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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第六章 章末限時(shí)練(含解析) 新人教版
(滿分:100分 時(shí)間:90分鐘)
一、選擇題(每小題5分,共60分)
1.以下說法正確的是 ( )
A物體所帶的電荷量是任意實(shí)數(shù)
B.元電荷就是電子或質(zhì)子
C.物體所帶電荷量的最小值是1.60×10-19 C
D.凡試探電荷都是點(diǎn)電荷,凡點(diǎn)電荷都能作為試探電荷
答案 C
解析 元電荷的值是1.60×10-19 C,是物體所帶電荷量的最小值,任何帶電體所帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍,而非任意實(shí)數(shù),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確.質(zhì)子和電子所帶電荷量為元電荷,但本身不是元電荷,選項(xiàng)B
2、錯(cuò)誤.試探電荷不占空間且對(duì)原電場(chǎng)的影響可忽略,故是點(diǎn)電荷,并非任意的點(diǎn)電荷都能作為試探電荷,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
2.將質(zhì)量為m的正點(diǎn)電荷q在電場(chǎng)中由靜止釋放,在它運(yùn)動(dòng)過程中如果不計(jì)重力,下述正確的是 ( )
A.點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡必與電場(chǎng)線重合
B.點(diǎn)電荷的速度方向必定和所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致
C.點(diǎn)電荷的加速度方向必與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致
D.點(diǎn)電荷的受力方向必與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致
答案 CD
解析 正點(diǎn)電荷q由靜止釋放,如果電場(chǎng)線為直線,電荷將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),但如果電場(chǎng)線是曲線,電荷一定不沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)(因?yàn)槿绻仉妶?chǎng)線運(yùn)動(dòng),其速度方
3、向與受力方向重合,不符合曲線運(yùn)動(dòng)的條件),故A選項(xiàng)不正確;由于點(diǎn)電荷做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),其速度方向與電場(chǎng)力方向不再一致(初始時(shí)刻除外),故B選項(xiàng)不正確;而點(diǎn)電荷的加速度方向,即電荷所受電場(chǎng)力方向必與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向一致,即與所在點(diǎn)的電場(chǎng)線的切線方向一致,故C、D選項(xiàng)正確.
3.如圖1所示,A、B為兩個(gè)固定的等量同種正電荷,在它們連線的
中點(diǎn)處有一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的正電荷C,現(xiàn)給電荷C一個(gè)垂直于
連線的初速度v0,若不計(jì)C所受的重力,則關(guān)于電荷C以后的 圖1
運(yùn)動(dòng)情況,下列說法中正確的是 ( )
A.加速度始終增大 B.加速度先增大后減小
C.速度先增大后
4、減小 D.速度始終增大
答案 BD
解析 等量同種正電荷中垂線上電場(chǎng)線分布如圖所示,電場(chǎng)強(qiáng)度從
O到無窮遠(yuǎn)處先增大后減小,根據(jù)a=知,加速度先增大后減小,
由于速度方向與加速度方向始終一致,電荷一直加速,速度始終
增大,B、D正確.
4.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn),相距為d,已知a
點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向與ab連線成30°角,b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
方向與ab連線成120°角,如圖2所示,則點(diǎn)電荷Q的電 圖2
性和b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 ( )
A.正電、E/3 B.負(fù)電、E/3
C.正電、3E D.負(fù)電、3E
答案 D
解
5、析 由a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向交于一點(diǎn)可知,此點(diǎn)電荷帶負(fù)電
設(shè)b到點(diǎn)電荷的距離為r,則由三角形知識(shí)可知a到點(diǎn)電荷的
距離為r
所以E=k
Eb=k
Eb=3E,D選項(xiàng)正確.
5.如圖3所示,兩帶未知電荷量的點(diǎn)電荷q1、q2相距為d,
若兩點(diǎn)電荷連線上在q2外側(cè)的一點(diǎn)P的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,
則 ( ) 圖3
A.兩點(diǎn)電荷必為異種電荷且q1、q2間也有一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零
B.q1的電荷量大小大于q2的電荷量大小
C.x=
D.x=
答案 BD
解析 由于點(diǎn)P的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,所以有=,可得x=,且q1>q2.
