2024高考物理大一轮复习题库 章末核心素养提升

这是一份2024高考物理大一轮复习题库 章末核心素养提升，共4页。试卷主要包含了带电粒子在电场中的运动模型，用函数思想求解极值问题等内容，欢迎下载使用。
一、带电粒子在电场中的运动模型　“三线”模型(轨迹线、电场线、等势线)【例1 (2021·山东新高考调研)如图1所示，虚线1、2、3，为某电场中的三条电场线，实线表示某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法正确的是(　　)图1A．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度B．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能C．粒子在a点的速度大于在b点的速度D．a点的电势高于b点的电势解析　利用电场线的疏密可比较各点电场强度的大小，a点处的电场线相对b点较为稀疏，所以Ea<Eb，根据牛顿第二定律可知aa＜ab，选项A错误；假设粒子从a点向b点运动，在a点，粒子速度方向与受力方向如图所示，所以粒子从a点到b点，电场力做正功，电势能减小，同理，若粒子从b点向a点运动，电场力做负功，电势能增加，所以粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，选项B正确；粒子运动过程中仅受电场力，则电势能和动能相互转化，因为粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，则Eka＜Ekb，根据Ek＝mv2可知va＜vb，选项C错误；粒子的电性和电场线的方向均未知，所以无法比较a、b两点电势的高低，选项D错误。答案　B　电加速模型【例2 (多选) (2021·吉林六校联考)如图2所示，在两平行板间接直流电源，位于A板附近的带电粒子在电场力作用下，由静止开始向B板运动，关于粒子在两板间的运动，下列说法正确的是(　　)图2A．粒子到达B板时的速率与两板间距离和电源电压均有关B．若电源电压U与粒子的电荷量q均变为原来的2倍，则粒子到达B板时的速率变为原来的4倍C．两板间距离越大，粒子运动的时间越长D．粒子到达B板时的速率与两板间距离无关，与电源电压有关解析　对粒子由动能定理有qU＝mv2，解得v＝，则粒子到达B板时的速率与电源电压有关，与两板间距离无关，选项A错误，D正确；粒子到达B板时的速率v＝，当U和q均变为原来的2倍时，到达B板时的速率变为原来的2倍，选项B错误；由牛顿第二定律可知a＝＝＝，又d＝at2，则t＝d，可知两板间距离越大，粒子运动的时间越长，选项C正确。答案　CD　电偏转模型【例3 (2021·江苏扬州市期中)静电喷漆原理如图3所示，A、B为两块足够大的平行金属板，间距为d，两板间存在匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半球形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒。若油漆微粒的初速度大小均为v0，质量为m、电荷量为－q，电场强度大小为E＝，微粒所受重力、空气阻力、微粒间相互作用力均不计，试求：图3(1)微粒打在B板时的动能Ek；(2)微粒到达B板上O点所需的时间t；(3)微粒最后落在B板上所形成的图形形状及其面积S。解析　(1)微粒从P喷出到打在B板，由动能定理得qEd＝Ek－mv得Ek＝2mv。(2)设微粒到达O点时的速度为v，有Ek＝mv2，解得v＝2v0微粒从P到O做匀加速直线运动，有t＝d，得t＝。(3)微粒落在B板上所形成的图形是圆形，微粒运动水平距离最大时，初速度沿水平方向做类平抛运动，设此运动时间为t′，微粒在电场中运动的加速度为a＝＝竖直方向：d＝at′2水平方向：圆形半径R＝v0t′圆面积为S＝πR2整理得S＝πd2。答案　(1)2mv　(2)  (3)圆形　πd2二、用函数思想求解极值问题【例4 (多选)如图4，质量为m、带电荷量为＋q的小金属块A以初速度v0从光滑绝缘水平高台上飞出。已知在足够高的高台边缘右面空间中存在水平向左的匀强电场，电场强度大小E＝。则(　　)图4A．金属块不一定会与高台边缘相碰B．金属块一定会与高台边缘相碰，相碰前金属块在做匀变速运动C．金属块运动过程中距高台边缘的最大水平距离为D．金属块运动过程的最小速度为解析　小金属块水平方向先向右做匀减速直线运动，然后向左做匀加速直线运动，一定会与高台边缘相碰，故A错误；相碰前，金属块受重力和电场力，合力是恒力，做匀变速运动，故B正确；小金属块水平方向向右做匀减速直线运动，由牛顿第二定律qE＝ma，得加速度大小为a＝3g，根据速度与位移关系式知金属块运动过程距高台边缘的最大水平距离为xm＝＝，故C错误；小金属块水平方向的分速度vx＝v0－3gt；竖直方向做自由落体运动，分速度vy＝gt；合速度v＝＝＝，根据二次函数知识，当t＝时，小金属块的速度有极小值为，故D正确。答案　BD