电场力做功多少,电荷的电势能就减小多少,分析电荷在A点与无限远间电势能的变化量,确定电荷在A点的电势能,由公式φA‎=‎EAq求解A点的电势.‎ ‎【解答】‎ 解:依题意,‎−q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为W,则电荷的电势能减小W,无限处电荷的电势能为零,则电荷在A点的电势能为EpA‎=−W,A点的电势为φA‎=EpA‎−q=‎Wq. 故选:A.‎ ‎8.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ 点电荷的电场线 电势能 电势 点电荷的场强 ‎【解析】‎ 根据点电荷电场强度公式E=kQr‎2‎,结合沿着电场线方向电势是降低的,再根据正电荷从高电势到低电势,其电势能减小,最后根据非匀强电场,中点处电势不是初末两点的电势平均值。‎ ‎【解答】‎ 解:A.由于E为OA的中点,F为AE的中点,根据点电荷电场强度公式E=kQr‎2‎,那么E、A两点的电场强度大小之比为EE‎:EA=kQ‎(‎r‎2‎‎)‎‎2‎:kQr‎2‎=4:1‎,故A错误; B.根据几何关系可知,OC间距大于OF,因此C点离O点(负点电荷)间距比F点较远,再由沿着电场线方向电势是降低的,则F点的电势比C点电势低,故B错误; C.由几何关系可知,将一正的试探电荷从A点沿直线移到B点,其电势能先减小后增大,故C正确; D.如果它们处于匀强电场,若A点电势为φ‎1‎,E点电势为φ‎2‎,则F点的电势为φ‎1‎‎+‎φ‎2‎‎2‎,但此时处于点电荷电场中,因此F点的电势不等于φ‎1‎‎+‎φ‎2‎‎2‎,故D错误. 故选C.‎ ‎9.‎ ‎【答案】‎ D ‎【考点】‎ 电场中轨迹类问题的分析 第17页 共18页 ◎ 第18页 共18页 ‎【解析】‎ 此题暂无解析 ‎【解答】‎ 解:A.由等势面的形状可知该电场不是匀强电场,所以φ‎4‎等势面上各点场强并不相同,故A错误; B.由运动轨迹可知电场力由左向右,电场强度的方向由右向左,沿电场强度方向电势逐渐降低,所以φ‎1‎‎<φ‎2‎<φ‎3‎<‎φ‎4‎,故B错误; CD.粒子从a运动到d的过程中静电力先做负功后做正功,粒子在a、b、c、d四点的速度大小关系是va‎>vb>vc=‎vd,所以动能大小关系是Eka‎>Ekb>Ekc=‎Ekd,故C错误,D正确. 故选D. ‎ ‎10.‎ ‎【答案】‎ D ‎【考点】‎ 电势 电场的叠加 点电荷的场强 ‎【解析】‎ 分别由点电荷的场强公式求得各电荷在各点形成的场强,利用场强的叠加可求得合场强,由电势的定义可知电势的大小;由F=Eq可求得电场力;由粒子的受力情况可知粒子的运动情况.‎ ‎【解答】‎ 解:A.三个点电荷在D点的场强大小相等,方向沿角平分线,由几何关系可知三个场强间的夹角为‎120‎‎∘‎,由矢量的合成可知,D点的场强一定为零,故A错误; B.由图可知,ab在E点的合场强为零,故E点的场强等于c在E点产生的场强,而abc三个点电荷在F点均有场强存在,故F点的场强为三个点电荷形成的合场强,因c在E和F两点形成的场强大小相等,可知F点的场强大于E点场强,故B错误; C.c点处有ab产生的场强,由场强的叠加可知,c点的场强Ec‎=‎‎3‎kqL‎2‎,故受库仑力F=‎‎3‎kq‎2‎L‎2‎,故C错误; D.三点到三个电荷的距离分别都一样且三个电荷都是正电荷,根据电势决定式可得电势相等,故D正确. 故选D.‎ 二、多选题 ‎【答案】‎ B,C,D ‎【考点】‎ 电容器的动态分析 ‎【解析】‎ 电容器始终与电源相连,则电容器两端间的电势差不变,根据电容器d的变化判断电容的变化以及电场强度的变化,从而判断电荷电势能和电场力的变化.‎ ‎【解答】‎ 解:现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,导致极板间距增大. A.静电计测量的是电容器两端的电势差,因为电容器始终与电源相连,则电势差不变,所以静电计指针张角不变,故A错误. B.根据C=‎εS‎4πkd知,d增大,电容减小,故B正确. C.电势差不变,d增大,则电场强度减小,P点与上极板的电势差减小,则P点的电势增大,因为该电荷为负电荷,则电势能减小,故C正确. D.