最新三维设计高考物理二轮复习第一阶段专题三第1讲专题特辑课下针对训练汇总

2013三维设计高考物理二轮复习第一阶段专题三第1讲专题特辑课下针对训练
[课下——针对高考押题训练]
一、单项选择题
1．(2012·上海高考)A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷。

当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受电场力为( )
A ．－F /2
B ．F /2
C ．－F
D ．F
解析：选B 如图所示，设B 处的点电荷带电荷量为正，AB ＝r ，则BC ＝2r ，根据库仑定律F ＝kQq r 2，F ′＝kQ ·2q (2r )2，可得F ′＝
F
2
，故选项B 正确。

2. (2012·温州模拟)一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关S ，电容器充电后，悬线与竖直方向夹角为θ，如图1所示。

下列方法中能使夹角θ减小的是( )
A ．保持开关闭合，使两极板靠近一些
B ．保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右移动
图1
C ．保持开关闭合，使两极板远离一些
D ．断开开关，使两极板靠近一些
解析：选C 保持开关闭合，两极板间电压不变，使两极板靠近一些，板间电场强度变大，夹角θ增大，A 错；保持开关闭合，使滑动变阻器滑片向右移动，不会影响板间电压，夹角θ不变，B 错；保持开关闭合，板间电压不变，使两极板远离一些，由E ＝U d 可
知，电场强度减小，夹角θ减小，C 对；断开开关，使两极板靠近一些，极板上电荷量不变，板间电场强度不变，夹角θ不变，D 错。

3．平行板间有如图2所示的周期性变化的电压。

重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t ＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况。

在图3所示的图象中，正确定性描述粒子运动的速度图象的是( )
图2
图3
解析：选A 0～T 2时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动。

T
2～T 时间内做加速度
恒定的匀减速直线运动，由对称性可知，在T 时速度减为零。

此后周期性重复，故A 正确。

4．(2012·安徽高考)如图4所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O 处的电势为0 V ，点A 处的电势为6 V ，点B 处的电势为3 V ，则电场强度的大小为( )
A ．200 V/m
B ．200 3 V/m
图4
C ．100 V/m
D ．100 3 V/m
解析：选A 在匀强电场中，若沿某一方向电势降落，则在这一方向上电势均匀降落，故OA 的中点C 的电势φC ＝3 V(如图所示)，因此B 、C 为等势面。

O 点到BC 的距离d ＝OC sin α，而sin α ＝
OB
OB 2＋OC 2＝12，所以d ＝1
2OC ＝1.5×10－2m 。

根据E ＝U d 得，匀
强电场的电场强度E ＝U d ＝3
1.5×10－2 V /m ＝200 V/m ，故选项A 正确，选项B 、C 、D 错
误。

5．(2012·安徽高考)如图5甲所示，半径为R 的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为σ，其轴线上任意一点P (坐标为x )的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：
E ＝2πkσ⎣⎡⎦
⎤1－x
(R 2＋x 2)↔∑κιπ Pεχορδ Iφ...≈，方向沿x 轴。

现考虑单位面积带电量为
σ0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r 的圆板，如图乙所示。

则圆孔轴线上任意一点Q (坐标为x )的电场强度为( )
图5
A．2πkσ0
x
(r2＋x2)↔∑κιπ Pεχορδ Iφ...≈
B．2πkσ0r
(r2＋x2)↔∑κιπ Pεχορδ Iφ...≈
C．2πkσ0x
r D．2πkσ0
r
x
解析：选A利用均匀带电圆板轴线上的电场强度公式，当R无限大时，Q点电场强度E1＝2πkσ0，当R＝r时，Q点电场强度E2＝2πkσ0[1－x
(r2＋x2)↔∑κιπ Pεχορδ Iφ...≈
]，现从带电平板上中间挖去一半径为r的圆板，则Q点电场强度E3＝E1－E2，只有选项A正确。

二、多项选择题
6. (2012·新课标全国卷)如图6所示，平行板电容器的两个极板与
水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。

若一带电粒子恰能沿
图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()
A．所受重力与电场力平衡
图6
B．电势能逐渐增加
C．动能逐渐增加
D．做匀变速直线运动
解析：选BD由题意可知粒子做直线运动，受到竖直向下的重力和垂直极板的电场力，考虑到电场力和重力不可能平衡，故只有电场力与重力的合力方向水平向左才能满足
直线运动条件，故粒子做匀减速直线运动，电场力做负功，电势能逐渐增加，B、D对。

