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物理备课大师wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时巩固过关练(八)电场及带电粒子在电场中的运动(45分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第1～5题只有一项符合题目要求,第6～8题有多项符合题目要求)1.(2015·山东高考)直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷,一电量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为()A.,沿y轴正向B.,沿y轴负向C.,沿y轴正向D.,沿y轴负向【解析】选B。由于对称性,M、N两处的负电荷在G、H处产生的场强大小相等,等于在O点的正点电荷产生的场强E1=,正点电荷放在G处时,它在H处产生的场强E2=,所以,H处的合场强E=E1-E2=,B正确。2.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。两板间有一个正试探电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势、W表示正电荷在P点的电势能,若正物理备课大师wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是()【解析】选C。由平行板电容器的电容C=可知A错误;在电容器两极板所带电荷量一定的情况下,U=,E==,与d无关,B错误;在负极板接地的情况下,φ=φ0-El0,C正确;正电荷在P点的电势能W=qφ=q(φ0-El0),D错误。3.(2015·乐山二模)相距很近的一对带等量异号电荷的平行金属板,它们之间的电场除边缘外,可看作匀强电场,其电场线分布如图所示。一个带电粒子沿图中轨迹穿过该电场,则从a运动到d的过程中()A.粒子的速度一直在增大B.粒子的电势能一直在减小物理备课大师wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！粒子在a点的电势能比在d点低D.粒子的加速度先变大再不变后变小【解析】选D。由于电场力的方向与电场线的切线的方向相同,从图中可以看出粒子在a点时速度的方向与电场线的方向之间的夹角大于90度,所以在a点附近,电场力做负功,所以粒子的动能先减小,A错误;在a点附近,电场力做负功,根据电场力做功与电势能的关系知粒子的电势能在a点附近先增大,B错误;从图中可得,a点位于所在电场线的接近中点的地方,而d点离负极板更近一些,所以a点的电势一定高于d点的电势,正电荷在a点的电势能大于在d点的电势能,C错误;电场线的疏密表示电场的强弱,从图中可知,b点附近的电场线最密,所以b点附近的场强最大,大于a点和d点的场强,所以粒子在a到d的过程中,受到的电场力先增大再不变,后减小,根据牛顿第二定律,粒子的加速度先增大再不变,后减小,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.(2015·丽水二模)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段物理备课大师wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！中的C点电势最高,则()A.N点的电场强度大小为零B.A点的电场强度大小为零C.NC间场强方向向x轴正方向D.将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功【解析】选D。φ-x图像的斜率等于电场强度E,图线在A、N两点处的斜率都不等于0,则知N、A两点的场强均不为零,A、B错误;从N点到C点各点电势逐渐增大,说明这是逆着电场线方向,即NC间场强方向从C指向N,即指向x轴负方向,C错误;将一负点电荷从N点移到D点,电势先增大后减小,电势能先减小后增大,所以电场力先做正功后做负功,D正确。故选D。5.(2015·天津高考改编)如图所示,氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么()A.偏转电场E2对三种粒子做功一样多B.三种粒子打到屏上时速度一样大C.三种粒子运动到屏上所用时间相同D.三种粒子一定不能打到屏上的同一位置【解析】选A。设粒子质量为m,电量为q,经过加速电场U1q=m,经过偏转电场的偏转位移y1=()2,解得y1=,偏转电场对粒子做物理备课大师wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！功W2=qE2y1=,由于三种粒子电量相同,则偏转电场对三种粒子做功一样多,故选项A正确;从开始无初速度进入电场到打到屏上的过程中,由动能定理有U1q+W2=mv2,解得v=,则三种粒子打到屏上的速度不一样,故选项B错误;在加速电场中有l=a1=,解得t1=,从进入偏转电场到粒子打到屏上所用时间t2+t3====(L+l′),则三种粒子运动到屏上所用时间t=t1+t2+t3=+(L+l′),由于三种粒子质量不同,所以三种粒子运动到屏上所用时间不同,故选项C错误;粒子离开电场后做匀速直线运动,y2=v⊥t3=a2t2t3=··===,则y=y1+y2=+y2=+,所以三种粒子一定打到屏上的同一位置,故选项D错误。6.(2015·海南高考)如图,两电荷量分别为Q(Q0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b点位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是()A.b点电势为零,电场强度也为零B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功D.