若先将上极板与电源正极的导线断开,则电荷量不变,d变大,根据E=Ud=QCd=‎‎4πkQεS,知电场强度不变,则油滴所受电场力不变,故D正确. 故选:BCD.‎ ‎【答案】‎ B,C ‎【考点】‎ 电场中轨迹类问题的分析 ‎【解析】‎ 将Ea、Eb延长相交,即得到Q点的位置,根据电场方向可判场源电荷的性质;由E=kQR‎2‎可比较场强关系。根据两点到Q距离的大小关系以及电势高低关系。‎ ‎【解答】‎ 解:A.根据轨迹弯曲方向判断出,粒子在运动的过程中,受到的电场力指向轨迹右侧,因粒子带正电,所以点电荷带负电,故A错误; B.连接aO、bO,如图所示: 由图可知Ra‎>‎Rb,且点电荷的电场中等势面是以场源电荷为圆心的同心圆,沿着电场线方向,电势逐渐降低,故a点的电势高于b点电势,故B正确; C.从a到b,电势减小,粒子带正电,所以粒子的电势能减小,故C正确; D.Ra‎>‎Rb,根据F=‎kQqR‎2‎,可知离点电荷越远,粒子所受库仑力越小,加速度越小,故粒子在a点加速度小于在b点的加速度,故D错误. 故选:BC.‎ ‎【答案】‎ A,B ‎【考点】‎ 电场中轨迹类问题的分析 ‎【解析】‎ 根据粒子在ab之间,只在电场力作用下先做加速后做减速运动,结合点电荷的电场强度的叠加,可知电场强度为零的点在ac之间,具体位置不确定,但可由电场强度的方向与大小,来确定粒子的电性,及带电量的大小.‎ ‎【解答】‎ 解:A.因为va‎=‎vc‎>‎vb,所以电场力对粒子先做负功,再做正功,则电场力先向左,再向右,而粒子带负电,所以电场强度先向右,再向左,所以Q‎1‎带正电,故A正确; B.在ac之间肯定有一点电场强度为零,根据库仑定律知,该点到Q‎2‎的距离大于到Q‎1‎的距离,所以Q‎2‎的电量大于Q‎1‎的电量,故B正确; CD.由于不知道具体哪一点的电场强度为零,所以不好判断ac电场强度大小,也不好判断b点场强方向,故CD错误. 故选AB.‎ 第17页 共18页 ◎ 第18页 共18页 ‎【答案】‎ B,D ‎【考点】‎ 电容器的动态分析 ‎【解析】‎ 此题暂无解析 ‎【解答】‎ 解:A.绝缘笔与工作面不能形成一个电容器,所以不能在电容屏上进行触控操作,故A错误; B.乙图中,力F增大过程中,电容器板间距离减小,根据C=‎εS‎4πkd得电容增大,而板间电压U不变,则由Q=CU得电容器所带电荷量增大,开始充电,上极板带正电,则知电流计中电流由b流向a,故B正确; C.丙图中,油箱液位上升时,正对面积增大,根据C=‎εS‎4πkd得电容变大,故C错误; D.当传感器由静止突然向左加速瞬间,质量块相对两极板要向右运动,导致插入极板间电介质加深,根据C=‎εS‎4πkd得电容会增大,由于电压不变,根据由Q=CU得电容器的电量增大,故D正确. 故选BD.‎ ‎【答案】‎ A,D ‎【考点】‎ 带电粒子在重力场和电场中的运动 ‎【解析】‎ 液滴的运动不发生偏转,故电场力和重力平衡,液滴做匀速直线运动,根据平衡条件列式进行分析即可;若出现不平衡,则根据平抛运动的受力与运动的特点求解.‎ ‎【解答】‎ 解:液滴垂直射入电场,只受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力,两个力均为恒力. A.当电场力与重力平衡时,液滴做匀速直线运动,故A正确; BC.如果电场力大于重力,带电液滴向上板偏移,它的轨迹是抛物线,而不是圆弧,也不可能是直线,故BC错误; D.若重力大于电场力,则液滴将向下极板方向偏转,从而做类平抛运动,在运动过程中加速度始终不变,是匀变速曲线运动,故D正确. 故选AD.‎ 三、解答题 ‎【答案】‎ ‎(1)从A移到B的过程中,电场力对电荷做的功WAB‎=−1.0×‎10‎‎−3‎J.‎ ‎(2)A、B两点的电势差UAB‎=50V.‎ ‎(3)匀强电场的场强大小E=5.0×‎10‎‎3‎V/m.‎ ‎【考点】‎ 电场力做功与电势能变化的关系 匀强电场中电势差和电场强度的关系 电势差 ‎【解析】‎ 此题暂无解析 ‎【解答】‎ 解:(1)由于WAB‎=−ΔEp, 所以从A移到B的过程中,电场力对电荷做的功WAB‎=−1.0×‎10‎‎−3‎J.