物理2025《高中考前》高考沖刺考試方法答題技巧高考預(yù)測(cè)熱點(diǎn)拔高練(九)　電場(chǎng)的性質(zhì)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)含答案

物理2025《高中考前》高考沖刺考試方法答題技巧高考預(yù)測(cè)熱點(diǎn)拔高練(九)電場(chǎng)的性質(zhì)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)熱點(diǎn)拔高練(九)電場(chǎng)的性質(zhì)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示,等量異種點(diǎn)電荷+q、-q分別固定在以O(shè)為圓心的半圓弧直徑a、b兩點(diǎn),此時(shí)O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E1;若b點(diǎn)的負(fù)電荷固定不動(dòng),而將a點(diǎn)的正電荷沿圓弧逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°后固定在c點(diǎn)時(shí),此時(shí)O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E2,則E1與E2之比為 (C)A.2∶1 B.1∶2C.2∶3 D.3∶22.如圖所示,真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷電量的絕對(duì)值分別為q1、q2,激發(fā)的電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖,圖中P、Q兩點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)電荷q1水平對(duì)稱(chēng),P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φP、φQ,一個(gè)帶電粒子(僅在電場(chǎng)力作用下)沿虛線(xiàn)軌跡從M移動(dòng)至N。下列說(shuō)法正確的是(D)A.q1<q2B.φQ>φPC.q1、q2連線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)上有一點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,這一點(diǎn)在q1的左側(cè)D.在粒子從M移動(dòng)至N的過(guò)程中它的電勢(shì)能先變大后變小3.如圖所示,光滑地面放置一足夠長(zhǎng)的不帶電絕緣木板,空間中存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,木板上表面靜止釋放一個(gè)帶電種類(lèi)未知的物塊,二者質(zhì)量均為m,它們間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。物塊的電量大小為q,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g。已知?jiǎng)傞_(kāi)始木板、物塊一起運(yùn)動(dòng),之后能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則 (D)A.一起運(yùn)動(dòng)時(shí),共同向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.一起運(yùn)動(dòng)時(shí),兩物體間的摩擦力逐漸減小C.兩物體間的壓力為零時(shí),恰好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)D.恰好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),物塊速度大小為mgqB-4.如圖所示,帶電的平行板電容器與靜電計(jì)連接,下極板接地,靜電計(jì)外殼接地,已知電容器上極板帶正電,穩(wěn)定時(shí)一帶電的油滴恰好靜止于兩極板間的P點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是 (C)A.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微下移一點(diǎn)距離,靜電計(jì)的張角變大B.保持上極板不動(dòng),將下極板稍微下移一點(diǎn)距離,液滴將向下運(yùn)動(dòng)C.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微向右移一點(diǎn)距離,P點(diǎn)電勢(shì)將升高D.保持下極板不動(dòng),將上極板稍微向右移一點(diǎn)距離,帶電油滴仍靜止不動(dòng)二、多項(xiàng)選擇題5.如圖甲所示,在粗糙絕緣水平面的A、C兩處分別固定兩個(gè)點(diǎn)電荷,A、C的坐標(biāo)分別為-4L和4L。已知A處電荷的電荷量為Q,圖乙是AC連線(xiàn)之間的電勢(shì)φ與坐標(biāo)x的關(guān)系圖,x=2L處圖線(xiàn)最低,x=-2L處的電勢(shì)為φ1,x=3L處的電勢(shì)為φ2。若在x=-2L的B點(diǎn)由靜止釋放一可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電物塊,物塊的質(zhì)量為m、電荷量為q。物塊向右運(yùn)動(dòng)到x=3L處速度恰好為零。則C處電荷的電荷量及物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為(B、D)A.Q3 B.C.q(φ1-φ26.避雷針是用來(lái)保護(hù)建筑物等避免雷擊的裝置。圖示為避雷針上方有雷雨時(shí)避雷針MN附近的電場(chǎng)線(xiàn)分布示意圖,電場(chǎng)線(xiàn)關(guān)于直線(xiàn)MN對(duì)稱(chēng)。虛線(xiàn)ABCD為一重力不計(jì)的帶電粒子在電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)力作用下從A運(yùn)動(dòng)到D的軌跡,則 (C、D)A.該粒子帶負(fù)電B.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高C.該粒子在A點(diǎn)時(shí)的加速度比在B點(diǎn)時(shí)的加速度大D.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子的電勢(shì)能先增大后減小7.