【热点突破题优化方案】2021届高三物理新一轮复习热点强化突破：对电场性质的考查Word版含解析.pdf

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1、热点强化突破(六)热点 1 对电场性质的考查 电场力的性质和能的性质，是高考考查的重点，其中电场强度与电势差的关系、电场力做功与电势能的变化、电势凹凸的推断、电场线与等势面的关系以及电场线与运动轨迹的关系，为命题热点，上述问题与 x 或 Ex 图象结合的考查，要引起重视 1(单选)(2022四川名校检测)如图所示，虚线 a、b、c 代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q 是这条轨迹上的三点，由此可知()A带电粒子在 R 点时的速度大小大于在 Q 点时的速度大小 B带电粒子在 P 点时的电势能比在 Q 点时的电势能大 C带电粒子在 R 点时

2、的动能与电势能之和比在 Q 点时的小，比在 P 点时的大 D带电粒子在 R 点时的加速度大小小于在 Q 点时的加速度大小 2(单选)(2022江西盟校联考)无限大接地金属板和板前一点电荷形成的电场区域，和两个等量异号的点电荷形成的电场等效如图所示 P 为一无限大金属板，Q 为板前距板为 r 的一带正电的点电荷，MN 为过 Q点和金属板垂直的直线，直线上 A、B 是和 Q 点的距离相等的两点下面关于 A、B 两点的电场强度 EA和 EB、电势 A和 B推断正确的是()AEAEB，AB BEAEB，AB CEAEB，AB DEAEB，AB 3.(多选)如图所示，竖直平面内 1/4 光滑圆弧轨道半径

3、为 R，等边三角形 ABC 的边长为 L，顶点 C 恰好位于圆弧轨道最低点，CD 是 AB 边的中垂线在 A、B 两顶点上放置一对等量异种电荷现把质量为 m、带电荷量为Q 的小球由圆弧的最高点 M 处静止释放，到最低点 C 时速度为 v0.不计Q 对原电场的影响，取无穷远处为零电势，静电力常量为 k，则()A小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒 BC 点电势比 D 点电势高 CM 点电势为12Q(mv202mgR)D小球对轨道最低点 C 处的压力大小为 mgmv20RkQqL2 4(单选)有一静电场，其电势随 x 坐标的转变而转变，变化的图线如图所示若将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点 O

4、由静止释放，电场中 P、Q 两点的横坐标分别为 1 mm、4 mm.则下列说法正确的是()A粒子将沿 x 轴正方向始终向前运动 B粒子经过 P 点与 Q 点时，加速度大小相等、方向相反 C粒子经过 P 点与 Q 点时，动能相等 D粒子经过 P 点与 Q 点时，电场力做功的功率相等 热点 2 带电粒子在匀强电场中的运动 带电粒子在匀强电场中的运动是高考的重点和热点主要涉及粒子做单向直线运动、往复直线运动和类平抛运动处理这类问题的策略就是电学问题力学化 5(单选)(2022常州模拟)如图所示，有一带电粒子贴着 A 板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为 U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出，当偏

5、转电压为 U2时，带电粒子沿轨迹落到 B 板中间，设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()AU1U218 BU1U214 CU1U212 DU1U211 6(2022江西七校联考)从阴极 K 放射的电子(电荷量为 e1.601019 C，质量约为 m11030 kg)，经电势差 U05 000 V 的阳极加速后，沿平行于板面的方向从中心射入两块长 L110 cm、间距 d4 cm 的平行金属板 A、B 之间，在离金属板边缘 L275 cm 处放置一个直径 D20 cm、带有记录纸的圆筒整个装置放在真空内，电子放射的初速度不计若在两金属板上加 U21 000cos 2t V 的

6、交变电压，并使圆筒绕中心轴按如图所示方向以 n2 r/s 匀速转动，试求：(1)电子进入偏转电场的初速度 v0；(2)电子在纸筒上的最大偏转距离；(3)确定电子在记录纸上的轨迹外形并画出 1 s 内所记录到的图形 7.(2022北京海淀模拟)如图所示，质量 m2.0104 kg、电荷量 q1.0106 C 的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为 E 的匀强电场中取 g10 m/s2.(1)求匀强电场的电场强度 E 的大小和方向；(2)在 t0 时刻，电场强度大小突然变为 E04.0103 N/C，方向不变求在 t0.20 s 时间内电场力做的功；(3)在 t0.20 s 时刻突然撤掉电场

