高三物理知识点综合突破检测题22Word下载.docx
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解析 根据A点电势高于B点电势可知,a处为正电荷,qa>qb,选项B正确.
2.(多选)如图2所示,虚线为某一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,M、N为运动轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
图2
A.如果实线表示电场线,则该粒子在M点的动能一定小于在N点的动能
B.如果实线表示等势面,则该粒子在M点的动能一定小于在N点的动能
C.不论实线表示电场线还是等势面,粒子在M点的加速度一定小于在N点的加速度
D.不论实线表示电场线还是等势面,都不能确定M、N两点电势高低关系,但能确定该粒子所带电荷的正负
答案 AC
解析 如果实线表示电场线,做曲线运动的粒子受到的合力指向曲线的内侧,从M到N电场力做正功,动能增加,选项A正确;
如果实线表示等势面,粒子从M到N电场力做负功,动能减少,选项B错误;
无论实线表示电场线还是等势面,N点比M点周围的线要密,所以粒子在N点受到的电场力大,加速度也大,选项C正确;
无论实线表示电场线还是等势面,都不能确定M、N两点间电势高低关系,也不能确定该粒子所带电荷的正负,选项D错误.
3.(多选)负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上,带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动时,恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c,如图3所示,则( )
图3
A.粒子P带负电
B.a、b、c三点的电势高低关系是φa=φc<
φb
C.粒子P由a到b电势能增加,由b到c电势能减小
D.粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是2∶1∶2
答案 BCD
解析 粒子P仅受电场力作用,轨迹弯曲方向跟电场力方向一致,故粒子P带正电,A错误.沿电场线方向电势降低,故φa=φc<
φb,B正确.粒子P由a到b,电场力做负功,电势能增加;
由b到c,电场力做正功,电势能减小,C正确.电场力F=k
=ma,故粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是2∶1∶2,D正确.
4.(多选)(2013·
江苏单科·
6)将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图4所示,金属球表面的电势处处相等.a、b为电场中的两点,则( )
图4
A.a点的电场强度比b点的大
B.a点的电势比b点的高
C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大
D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功
答案 ABD
解析 根据题图中电场线的疏密可知a点场强比b点的大,A项正确;
由电场线的方向可知a点电势比b点的高,则B项正确;
由电场力做功和电势能变化关系可判断C项错,D项正确.
5.(单选)(2013·
广东·
15)喷墨打印机的简化模型如图5所示,重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上,则微滴在极板间电场中( )
图5
A.向负极板偏转
B.电势能逐渐增大
C.运动轨迹是抛物线
D.运动轨迹与带电量无关
答案 C
解析 不计重力的微滴带负电,所受电场力方向指向带正电荷的极板,故向正极板偏转,A错.在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动,故粒子动能增加,电场力做正功,电势能逐渐减小,B错.不计重力的带负电微滴的初速度和所受恒定电场力垂直,故运动轨迹为抛物线,C对.由F=ma,F=Eq,U=Ed,得:
a=
,可知粒子加速度和带电量有关,加速度直接影响电场力方向上的加速运动,也会影响运动轨迹,D错.
6.(多选)狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布,距离它r处的磁感应强度大小为B=
(k为常数).磁单极子S的磁场分布如图6甲所示,它与如图乙所示负点电荷Q的电场分布相似.假设磁单极子S和负点电荷Q均固定,有一带电小球分别在S和Q附近做匀速圆周运动,则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是( )
图6
A.若小球带正电,其运动轨迹平面可在S正上方,如图甲所示
B.若小球带正电,其运动轨迹平面可在Q正下方,如图乙所示
C.若小球带负电,其运动轨迹平面可在S正上方,如图甲所示
D.若小球带负电,其运动轨迹平面可在Q正下方,如图乙所示
答案 ABC
解析 对于题图甲中,带电小球沿虚线做圆周运动,受到的洛伦兹力与磁感线垂直,带电小球能够做圆周运动,受力情况如图(a)所示,小球可能带正电,俯视做逆时针的圆周运动,小球也可能带负电,俯视做顺时针的圆周运动,选项A、C正确;
对于题图乙,小球做圆周运动的受力情况如图(b)所示,小球只能带正电,选项B正确,选项D错误.
7.(单选)如图7所示,在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上,有a、b、c、d、e五点,其中a、b、c、d为椭圆与坐标轴的交点.现在椭圆的一个焦点O1固定一正点电荷,另一正试探电荷仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
图7
A.a、c两点的电场强度相同
B.d点的电势小于b点的电势
C.正试探电荷沿虚线运动过程中在b点的动能大于在e点的动能
D.若将正试探电荷由a沿椭圆经be移动到c,电场力先做负功后做正功,但总功为零
解析 由正点电荷电场线的分布及电场线方向与电势变化的关系可知,a、c两点的场强大小相等,但方向不同,b点电势小于d点电势.正试探电荷由b点到e点的运动过程中,由W1=q(φb-φe)可知,电场力(合力)做负功,动能减小,A、B错误,C正确;
若将正试探电荷由a沿椭圆经be移动到c,由W2=q(φa-φc)可知,过b点之前电场力做正功,过b点之后电场力做负功,整个运动过程中,电场力的总功为零,D错误.