如圖所示,在真空中水平放置一高為2L的長(zhǎng)方體絕緣支架,其上下兩個(gè)面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形,在頂點(diǎn)A、C處分別放置電荷量均為+Q的點(diǎn)電荷,在頂點(diǎn)F、H處分別放置電荷量均為-Q的點(diǎn)電荷,O1、O2分別是線(xiàn)段AC和線(xiàn)段FH的中點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是 (A、D)A.該長(zhǎng)方體的幾何中心處場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下B.B、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)均相同C.沿豎直方向從O1到O2,場(chǎng)強(qiáng)大小先減小后增大D.將一負(fù)試探電荷從D點(diǎn)移到G點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功三、計(jì)算題8.如圖所示,在豎直平面內(nèi)的平面直角坐標(biāo)系xOy中,x軸上方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),有一質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的帶電絕緣小球,從y軸上的P(0,L)點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放,運(yùn)動(dòng)至x軸上的A(-L,0)點(diǎn)時(shí),恰好無(wú)碰撞地沿切線(xiàn)方向進(jìn)入固定在x軸下方豎直放置的四分之三圓弧形光滑絕緣細(xì)管,細(xì)管的圓心O1位于y軸上,交y軸于B點(diǎn),交x軸于A點(diǎn)和C(L,0)點(diǎn),已知細(xì)管內(nèi)徑略大于小球外徑,小球直徑遠(yuǎn)小于細(xì)管軌道的半徑,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小;答案:(1)mg【解析】(1)小球由靜止釋放后在重力和電場(chǎng)力的作用下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),小球從A點(diǎn)沿切線(xiàn)方向進(jìn)入,則此時(shí)速度方向與豎直方向的夾角為45°,即加速度方向與豎直方向的夾角為45°,則tan45°=mgEq,解得E=mg(2)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)管的壓力;答案:(2)3(2+1)mg方向豎直向下【解析】(2)根據(jù)幾何關(guān)系可知,細(xì)管軌道的半徑r=2L,從P點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得mg(2L+2L)+EqL=12mvB2,在B點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律得FN-mg聯(lián)立解得FN=3(2+1)mg,方向豎直向上。根據(jù)牛頓第三定律可得小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)管的壓力大小FN'=3(2+1)mg,方向豎直向下。(3)小球從C點(diǎn)飛出后落在x軸上的位置坐標(biāo)。答案:(3)(-7L,0)【解析】(3)從P到A的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得12mvA2=mgL解得vA=2gL,小球從C點(diǎn)拋出后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)拋出時(shí)的速度vC=vA=2gL,小球的加速度g'=2g。當(dāng)小球沿拋出方向和垂直拋出方向位移相等時(shí),又回到x軸,則有vCt=12g't2,解得t=22則沿x軸方向運(yùn)動(dòng)的位移x=vCtsin45°=2vCt=2×2gL×2x'=L-8L=-7L,則小球從C點(diǎn)飛出后落在熱點(diǎn)拔高練(六)功能關(guān)系一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示,擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量為m,懸線(xiàn)長(zhǎng)為L(zhǎng),把懸線(xiàn)拉直至水平位置A點(diǎn)后由靜止釋放擺球。設(shè)擺球從A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B的過(guò)程中,空氣阻力f的大小不變,重力加速度為g,則擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)的速率為 (B)A.2gL-fπC.gL-fπL4m2.如圖所示,一輕桿連接兩相同的光滑小球,由傾角為75°的斜面滑下,滑到圖示位置時(shí)小球a到地面高度為L(zhǎng),此時(shí)桿與水平地面夾角為45°,b球速度大小為6gL,則小球a滑到水平面上時(shí)球的速度大小為 A.7gLB.6gLC.2gL3.如圖所示,將傾角為θ=30°的斜面體c固定在水平地面上,質(zhì)量為M=2m的物體b置于光滑的斜面上,通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量為m的物體a連接,連接b的一段細(xì)繩與斜面平行,連接a的一段細(xì)繩豎直,a連接在豎直固定在地面上的彈簧上,用手托住物體b使物體a和b保持靜止不動(dòng),此時(shí)細(xì)繩伸直且拉力為零,彈簧的壓縮量為x0。現(xiàn)在松開(kāi)手,在物體b下滑2x0距離時(shí),則下列說(shuō)法中正確的是 (C)A.物體a與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.物體b的重力勢(shì)能減少mgx0C.細(xì)繩對(duì)物體a做的功為2mgx0D.物體b的速度大小為24.如圖所示為一款兒童游戲機(jī)的簡(jiǎn)化示意圖。在與水平面夾角θ=30°的光滑游戲面板上,固定一半徑為R的光滑細(xì)圓形擋板(垂直于面板),A、B為與圓心等高的直徑兩端點(diǎn)。一質(zhì)量為m的彈珠從彈射器水平發(fā)射出來(lái)后,沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)從軌道最低點(diǎn)D開(kāi)始運(yùn)動(dòng),恰好能通過(guò)軌道最高點(diǎn)C。忽略空氣阻力,彈珠可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度大小為g,則彈珠經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí) (C)A.