【创新设计】2017年高考物理四川专用一轮复习习题：第6章能力课时8 活页.doc

1.0× 103 V/m＝2．0× 104 V/m，A 项正确；小球静止时受力平衡，由平衡条件得 qE＝ － 5.0× 10 2 mgtan θ a 1 － mgtan θ，解得 q＝ 。因为 θ 角很小，所以 tan θ≈sin θ＝ ＝ ，解得 q＝1．0× 10 8 E L 5 C，B 项正确；细线剪断时，由于小球受到重力和电场力的合力为恒力，且小球初速度 为零，故小球做初速度为零的匀加速直线运动，C 项错误，D 项正确。 答案 ABD 三、非选择题 9．如图 8 所示，两块平行金属板 MN 间的距离为 d，两板间电压 U 随 t 的变化规律如图所 示，电压的绝对值为 U0。t＝0 时刻 M 板的电势比 N 板低。在 t＝0 时刻有一个电子从 M 板处无初速释放，经过 1．5 个周期刚好到达 N 板。电子的电荷量为 e，质量为 m。求：
图6 A．金属块带正电荷 B．金属块克服电场力做功 8 J C．金属块的机械能减少 12 J 解析 D．金属块的电势能减少 4 J
WG＝24 J，Wf＝－8 J，ΔEk＝12 J，由动能定理得电场力做功 WE＝－4 J，说明金
属块带正电荷，因此选项 A 正确，B 错误；金属块的电势能变化量 ΔEp＝－WE＝4 J>0， 因此选项 D 错误；金属块的机械能变化量 ΔE＝WE＋Wf＝－12 J<0，选项 C 正确。 答案 AC 8．如图 7 所示，用长 L＝0.50 m 的绝缘轻质细线，把一个质量 m＝1．0 g 带电小球悬挂在 均匀带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离 d＝5．0 cm，两板间电压 U＝1．0× 103 V。静止时，绝缘细线偏离竖直方向 θ 角，小球偏离竖直线的距离 a＝1．0
图4 A．在 0～t1 时间内，物块受到逐渐增大的摩擦力，方向水平向右 B．在 t1～t3 时间内，物块受到的摩擦力先逐渐增大，后逐渐减小 C．t3 时刻物块的速度最大 D．t4 时刻物块的速度最大 解析 在 0～t1 时间内，电场力小于最大静摩擦力，物块静止，静摩擦力与电场力大小 U 相等，即 f＝qE＝q ，随电压增大，摩擦力增大，但是正电荷所受电场力与电场同向， d 均向右，所以摩擦力方向水平向左，选项 A 错误；在 t1～t3 时间内，电场力大于最大静 摩擦力，物块一直加速运动，摩擦力为滑动摩擦力，由于正压力即是物块的重力，所以 摩擦力不变，选项 B 错误；t3 到 t4 阶段，电场力小于摩擦力，但物块仍在运动且为减速 运动，故 t3 时刻速度最大，选项 C 正确，D 错误。 答案 C 二、多项选择题 6．某静电场中的一条电场线与 x 轴重合，其电势的变化规律如图 5 所示。在 O 点由静止释 放一电子，电子仅受电场力的作用，则在－x0～x0 区的电势能； (2)求匀强电场的电场强度大小； 1 (3)当该带电微粒电势能为－ qU 时，机械能变化了多少？ 2 解析 (1)根据带电微粒的偏转方向， 知该微粒带正电， P、 Q 两点的电势差为 U＝φP－φQ，
电场力做正功，电势能减少，而 P 点的电势能为零 Ep 根据 φ＝ q 得 EpQ＝－qU (2)建立直角坐标系，垂直于电场线方向为 x 轴，平行于电场方向为 y 轴，由平抛运动的 规律和几何知识可得 tan 30° ＝ vy＝at d＝v0t v0 vy
cm。取 g＝10 m/s2。则下列说法正确的是(
)
图7 A．两板间电场强度的大小为 2．0× 104 V/m B．小球带的电荷量为 1．0× 10
－8
C
C．若细线突然被剪断，小球在板间将做类平抛运动 D．若细线突然被剪断，小球在板间将做匀加速直线运动 解析 U 设两板间的电场强度为 E ，根据匀强电场的场强和电势差的关系得 E ＝ ＝ d
v1＝ 2gR＝2 2 m/s v2 1 A 到最低点，绳子被挡住时，有 T－mg＝m r R 当 T＝Tm＝5mg 时，解得 r＝ ＝0.2 m 2 故钉子距 O 点距离的范围是 0.2 m≤x≤0.4 m (2)因绳断裂不损失能量，在 A 运动到传送带右端的过程中
由动能定理有 mgR－μmgL＝0 解得 μ＝0.5 因 v0＝5 m/s＞v1，所以 A 在传送带上将做加速运动，假设 A 一直加速，到右端的速度为 v2 1 1 由动能定理有 μmgL＝ mv2 － mv2 2 2 2 1 解得 v2＝4 m/s 因 v2＜v0，假设成立，A 一直做加速运动；因皮带传动轮半径很小，故 A 在传送带右端 将以 v2＝4 m/s 的初速度做类平抛运动。 对 A：设在传送带上运动的时间为 t1，类平抛运动时间 t2，由运动学规律 v1＋v2 传送带上：L＝ t 2 1 类平抛运动：l＝v2t2 1 h＝ at2 2 2 Eq＋mg＝ma 解得 t1＝0.4(2－ 2) s，t2＝0.2 2 s，l＝0.8 2 m 对 B：设匀加速过程的加速度大小为 a′，则有 1 位移 x＝L＋l＝ a′(t1＋t2)2 2 201＋ 2 340＋260 2 解得 a′＝ m/s2＝ m/s2 49 9－4 2 答案 340＋260 2 (1)0.2 m＜x＜0.4 m (2) m/s2 49