‎ ‎(2)两点的电势差UAB‎=‎WABq, 解得UAB‎=50V.‎ ‎(3)匀强电场的场强大小E=‎UABAB⋅cos‎60‎‎∘‎, 解得E=5.0×‎10‎‎3‎V/m.‎ ‎【答案】‎ ‎(1)每一板的带电荷量为‎3.6×‎10‎‎−4‎C.‎ ‎(2)一个电子在P点具有的电势能为‎−90eV.‎ ‎(3)一个电子从B板出发到A板获得的动能为‎120eV.‎ ‎【考点】‎ 电场力做功与电势能变化的关系 匀强电场中电势差和电场强度的关系 电势能 平行板电容器的电容 ‎【解析】‎ ‎(1)根据电容的定义式C=‎QU求电荷量;‎ ‎(2)两板间存在匀强电场,由E=‎Ud求出电场强度;根据公式U=Ed求出P与下板间的电势差,得到P点的电势φ,由Ep‎=qφ求出电势能;‎ ‎(3)一个电子从B板出发到A板,根据动能定理列式求解获得的动能.‎ ‎【解答】‎ 解:(1)由C=‎QU得,Q=CU=3×‎10‎‎−6‎×120C=3.6×‎10‎‎−4‎C.‎ ‎(2)两板间的电场强度E=Ud=‎120‎‎4×‎‎10‎‎−3‎V/m=3×‎10‎‎4‎V/m, P与下板间的电势差为UPB‎=EdPB=3×‎10‎‎4‎V/m×3×‎10‎‎−3‎m=90V, 下板的电势差,电场线向下,P点的电势高于零,所以P点的电势φ=UPB=90V, 则电子在P点具有的电势能为Ep‎=−eφ=−90eV.‎ ‎(3)一个电子从B板出发到A板,获得的动能为:ΔEk=eEd=eU=e×120V=120eV.‎ ‎【答案】‎ ‎(1)正点电荷的电场在B点和C点的电势相等.‎ ‎(2)小球滑到C点时的速度大小为‎2‎‎2gR.‎ ‎(3)若以A点作为参考点(零电势点),B点电势为mgRq.‎ ‎【考点】‎ 电场力做功与电势能变化的关系 等势面 第17页 共18页 ◎ 第18页 共18页 电势 动能定理的应用 ‎【解析】‎ 此题暂无解析 ‎【解答】‎ 解:(1)点电荷的等势面是以点电荷为中心的同心圆,所以B、C两点在同一等势面上,故两点电势相等.‎ ‎(2)由几何关系可得BC的竖直高度hBC‎=‎3‎‎2‎R, 小球从B到C运动的过程中电场力做的总功为零, 根据动能定理有:mghBC=‎1‎‎2‎mvC‎2‎−‎1‎‎2‎mvB‎2‎, 解得:vC‎=2‎‎2gR.‎ ‎(3)小球从A到B,重力和电场力均做正功, 由动能定理有:mg(3R−hBC)+(−q)UAB=‎1‎‎2‎mvB‎2‎−0‎, 其中:UAB‎=φA−‎φB, 解得:φB‎=‎mgRq.‎ ‎【答案】‎ ‎(1)小球带负电荷.‎ ‎(2)电场强度E的大小为‎7.5×‎10‎‎2‎N/C.‎ ‎(3)小球摆动过程中的最大速度为‎7‎m/s.‎ ‎(4)小球摆动过程中绳的最大拉力为‎2.45×‎10‎‎−3‎N.‎ ‎【考点】‎ 带电粒子在重力场和电场中的运动 带电物体在电场中的平衡问题 带电粒子在电场中的平衡问题 竖直面内的圆周运动-轻绳模型 动能定理的应用 ‎【解析】‎ ‎(1)根据小球的受力情况可以判断小球带负电; (2)对小球受力分析,根据平衡条件列方程,可以得到电场强度的大小; (3)先根据牛顿第二定律计算出小球的加速度,然后得到沿电场力方向的位移,则小球电势能的变化量等于电场力做的功。‎ ‎【解答】‎ 解:(1)小球受电场力向左,与电场方向相反,可知小球带负电.‎ ‎(2)小球受力分析如图所示: 由平衡条件得:Eq‎=mgtanθ, 解得:E=mgtanθq=7.5×‎10‎‎2‎N/C.‎ ‎(3)电场力方向变为向上,小球将沿逆时针方向做圆周运动, 因此,当小球运动到最低点时速度最大,设最大速度vm, 由动能定理可得:‎(mg+F)L(1−cosθ)=‎1‎‎2‎mvm‎2‎, 又因为F=mgtanθ,解得:vm‎=‎7‎m/s.‎ ‎(4)小球在最低点时,轻绳拉力最大, 在最低点时,受力分析如图所示: 根据牛顿第二定律:T−F−mg=mvm‎2‎L,  解得T=2.45×‎10‎‎−3‎N.‎ 第17页 共18页 ◎ 第18页 共18页
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