對(duì)擋板的壓力大小為2mgB.對(duì)擋板的壓力大小為52C.重力的瞬時(shí)功率為mgD.重力的瞬時(shí)功率為mg5.如圖所示,豎直面內(nèi),兩段半徑均為R的光滑半圓形細(xì)桿平滑拼接組成“S”形軌道,一個(gè)質(zhì)量為m的小環(huán)套在軌道上,小環(huán)從軌道最高點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,下滑過(guò)程中始終受到一個(gè)水平恒力F的作用,小環(huán)能下滑到最低點(diǎn),重力加速度大小為g,則小環(huán)從最高點(diǎn)下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中 (C)A.小環(huán)機(jī)械能守恒B.外力F一直做正功C.小環(huán)在最低點(diǎn)的速度大小為22D.在最低點(diǎn)小環(huán)對(duì)軌道的壓力大小為mg二、多項(xiàng)選擇題6.如圖所示,傾角θ=37°的斜面固定在水平地面上,斜面頂端固定一輕質(zhì)的定滑輪,質(zhì)量分別為m、52m的物塊A、B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在滑輪兩側(cè),物塊B靜止在底端擋板處,開(kāi)始時(shí)細(xì)繩伸直,用手托著物塊A使彈簧處于原長(zhǎng),這時(shí)物塊A距離地面的高度為h,放手后物塊A下落,當(dāng)A剛好接觸地面時(shí),B對(duì)擋板恰好無(wú)壓力,此時(shí)A的速度大小為v,已知彈簧的彈性勢(shì)能與其形變量的平方成正比,不計(jì)一切摩擦和空氣阻力,重力加速度為g,sin37°=0.6,則在上述過(guò)程中 (A、CA.物塊A剛好要接觸地面時(shí)加速度大小為12B.彈簧的最大彈性勢(shì)能為12mv2-C.物塊A速度最大時(shí)離地面的高度為13D.物塊A的最大速度為27.風(fēng)洞可以產(chǎn)生強(qiáng)力的氣流,用來(lái)模擬飛行器高速運(yùn)行時(shí)氣流的作用效果。矩形風(fēng)洞原理圖中存在大小恒定的水平風(fēng)力,現(xiàn)有一質(zhì)量為2kg的小球從M點(diǎn)豎直向上拋出,其運(yùn)動(dòng)軌跡大致如圖中實(shí)線(xiàn)所示,其中M、N兩點(diǎn)在同一水平線(xiàn)上,O點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn),小球在M點(diǎn)速度大小為3m/s,在O點(diǎn)速度大小為4m/s,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10m/s2。下列說(shuō)法正確的是 (A、B、C)A.小球的重力和受到的風(fēng)力大小之比為3∶4B.小球落到N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為73JC.小球在上升和下降過(guò)程中機(jī)械能變化量之比為1∶3D.小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)過(guò)程中的最小動(dòng)能為9J8.如圖所示,質(zhì)量m=1kg的物體從高為h=0.2m的光滑軌道上P點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,滑到水平傳送帶上的A點(diǎn),物體和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,傳送帶AB之間的距離為l=5.5m,傳送帶一直以v=3m/s的速度沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),則 (B、C、D)A.物體由A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間是1.5sB.物體由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,摩擦力對(duì)物體的沖量大小為1N·sC.物體由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,系統(tǒng)產(chǎn)生0.5J的熱量D.帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)在物體由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,多做了3J功三、計(jì)算題9.如圖所示,MN為固定的豎直光滑四分之一圓弧軌道,N端與水平面相切,軌道半徑R=0.9m。粗糙水平段NP長(zhǎng)L=1m,P點(diǎn)右側(cè)有一與水平方向成θ=30°角的足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面在P點(diǎn)平滑連接,傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的速率恒為3m/s。一質(zhì)量為1kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A從圓弧軌道最高點(diǎn)M由靜止開(kāi)始沿軌道滑下,物塊A與NP段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1。靜止在P點(diǎn)的另一個(gè)物塊B與A完全相同,B與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=33。A與B碰撞后A、B交換速度,碰撞時(shí)間不計(jì),重力加速度g取10m/s2(1)物塊A滑下后首次到達(dá)最低點(diǎn)N時(shí)對(duì)軌道的壓力;答案:(1)30N,方向豎直向下【解析】(1)設(shè)物塊質(zhì)量為m,A首次到達(dá)N點(diǎn)的速度為vN,由機(jī)械能守恒定律得:mgR=12m由牛頓第二定律得:FN-mg=mv聯(lián)立解得:FN=30N根據(jù)牛頓第三定律可知支持力與壓力大小相等,方向相反,所以物體對(duì)軌道壓力大小為30N,方向豎直向下。(2)從A、B第一次碰撞后到第二次碰撞前,B與傳送帶之間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量。答案:(2)12.25J【解析】(2)設(shè)A與B第一次碰前的速度為v0,從釋放物塊A至到達(dá)P點(diǎn)的過(guò)程中,由能量守恒定律得:mgR=12mv02+解得:v0=4m/s設(shè)A、B第一次碰撞后的速度分別為vA、vB,則vA=0,vB=4m/s碰后B沿傳送帶向上勻減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零