7．如图7甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点。

一个带负电的点电荷仅受电场力作用，从A点沿电场线运动到B点。

在此过程中，该点电荷的速度v随时间t变化的规律如图乙所示。

则下列说法中不正确的是()
图7
A．A点的电场强度比B点的大
B．A、B两点的电场强度相等
C．A点的电势比B点的电势高
D．A点的电势比B点的电势低
解析：选ABD由题图乙可得该点电荷由A点到B点做减速运动，所以点电荷所受的电场力与运动方向相反，由B指向A，由于点电荷带负电，所受电场力与电场强度方向相反，故电场强度方向由A指向B，沿着电场线方向电势越来越低，所以A点电势比B点电势高，C正确，D错误；由图乙可得v－t图象斜率越来越大，说明点电荷的加速度越来越大，由牛顿第二定律可得电场力越来越大，所以由A到B电场强
度在增大，A点的电场强度比B点的小，A、B错误。

8.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电
荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图8所示，a、b、c、d为电场中图8
的4个点，则()
A．P、Q两点处的电荷等量异种
B．a点和b点的电场强度相同
C．c点的电势低于d点的电势
D．负电荷从a到c，电势能减少
解析：选AD根据电场线与等势线垂直得：必有一条电场线与P、Q连线重合，P为正电荷，故该电场线必从P沿直线指向Q，因电场线总是由正电荷指向负电荷，故P、Q 电荷为等量异种电荷，A选项正确；电场强度是矢量，a、b两处电场强度方向不同，B选项错误；因越靠近正电荷，电势越高，故c点电势高于d点电势，C选项错误；根据等势线的分布及P、Q的电性，c所在的等势线电势高于a所在等势线的电势，负电荷从a到c，电场力做正功，电势能减少，D选项正确。

三、非选择题
9.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的
振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。

如图9所示，在虚线
MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由
静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。

已知电场
强度的大小分别是E1＝2.0×103N/C和E2＝4.0×103N/C，方向如图所
示，带电微粒质量m＝1.0×10－20kg ，带电量q＝－1.0×10－9C，A点
距虚线MN的距离d1＝1.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。

求：图9
(1)B点距虚线MN的距离d2；
(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t。

解析：(1)带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理有
|q|E1d1－|q|E2d2＝0
①
解得d2＝E1
E2d1＝0.50 cm
②
(2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有|q|E1＝ma1③
|q|E2＝ma2
④
设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有
d 1＝12a 1t 21
⑤ d 2＝12a 2t 22
⑥
又t ＝t 1＋t 2
⑦
由②③④⑤⑥⑦式解得t ＝1.5×10－8s 答案：(1)0.50 cm (2)1.5×10－
8 s
10．(2012·湖南四市联考)如图10所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为Q 的A 、B 两个正点电荷，GH 是它们连线的垂直平分线。

另有一个带电小球C ，质量为m 、电荷量为＋q (可视为点电荷)，被长为L 的绝缘轻细线悬挂于O 点，现在把小球O 拉起到M 点，使细线水平且与A 、B 处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C 向下运动到GH 线上的N 点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角θ＝30°。

试求： 图
10
(1)在A 、B 所形成的电场中M 、N 两点间的电势差，并指出M 、N 哪一点的电势高。

(2)若N 点与A 、B 两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a 的正三角形，则小球运动到N 点瞬间，轻细线对小球的拉力F T (静电力常量为k )。

解析：(1)带电小球C 在A 、B 形成的电场中从M 点运动到N 点的过程中，重力和电场力做功，但合力功为零，则qU MN ＋mgl cos θ＝0
所以U MN ＝－
3mgl
2q
即M 、N 两点间的电势差大小为3mgl
2q
且N 点的电势高于M 点的电势。

(2)在N 点，小球C 受到重力mg 、细线的拉力F T 以及A 和B 分别对它的斥力F A 和F B 四个力的作用如图所示，且沿细线方向的合力为零(向心力为零)。

则
F T －mg cos 30°－F A cos 30°＝0
又F A＝F B＝k Qq
a2
得F T＝mg cos 30°＋k Qq
a2cos 30°
答案：(1)3mgl
2q N点电势高
(2)mg cos 30°＋k Qq
a2cos 30°。