6.如圖4所示,虛線表示某電場(chǎng)的等勢(shì)面.一
6、帶電粒子僅在電場(chǎng)力
作用下由A運(yùn)動(dòng)到B的徑跡如圖中實(shí)線所示.粒子在A點(diǎn)的加速
度為aA、電勢(shì)能為EA;在B點(diǎn)的加速度為aB、電勢(shì)能為EB.則下
列結(jié)論正確的是 ( ) 圖4
A.粒子帶正電,aA>aB,EA>EB
B.粒子帶負(fù)電,aA>aB,EA>EB
C.粒子帶正電,aA
7、的關(guān)系,EA
8、運(yùn)動(dòng),則有vAtA=vBtB,豎直方向上對(duì)A有=at,對(duì)B有h=at,通過計(jì)算可知vA=vB,A項(xiàng)正確;通過題圖可以看出,A粒子的偏向角要小于B粒子的偏向角,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理可知,電場(chǎng)力對(duì)B粒子做功為A粒子的兩倍,A粒子的初動(dòng)能為B粒子的兩倍,所以到C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能有可能相同,C項(xiàng)正確;由水平速度與時(shí)間的關(guān)系可知,加大電壓,兩粒子水平方向上的位移相同,D項(xiàng)正確.
8.如圖6所示,D是一只二極管,它的作用是只允許電流從a
流向b,不允許電流從b流向a,平行板電容器AB內(nèi)部原有
電荷P處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)兩極板A和B的間距稍增大一些的
瞬間(兩極板仍平行),P的運(yùn)動(dòng)情況將是 ( )
9、 圖6
A.仍靜止不動(dòng) B.向下運(yùn)動(dòng)
C.向上運(yùn)動(dòng) D.無法判斷
答案 A
解析 此題利用二極管的單向?qū)щ娦詠砼袛嚯娙萜魇荙不變還是U不變.若假設(shè)U不變,由E=可判斷出E變小,電場(chǎng)力變小,電荷P向下運(yùn)動(dòng),但d變大又導(dǎo)致C變小,結(jié)合U不變得出Q變小,即電容器A板應(yīng)該放出正電荷,與題目不符,所以假設(shè)錯(cuò)誤,即應(yīng)是Q不變.根據(jù)E===得出E不變(與d無關(guān)),故P仍受力平衡,A選項(xiàng)正確.
9.某點(diǎn)電荷和金屬圓環(huán)間的電場(chǎng)線分布如圖7所示.下列說法
正確的是 ( )
A.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)
B.若將一正試探電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場(chǎng)力
10、做負(fù)功
C.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與d點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小無法判斷 圖7
D.若將一正試探電荷從d點(diǎn)由靜止釋放,電荷將沿著電場(chǎng)線由d到c
答案 B
解析 由電場(chǎng)線分布可知,b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì),場(chǎng)強(qiáng)Ed>Ec,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤.正電荷由a到b,電場(chǎng)力做負(fù)功,B項(xiàng)正確.在電場(chǎng)線為曲線的電場(chǎng)中,電場(chǎng)力的方向始終在變化,但粒子的軌跡不會(huì)與電場(chǎng)線重合,D項(xiàng)錯(cuò).
10.如圖8所示,水平放置的平行金屬板充電后在板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng),
板間距離為d,一個(gè)帶負(fù)電的液滴帶電荷量大小為q,質(zhì)量為m,
從下板邊緣射入電場(chǎng),沿直線從上板邊緣射出,則 ( )
A.液滴做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.液滴做的是
11、勻減速直線運(yùn)動(dòng) 圖8
C.兩板間的電勢(shì)差為
D.液滴的電勢(shì)能減少了mgd
答案 ACD
解析 首先根據(jù)運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng),確定要考慮重力,而電場(chǎng)力也在豎直方向上,所以可以肯定合外力必然為零,因而確定了液滴的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和所受重力和電場(chǎng)力的關(guān)系,液滴斜向右上運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做正功,且W電=mgd,故電勢(shì)能減少了mgd,電勢(shì)差為=.