能力课时 8
电场中的“三大”问题的突破方法
一、单项选择题 1．两个等量正点电荷位于 x 轴上，关于原点 O 呈对称分布，下列能正确描述电场强度 E 随 位置 x 变化规律的图是( )
解析 两个等量正点电荷位于 x 轴上， 关于原点 O 呈对称分布， 其电场线分布如图所示。 结合图可知在原点 O 处电场强度为零， 能正确描述电场强度 E 随位置 x 变化规律的图是 A。
图2
解析 电子由 P 点运动到 Q 点的过程中， 电场力所做的功为 W＝q(φP－φQ)， 因为 q＜0， 且 φP＜φQ，所以 W＞0，由动能定理可知，电子的动能不断增大，即速度不断增大，选 项 C、D 错误；P 点附近等势面密集，故场强较大，电子在 P 点附近所受电场力大，电 子的加速度也就大，对应 v－t 图像的斜率大，故由 P 到 Q，v－t 图像的斜率不断减小， 选项 A 正确，B 错误。 答案 A 4．两电荷量分别为 q1 和 q2 的点电荷固定在 x 轴上的 O、M 两点，两电荷连线上各点电势 φ 随 x 变化的关系如图 3 所示， 其中 C 为 ND 段电势最低的点， 则下列说法正确的是( )
Eq－mg a＝ m 3mv2 0＋mgd 解得 E＝ qd 1 1 1 (3)当该带电微粒电势能为－ qU 时，电场力做了 qU 的正功，所以机械能增加了 qU 2 2 2 答案 (1)－qU (2) 3mv2 1 0＋mgd (3) qU qd 2
11．(2015· 四川成都高三一诊)如图 10 所示，带正电的绝缘小滑块 A，用长 R＝0.4 m 的绝缘 细绳竖直悬挂，悬点 O 距水平地面的高度为 3R；小滑块 B 不带电，位于 O 点正下方的 地面上。长 L＝2R 的绝缘水平传送带上表面距地面的高度 h＝2R，其左端与 O 点在同一 竖直线上，右端的右侧空间有方向竖直向下的匀强电场。在 O 点与传送带之间有位置可 调的固定钉子(图中未画出)，当把 A 拉到水平位置由静止释放后，因钉子阻挡，细绳总 会断裂，使得 A 能滑上传送带继续运动，若传送带逆时针匀速转动，A 刚好能运动到传 送带的右端。已知绝缘细绳能承受的最大拉力是 A 重力的 5 倍，A 所受电场力大小与重 力相等，重力加速度 g＝10 m/s2，A、B 均可视为质点，传送带转动轮半径很小，A 不会 因绳断裂而损失能量、也不会因摩擦而损失电荷量。试求：
T d (2)根据粒子运动的对称性可知，粒子每 运动 的距离，从 T 到 1．25T 的时间内，粒子 2 3 1 d d d d d 运动了 × ＝ ，故 1．25 个周期末该电子和 N 板间的距离 s＝ － ＝ 。 4 3 12 3 12 4 答案 (1) 2U0e 3m d (2) 4
10．如图 9 所示，在竖直平面内，一匀强电场方向竖直向上，一电荷量为 q、质量为 m 的带 电微粒以水平初速度 v0 由 P 点射入， 入射方向与电场线垂直。 带电微粒从 Q 点射出电场 时，其速度方向与电场线夹角为 30° 。知匀强电场的宽度为 d，P、Q 两点的电势差为 U， 设 P 点的电势为零，重力加速度为 g。
图5 A．该静电场是匀强电场 B．该静电场是非匀强电场 C．电子将沿 x 轴正方向运动，加速度逐渐减小 D．电子将沿 x 轴正方向运动，加速度逐渐增大 Δφ 解析 由于电势 φ 随 x 的变化不是均匀变化，即 不是常数，所以该静电场一定是非匀 Δx 强电场，且 O 点电场强度最大，x0 处电场强度最小，选项 A 错误，B 正确；由电势变化 规律可知，电场线方向指向 x 轴负方向，在 O 点由静止释放一电子，电子所受电场力的 方向指向 x 轴正方向，电子将沿 x 轴正方向运动，且加速度逐渐减小，选项 C 正确，D 错误。 答案 BC 7．(2016· 湖南师大附中月考)如图 6 所示，在绝缘的斜面上方存在着水平向右的匀强电场， 斜面上的带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了 12 J，金属块 克服摩擦力做功 8 J，重力做功 24 J，则以下判断正确的是( )
图 10 (1)钉子距 O 点的距离的范围； (2)若传送带以速度 v0＝5 m/s 顺时针匀速转动，在 A 刚滑到传送带上时，B 从静止开始 向右做匀加速直线运动，当 A 刚落地时，B 恰与 A 相碰。试求 B 做匀加速运动的加速度 大小。(结果可用根式表示) 解析 1 (1)在 A 运动到最低点的过程中，因机械能守恒，有 mgR＝ mv2 2 1
图8 (1)该电子到达 N 板时的速率 v； (2)在 1．25 个周期末该电子和 N 板间的距离 s。
解析
T T T (1)根据题图可知，粒子先匀加速 ，再匀减速 ，速度减到零，最后匀加速 到达 2 2 2
N 板，根据动能定理得 U0 1 e ＝ mv2－0，解得 v＝ 3 2 2U0e 。 3m
答案 A 2．平行板间加如图 1 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， T 从 t＝ 时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况，则能定性描述粒子运动的速度图像的 2 是( )