【立體設(shè)計(jì)】2020高考物理 第6章 章末強(qiáng)化訓(xùn)練 新人教版

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1、2020高考立體設(shè)計(jì)物理人教版第6章 章末強(qiáng)化訓(xùn)練 一、選擇題(每小題5分，共40分) 1.(2020·佛山檢測(cè)）如圖所示，在O點(diǎn)固定一正點(diǎn)電荷，A為電場(chǎng)中的一點(diǎn)，若在A點(diǎn)垂直于OA方向發(fā)射一帶電粒子（粒子只受電場(chǎng)力作用），則在較短的時(shí)間內(nèi) （ ） A.帶電粒子的電勢(shì)能一定增大 B.帶電粒子的動(dòng)能一定增大 C.帶電粒子一定做曲線運(yùn)動(dòng) D.帶電粒子可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 【解析】在A點(diǎn)垂直于OA發(fā)射的帶電粒子可能為正電荷，也可能為負(fù)電荷，速度也不知道，如果帶電粒子帶負(fù)電且速度恰當(dāng)，則可能剛好使帶電粒子繞O點(diǎn)的正電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)的正電荷對(duì)A點(diǎn)的帶電粒子的

2、作用力充當(dāng)了帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，不做功，因此，帶電粒子的電勢(shì)能、動(dòng)能不變，A、B錯(cuò)誤，D正確；由于帶電粒子的速度方向與所受力的方向不在同一直線上，因此，帶電粒子一定做曲線運(yùn)動(dòng)，C正確. 【答案】C、D 2.學(xué)習(xí)庫侖定律后，某物理興趣小組根據(jù)該定律探究相同金屬小球的電荷量分配關(guān)系.取三個(gè)完全相同的不帶電金屬球A、B、C，首先使A球帶上一定電荷，A、B接觸后放到相距r的地方，測(cè)得兩球間的庫侖力為FAB.B、C接觸后也放到相距r的地方，測(cè)得兩球間的庫侖力為FBC，如果金屬球間的電荷量平分,FAB、FBC的比值應(yīng)該滿足（ ） A.1∶1 　　　　　　　　 B.2

3、∶1 C.3∶1 　　　　　　　 D.4∶1 【解析】設(shè)A球原來的電荷量為Q，并且滿足相同金屬球接觸后電荷量平分，AB間的作用力FAB=，BC間的作用力FBC=,所以. 【答案】D 3.如圖所示，a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn).電場(chǎng)線與矩形所在平面平行.已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20 V，b點(diǎn)的電勢(shì)為25 V，d點(diǎn)的電勢(shì)、c點(diǎn)的電勢(shì)可能為（ ） A.5 V、9 V B.8 V、12 V C.12 V、15 V D.24 V、29 V 【解析】由于a、b、c、d四點(diǎn)是在勻強(qiáng)電場(chǎng)中

4、，所以Uab=Udc=-5 V,故只有選項(xiàng)D正確. 【答案】D 4. 如圖所示，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊水平的平行極板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行.整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略.在滿足電子能射出平行板區(qū)域的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是 （ ） A.U1變大、U2變大 B.U1變小、U2變大 C.U1變大、U2變小 D.U1變小

5、、U2變小 【解析】設(shè)電子被加速后獲得的初速度為v0，則由動(dòng)能定理得：U1q=,又設(shè)水平極板長(zhǎng)為,則電子在水平極板間偏轉(zhuǎn)所用時(shí)間t=，又設(shè)電子在水平極板間的加速度為a,水平極板的板間距為d，由牛頓第二定律得：a=,電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，平行于電場(chǎng)方向的速度vy=a·t,聯(lián)立解得vy=.又tanθ====.故U2變大、U1變小一定能使偏轉(zhuǎn)角θ變大，故選項(xiàng)B正確. 【答案】B 5.x軸上有兩點(diǎn)電荷Q1和Q2，Q1和Q2之間各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)高低如圖中曲線所示，從圖中可看出 （ ）

6、A.Q1一定大于Q2 B.Q1和Q2一定是同種電荷，但不一定是正電荷 C.電勢(shì)最低處P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0 D.Q1和Q2之間各點(diǎn)的電場(chǎng)方向都指向P點(diǎn) 【解析】從圖象看到，從Q1到Q2電勢(shì)是先減小后增大，可以判斷Q1和Q2為同種正電荷，若P點(diǎn)位于中點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷的電荷量相同，但是P點(diǎn)離Q2近點(diǎn)，說明Q1一定大于Q2，A、D項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可以判斷P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為0，從圖象看電勢(shì)隨距離的變化率也可以得出C項(xiàng)正確. 【答案】A、C、D 6.如圖所示，B為線段AC的中點(diǎn)，如果在A處放一個(gè)+Q的點(diǎn)電荷，測(cè)得B處的場(chǎng)強(qiáng)EB=48 N/C,則（ ） A.EC=24 N/C

7、 B.EC=12 N/C C.若要使EB=0,可在C處放一個(gè)-Q的點(diǎn)電荷 D.把q=10-9C的點(diǎn)電荷放在C點(diǎn)，則其所受電場(chǎng)力的大小為6×10-9 N 【答案】B 7.如圖所示，平行板電容器與 電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地.開始時(shí)電鍵S閉合,一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài).把電鍵S斷開后，又將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離，則關(guān)于帶電油滴的敘述正確的是 （ ） A.帶電油滴將自由下落 B.帶電油滴靜止不動(dòng) C.帶電油滴的電勢(shì)將減小 D.帶電油滴的電勢(shì)不