11.有一靜電場(chǎng),其電勢(shì)隨x坐標(biāo)的改變而改變,變化的圖線如圖9所示.若將一帶負(fù)電粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放,粒子沿x軸運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)中P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為1 mm、4 mm.則下列說法正確的是 ( )
圖9
A.粒
12、子經(jīng)過P點(diǎn)和Q點(diǎn)時(shí),加速度大小相等、方向相反
B.粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí),動(dòng)能相等
C.粒子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力做功的功率相等
D.粒子在P點(diǎn)的電勢(shì)能為正值
答案 B
解析 在φ-x圖象中,圖線的斜率表示場(chǎng)強(qiáng)E的大小,因此有EP>EQ,aP>aQ,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)相等,電勢(shì)能也相等,且只有電場(chǎng)力做功,因此根據(jù)能量守恒可知EkP=EkQ,B項(xiàng)正確;在P、Q兩點(diǎn)時(shí),P=Fv=qEv,q、v相等,而E不相同,因此功率P不相等,C項(xiàng)錯(cuò);在P點(diǎn),電勢(shì)能Ep=qφ<0,D項(xiàng)錯(cuò).
12.空間某區(qū)域電場(chǎng)線分布如圖10所示,帶正電小球(質(zhì)量為m,
電荷量為q)在A點(diǎn)速度為v1,方向水平
13、向右,至B點(diǎn)速度
為v2,v2與水平方向間夾角為α,A、B間高度差為H,
以下判斷正確的是 ( )
A.A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差U= 圖10
B.小球由A至B,電勢(shì)能的減少量為mv-mv-mgH
C.小球由A至B,電場(chǎng)力做功為mv-mv
D.小球重力在B點(diǎn)的瞬時(shí)功率為mgv2sin α
答案 BD
解析 根據(jù)動(dòng)能定理可知,帶電小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中只有重力和電場(chǎng)力做功,故有qU+mgH=mv-mv,故電場(chǎng)力做功為W電=qU=mv-mv-mgH,
U=,故A、C錯(cuò)誤;電場(chǎng)力做正功,故電勢(shì)能減少,B正確;根據(jù)功率計(jì)算公式P=Fvcos θ,故有小球重力在B
14、點(diǎn)的功率P重=mgv2cos θ=mgv2sin α,故D正確.
二、非選擇題(共40分)
13.(18分)如圖11甲所示的平行板電容器,板間距為d,兩板所加電壓隨時(shí)間變化圖線如圖乙所示,t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以平行于極板的速度v0射入電容器,t=3T時(shí)刻恰好從下極板邊緣射出電容器,帶電粒子的重力不計(jì).求:
圖11
(1)平行板電容器板長L;
(2)粒子射出電容器時(shí)偏轉(zhuǎn)的角度φ;
(3)粒子射出電容器時(shí)豎直偏轉(zhuǎn)的位移y.
答案 (1)3v0T (2)arctan (3)T2
解析 (1)粒子水平方向做勻速運(yùn)動(dòng):
L=v0·3T=3v0T.
(2)粒子豎
15、直方向先做T時(shí)間的勻加速,然后做T時(shí)間的勻速,再做T時(shí)間的勻加速:
a==,vy=·2T,tan φ==,故φ=arctan .
(3)豎直方向一共加速運(yùn)動(dòng)了2T時(shí)間,勻速運(yùn)動(dòng)了T時(shí)間,則y=(2T)2+T·T=T2.
14.(22分)如圖12所示,AB是一傾角為θ=37°的絕緣粗糙直軌道,
滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.30,BCD是半徑為R=0.2 m
的光滑圓弧軌道,它們相切于B點(diǎn),C為圓弧軌道的最低點(diǎn),
整個(gè)空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=4.0×103 N/C, 圖12
質(zhì)量m=0.20 kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始滑下.已知斜面AB對(duì)應(yīng)的高度
16、h=0.24 m,滑塊帶電荷量q=-5.0×10-4 C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80.求:
(1)滑塊從斜面最高點(diǎn)滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)滑塊滑到圓弧軌道最低點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力.
答案 (1)2.4 m/s (2)11.36 N,方向豎直向下
解析 (1)滑塊沿斜面滑下的過程中,受到的滑動(dòng)摩擦力
Ff=μ(mg+qE)cos 37°=0.96 N
設(shè)到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v1,根據(jù)動(dòng)能定理得
(mg+qE)h-Ff=mv
解得v1=2.4 m/s
(2)滑塊從B到C,由動(dòng)能定理可得:
(mg+qE)·R·(1-cos 37°)=mv-mv
當(dāng)滑塊經(jīng)過最低點(diǎn)C時(shí),有FN-(mg+qE)=m
由牛頓第三定律:FN′=FN
解得:FN′=11.36 N,方向豎直向下.