8.(单选)空间中有一个正方体,在正方体的d和g两顶点处分别固定着等量异种点电荷,如图8所示.现在各顶点间移动一正试探电荷,关于该试探电荷所受的电场力大小和具有的电势能,以下判断正确的是( )
图8
A.在e点和b点所受电场力大小相同、电势能相等
B.在e点和b点所受电场力大小不相同、电势能相等
C.在a点和f点所受电场力大小相同、电势能相等
D.在a点和f点所受电场力大小不相同、电势能相等
答案 A
解析 根据等量异种电荷的电场分布可知:
e、b两点处电场强度大小相等,电势相等.a、f两点处电场强度大小相等,a点电势高于f点电势.故电荷在e、b两点电势能相等,在a、f两点电势能不等.选项A正确.
9.(单选)带有等量异种电荷的两平行金属板水平放置,a、b、c三个α粒子(重力忽略不计)先后从同一点O垂直电场方向进入电场,其运动轨迹如图9所示,其中b恰好沿下极板的边缘飞出电场.下列说法正确的是( )
图9
A.b在电场中运动的时间大于a在电场中运动的时间
B.b在电场中运动的时间等于c在电场中运动的时间
C.进入电场时c的速度最大,a的速度最小
D.a打在负极板上时的速度与b飞离电场时的速度大小相等
解析 a、b两个粒子在电场中沿电场的方向上的位移相同,由h=
at2可知运动时间也相同,选项A错误.b和c在电场中沿电场的方向的位移不同,所以在电场中飞行的时间也就不同,由h=
at2可知,c粒子在电场中飞行的时间最短,而在水平方向飞行的距离最大,所以c的速度最大,a、b两粒子飞行时间相等,a的水平位移最小,所以a的速度最小,选项B错误,C正确.由能量的转化和守恒可知,三个粒子的动能的增加即为电场力对粒子所做的功,三个粒子受到的电场力相同,在电场力的方向上,谁的位移大,电场力对谁做的功就大,所以电场力对a、b两粒子做的功相等,由于a、b两粒子的初动能不同,故飞离电场时a、b两粒子的速度大小不相等,选项D错误.
10.(多选)如图10所示,水平虚线上有两个等量异种点电荷A、B,M、N、O是AB的垂线上三点,且AO>
OB,2ON=OM.一个带正电的试探电荷在空间中运动的轨迹如图中实线所示,设M、N两点的电场强度大小分别为EM、EN,电势分别为φM、φN,则下列判断不正确的是( )
图10
A.A点电荷一定带正电
B.试探电荷在M处的电势能小于在N处的电势能
C.EM一定小于EN,φM可能小于φN
D.UMN=UNO
解析 由正试探电荷的轨迹弯曲方向可判定A点电荷一定带正电,A正确;
根据等量异种点电荷的电场线、等势面分布可知,M点电势高于N点电势,M点电场强度较小,C错误;
由于正电荷在电势高的地方电势能大,可知B错误(从试探电荷受电场力做负功也可判断);
NO部分电场强度较强,相同距离的电势差较大,D错误,故本题应选B、C、D.
11.(单选)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴,比较准确地测定了电子的电荷量.如图11所示,平行板电容器两极板M、N相距d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接,极板M带正电.现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态,且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k,则( )
图11
A.油滴带正电
B.油滴带电荷量为
C.电容器的电容为
D.将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动
解析 由题意知油滴受到的电场力竖直向上,又上极板带正电,故油滴带负电,设油滴带电荷量为q,则极板带电荷量为Q=kq,由于qE=mg,E=
,C=
,解得q=
,将极板N向下缓慢移动一小段距离,U不变,d增大,则场强E减小,重力将大于电场力,油滴将向下运动,只有选项C正确.
12.(单选)如图12所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为L,板间距离为d,在板右端L处有一竖直放置的光屏M,一带电荷量为q,质量为m的质点从两板中央射入板间,最后垂直打在M屏上,则下列结论正确的是( )
图12
A.板间电场强度大小为mg/q
B.板间电场强度大小为mg/2q
C.质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等
D.质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间
解析 根据质点垂直打在M屏上可知,质点在两板中央运动时向上偏转,在板右端运动时向下偏转,mg<
qE,选项A、B错误;
根据运动的合成和分解,质点沿水平方向做匀速直线运动,质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等,选项C正确,D错误.
13.(多选)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如图13所示.由此可见( )
图13
A.电场力为3mg
B.小球带正电
C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等
D.小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等
答案 AD
解析 设AC与竖直方向的夹角为θ,对带电小球从A到C,电场力做负功,小球带负电,由动能定理,mg·
AC·
cosθ-qE·
BC·
cosθ=0,解得电场力为qE=3mg,选项A正确,B错误.小球在水平方向做匀速直线运动,从A到B的运动时间是从B到C的运动时间的2倍,选项C错误;
小球在竖直方向先加速后减速,小球从A到B与从B到C竖直方向的速度变化量的大小相等,水平速度不变,小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等,选项D正确.
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- 物理 知识点 综合 突破 检测 22