将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点,后者电势能的变化较大物理备课大师wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！【解析】选B、C。因为等量异种电荷在其连线的中垂线为等势线,因为中垂线延伸到无穷远处,所以中垂线的电势为零,故b点的电势为零,但是电场强度不为零,A错误;等量异种电荷连线上,电场方向由正电荷指向负电荷,方向水平向右,在中点O处电势为零,O点左侧电势为正,右侧电势为负,又知道正电荷在正电势处电势能为正,故B正确;O点的电势低于a点的电势,将正的试探电荷从O点移到a点,电场力做负功,所以必须克服电场力做功,C正确;O点和b点的电势相等,所以先后从O、b两点移到a点,电场力做功相等,电势能变化相同,D错误。故选B、C。【加固训练】(2015·吉林一模)如图所示,实线表示一正点电荷和金属板间的电场分布图线,虚线为一带电粒子从P点运动到Q点的运动轨迹,带电的粒子只受电场力的作用。那么下列说法正确的是()A.带电粒子从P到Q过程中动能逐渐增大B.P点电势比Q点电势高C.带电粒子在P点时具有的电势能大于在Q点时具有的电势能D.带电粒子的加速度逐渐变大【解析】选B。由粒子运动的轨迹可以判断,粒子受到的电场力为引力的作用,带电粒子从P到Q过程中电场力做负功,粒子的动能逐渐减小,A错误;沿电场方向电势降低,所以P点电势比Q点电势高,B正确;粒子受到的电场力为引力的作用,带电粒子从P到Q过程中电场力做负功,电势能增加,C错误;电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地物理备课大师wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！方电场强度小,所以粒子在P点时受到的电场力大,所以带电粒子的加速度逐渐减小,D错误。7.(2015·哈尔滨一模)如图所示,两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器,极板N与静电计金属球相连,极板M和静电计的外壳均接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两板相距为d时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度。在与外界绝缘的情况下保持电容器的带电量Q不变,下面的操作中将使静电计指针张角变小的是()A.仅将M板向下平移B.仅将M板向左平移C.仅在M、N之间插入云母板(相对介电常数大于1)D.仅在M、N之间插入金属板,且不和M、N接触【解题指导】解答本题应注意以下三点：(1)静电计指针张角变小的原因是平行板电容器两极板间的电压减小。(2)M、N之间插入云母板改变的是极板间的电介质。(3)M、N之间插入金属板改变的是极板间的距离。【解析】选C、D。仅将M板向下平移,两极板正对面积减小,由C=可知,电容减小,而电容器的电荷量不变,由C=得知,板间电压增大,静电计指针张角变大,A错误;仅将M板向左平移,板间距离增大,由物理备课大师wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！=可知,电容减小,而电容器的电荷量不变,由C=得知,板间电压增大,静电计指针张角变大,B错误;仅在M、N之间插入云母板,由C=可知,电容增大,而电容器的电荷量不变,由C=得知,板间电压减小,静电计指针张角变小,C正确;仅在M、N之间插入金属板,板间距离减小,由C=可知,电容增大,而电容器的电荷量不变,由C=得知,板间电压减小,静电计指针张角变小,故D正确。8.如图所示,两平行正对的金属板A、B间的电势差UAB=U0,A板电势高于B板电势,极板长度为L,板间距离为d,一重力可忽略不计的带电粒子质量为m,电荷量为q,粒子在两板中心连线上且距离A板处的P点释放时获得平行于金属板向上的速度v0,则该粒子不打到金属板A、B上的条件是()A.若粒子带正电,v0必须大于B.若粒子带正电,U0必须小于C.若粒子带负电,v0必须大于D.若粒子带负电,U0必须小于【解题指导】解答本题应注意以下两点：(1)粒子在电场中做类平抛运动。(2)粒子带电性质不同,偏转方向不同,偏转位移不同。【解析】选B、C。因为初速度方向与电场方向垂直,故带电粒子在电场中做类平抛运动,当带电粒子带正电时,由于电场力垂直于金属板物理备课大师wl.eywedu.net【全免费】“备课大师”全科【9门】：免注册，不收费！指向B板,=v0t,··t2d,粒子才能不打在B板上,解得U0或者v0,A错误,B正确;当带电粒子带负电时,由于电场力垂直于金属板指向A板,=v0t,··t2d,粒子才能不打在A板上,解得U0或者v0,C正确,D错误。二、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤)9.(16分)(2015·安徽高考)在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A点斜射出一质量为m,带电量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计,求：(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功。(2)粒子从A到C过程所经历的时间。(3)粒子经过C点时的速率。【解题指导】解答本题时应从以下三点进行分析：(1)粒子射出后做类斜抛运动,沿x轴方向做匀速直线运动,沿y轴方向做匀变速直线运动。(2)由于粒子由A到最高点、最高点到B、B到C沿x轴的距离相同,所以运动时间相同。(3)C点速度为沿x轴和y轴速度的矢量和。【解析】(1)WAC=qE(yA-yC)=3