7、，求带电微粒回到动身点时的动能 实战演练 1解析选 A.由粒子的运动轨迹可知，所受电场力方向沿电场线向右，粒子从 PQ 的过程中，电场力与速度方向夹角大于 90，故 vRvQ，A 对从 PQ 电场力做负功，故 Q 点电势能大，B 错动能与电势能之和不变，C 错R 处的电场线密，场强大，加速度大，故 D 错 2解析 选 B.无限大接地金属板和板前一正点电荷形成的电场区域，和两个等量异号的点电荷形成的电场等效(如图所示)，P 所在位置相当于等量异号电荷连线的中垂线位置，此处电势为零，MN 相当于等量异号电荷的连线即图中水平线，则由图中电场线及等势面的分布状况知 EAEB，AB，故 B 对 3解析选

8、 CD.带电小球从 M 到 C 的过程中，电场力对其做功，故小球在圆弧轨道上运动过程中机械能不守恒，所以 A 错；依据等量异种点电荷电场线分布状况可推断 C、D 点电势相等，所以 B 错；小球从 M 到C 的过程中，依据动能定理得，QUMCmgR12mv200，所以 C 对；对小球在 C 点受力分析得，小球对轨道最低点 C 处的压力大小为 mgmv20RkQqL2，所以 D 对 4解析选 C.依据题中的 x 图象，画出电场强度 E 随 x 的变化图象及粒子的 vt 图象，如下图所示，由图可知 A 错误；由牛顿其次定律知，粒子在 P、Q 两点时的加速度满足 aP2aQ，则 B 错误；由 vt 图

9、象知，粒子在 P、Q 两点时对应的时间分别是22t0和(3 2)t0，其速度相等，C 正确；粒子在 P、Q 两点时的功率 PEqv，由于电场强度不相同，故功率不同，D 错误 5 解析选 A.两种状况下带电粒子的运动时间之比 t1t221，偏转距离之比 y1y212，由 y12at2得两种状况下粒子的加速度之比a1a2y1y2t22t2118，由于 aqUmd，Ua，故 U1U218，A 正确 6解析(1)电子进入偏转电场前经过了加速电场，依据动能定理可得 eU012mv20 解得电子进入偏转电场的初速度 v02eU0m4107 m/s.(2)电子进入偏转电场后，由于在其中运动的时间极短，可以忽

10、视运动期间偏转电压的变化，认为电场是稳定的，因此电子做类平抛运动，如图所示 沟通电压在 A、B 两板间产生的电场强度 EU2d 电子飞离金属板时的偏转距离 y112at2112eEmL1v02 电子飞离金属板时的竖直速度 vyat1eEL1mv0 电子从飞离金属板到到达圆筒时的偏转距离 y2vyt2eEL1L2mv20 所以在纸筒上的落点对入射方向的总偏转距离为 yy1y2L12L2eEL1mv20 L12L2L1U22dU0 0.2cos 2t m 则电子在纸筒上的最大偏转距离为 0.2 m.(3)y0.2cos 2t m，可见，在记录纸上的点在竖直方向上以振幅 0.2 m、周期 T1 s

11、做简谐运动由于圆筒每秒转 2 周，故转一周在纸上留下的是前半个余弦图形，接着的一周中，留下后半个图形，合起来 1 s 内，记录在纸上的图形如图所示 答案见解析 7解析(1)因微粒静止，知其受力平衡，对其受力分析有 Eqmg Emgq2.0104101.0106 N/C2.0103 N/C，方向向上(2)在 t0 时刻，电场强度大小突然变为 E04.0103 N/C，设微粒的加速度为 a，在 t0.20 s 时间内上上升度为 h，电场力做功为 W，则 qE0mgma 解得：a10 m/s2 h12at2 解得：h0.20 m WqE0h 解得：W8.0104 J.(3)设在 t0.20 s 时刻突然撤掉电场时微粒的速度大小为 v，回到动身点时的动能为 Ek，则 vat Ekmgh12mv2 解得：Ek8.0104 J.答案(1)2.0103 N/C 方向向上(2)8.0104 J(3)8.0104 J