8、變 【解析】電容器兩極板距離增大，但電荷量不變，根據(jù)=C=,又由公式E=分析得板間場(chǎng)強(qiáng)不變，A錯(cuò)，B對(duì)；P到下極板距離d′不變，而場(chǎng)強(qiáng)E不變，由公式U=Ed′知P與下極板的電勢(shì)差不變，又因?yàn)橄聵O板電勢(shì)為零，所以P點(diǎn)的電勢(shì)不變，C錯(cuò)，D對(duì). 【答案】B、D 8.如圖甲所示，水平面絕緣且光滑，彈簧左端固定，右端連一輕質(zhì)絕緣擋板，空間存在著水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電小球在電場(chǎng)力和擋板壓力作用下靜止.若突然將電場(chǎng)反向，則小球加速度的大小隨位移x變化的關(guān)系圖象可能是圖乙中的 （ ） 【解析】將電場(chǎng)反向瞬間至彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中，對(duì)小球由牛頓第二定律得kx+qE=ma,即a=x

9、+,a與x成線性關(guān)系;彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)之后的過程中，小球水平方向僅受電場(chǎng)力作用，對(duì)小球由牛頓第二定律得qE=ma,選項(xiàng)A正確. 【答案】A 二、非選擇題（共60分） 9.(10分)如圖所示，把電量為-5×10-9 C的電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢(shì)能________（選填“增大”“減小”或“不變”）；若A點(diǎn)的電勢(shì)UA＝15 V，B點(diǎn)的電勢(shì)UB＝10 V，則此過程中電場(chǎng)力做的功為___________J. 【解析】將電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，其電勢(shì)能增加；由電勢(shì)差公式UAB=，電場(chǎng)力做負(fù)功，其電勢(shì)能增加； 由電勢(shì)差公式UAB=,W=qUAB=-5×10-9×(15

10、-10) J=-2.5×10-8 J. 【答案】增大 -2.5×10-8 10.(15分)如圖所示，質(zhì)量為m的小球A穿在絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為α，小球A帶正電，電荷量為q.在桿上B點(diǎn)處固定一個(gè)電量為Q的正電荷.將A由距B豎直高度為H處無初速釋放，小球A下滑過程中電量不變.不計(jì)A與細(xì)桿間的摩擦，整個(gè)裝置處在真空中.已知靜電力常量k和重力加速度g. (1)A球剛釋放時(shí)的加速度是多大？ (2)設(shè)A球的最大速度為v，試求小球從開始運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程中，小球電勢(shì)能的改變量. 【解析】(1)受力分析如圖所示，由牛頓第二定律得， mgsinα- =ma, 得：a=gsinα-.

11、(2)設(shè)小球速度最大時(shí)距B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)1，此時(shí)小球的加速度為零，有 mgsinα=, 得:L1=. 由能量守恒得： mg(H-L1sinα)= +ΔEp. 得：ΔEp=mg(H-)-. 【答案】(1) gsinα- (2) mg(H-)- 11.(17分)如圖所示，ABCD為豎立放在場(chǎng)強(qiáng)為E=104 V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的部分是半徑為R的半圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切，A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且=R=0.2 m.把一質(zhì)量m=0.1 kg、帶電q=10-4 C的小球，放在水平軌道的A點(diǎn)上面由靜止開始釋放后，在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng).(g取10 m/s2)

12、 (1)它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度是多大？ (2)它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力是多大？ (3)若讓小球安全通過D點(diǎn)，開始釋放點(diǎn)距離B點(diǎn)至少多遠(yuǎn)？ 【解析】(1)由A點(diǎn)到C點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理有： Eq(AB+R)-mgR=. 解得：vC=2 m/s. (2)在C點(diǎn)應(yīng)用牛頓第二定律得： FN-Eq=, 得FN=3 N. 由牛頓第三定律知, 小球在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力為3 N. (3)在D點(diǎn)，小球要安全通過必有mg≤. 設(shè)釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離為x，由動(dòng)能定理得： Eqx-mg2R=. 以上兩式聯(lián)立可得：x=0.5 m. 【答案】(1)2 m/s (2)3 N (3)0.5 m 12.(

13、18分)如圖所示，在xOy平面上第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向如圖.y軸上一點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,y0),有一電子以垂直于y軸的初速度v0從P點(diǎn)垂直射入電場(chǎng)中，當(dāng)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E1時(shí)，電子從A點(diǎn)射出，A點(diǎn)坐標(biāo)為(xA,0)，當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為E2時(shí)，電子從B點(diǎn)射出，B點(diǎn)坐標(biāo)為(xB,0).已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m，不計(jì)電子的重力. (1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E1、E2之比； (2)若在第Ⅳ象限過Q點(diǎn)放一張垂直于xOy平面的感光膠片，Q點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,-y0)，求感光膠片上曝光點(diǎn)的橫坐標(biāo)xA′、xB′之比. 【解析】(1)當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為E1時(shí)： xA=v0t1,y0=. 當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為E2時(shí)：xB=v0t2,y0=. 解得：. (2)設(shè)場(chǎng)強(qiáng)為E1時(shí)，電子射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為θ1 tanθ1=,vy1=, xA′=. 設(shè)場(chǎng)強(qiáng)為E2時(shí)，電子射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為θ2 tanθ2=,vy2=, xB′=. 解得：. 【答案】(1) (2)