2018年高考物理第一轮复习课时跟踪练：章末整合提升7 (含解析)

章末整合提升

1．(多选)(2017·全国卷Ⅰ)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed.点a到点电荷的距离为ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra，φa)标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd，下列选项正确的是(　　)

A．Ea∶Eb＝4∶1　　 B．Ec∶Ed＝2∶1

C．Wab∶Wbc＝3∶1   D．Wbc∶Wcd＝1∶3

命题意图：本题考查点电荷电场强度公式、电势、电场力做功及其相关的知识点．

解析：设点电荷的电荷量为Q，根据点电荷电场强度公式E＝k，ra∶rb＝1∶2，rc∶rd＝3∶6，可知，Ea∶Eb＝4∶1，Ec∶Ed＝4∶1，选项A正确，B错误；将一带正电的试探电荷由a点移动到b点做的功Wab＝q(φa－φb)＝3q (J)，试探电荷由b点移动到c点做的功Wbc＝q(φb－φc)＝q (J)，试探电荷由c点移动到d点做功Wcd＝q(φc－φd)＝q (J)，由此可知，Wab∶Wbc＝3∶1，Wbc∶Wcd＝1∶1，选项C正确，D错误．

答案：AC

2．(2016·全国卷Ⅰ)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上．若将云母介质移出，则电容器(　　)

A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大

B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大

C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变

D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变

命题意图：本题考查平行板电容器、电容、匀强电场的电场强度与电势差的关系及相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识分析、解决问题的能力．

解析：平行板电容器接在电压恒定的直流电源上，电容器两极板之间的电压U不变．若将云母介质移出，电容C减小，由C＝可知，电容器所带电荷量Q减小，即电容器极板上的电荷量减小．由于U不变，d不变，由E＝可知，极板间电场强度E不变，选项D正确，选项A、B、C错误．

答案：D

3.(多选)(2016·全国卷Ⅰ)如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知(　　)

A．Q点的电势比P点高

B．油滴在Q点的动能比它在P点的大

C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大

D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小

命题意图：本题考查带电油滴在复合场中的运动、动能定理、牛顿运动定律及相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识分析、解决问题的能力．

解析：根据带负电的油滴在竖直面内的轨迹可知，油滴所受合外力一定向上，则所受电场力一定向上，且电场力大于重力，故匀强电场的方向竖直向下，Q点的电势比P点高，选项A正确；油滴从P点运动到Q点，根据动能定理，合外力做正功，动能增大，所以油滴在Q点的动能比它在P点的大，选项B正确；油滴从P点运动到Q点，电场力做正功，电势能减小，油滴在Q点的电势能比它在P点的小，选项C错误；由于带电油滴所受的电场力和重力均为恒力，所以油滴在Q点的加速度和它在P点的加速度大小相等，选项D错误．

答案：AB

4.(2015·全国卷Ⅰ)如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ，一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则(　　)

A．直线a位于某一等势面内，φM>φQ

B．直线c位于某一等势面内，φM>φN

C．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功

D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功

命题意图：本题考查电势、等势面、电场力做功及其相关知识，意在考查考生运用电场相关知识分析解决问题的能力．难度中等．

解析：根据题述一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，可知N点和P点处于同一等势面上，直线d位于某一等势面内．根据匀强电场的特性，可知直线c位于某一等势面内．由于电子由M点运动到N点的过程中，电场力做负功，说明电场线方向从M指向N，故M点电势高于N点电势，所以选项B正确，选项A错误；由于M、Q处于同一等势面内，电子由M点运动到Q点的过程中，电场力不做功，选项C错误；电子由P点运动到Q点的过程中，电场力做正功，选项D错误．

答案：B

5．(2017·全国卷Ⅰ)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0.在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变．持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点．重力加速度大小为g.

(1)求油滴运动到B点时的速度．

(2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1和v0应满足的条件．已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍．

命题意图：本题考查带电油滴在电场、重力场中的运动、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律及其相关的知识点．

解析：(1)设油滴质量和电荷量分别为m和q，油滴速度方向向上为正．油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动，故电场力方向向上．在t＝0时，电场强度突然从E1增加至E2时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小a1满足

qE2－mg＝ma1，①

油滴在时刻t1的速度为

v1＝v0＋a1t1，②

电场强度在时刻t1突然反向，油滴做匀变速运动，加速度方向向下，大小a2满足

qE2＋mg＝ma2，③

油滴在时刻t2＝2t1的速度为

v2＝v1－a2t1，④

由①②③④式得

v2＝v0－2gt1.⑤

(2)由题意，在t＝0时刻前有

qE1＝mg，⑥

油滴从t＝0到时刻t1的位移为

x1＝v0t1＋a1t，⑦

油滴在从时刻t1到时刻t2＝2t1的时间间隔内的位移为

x2＝v1t1－a2t，⑧

由题给条件有

v＝2g(2h)，⑨

式中h是B、A两点之间的距离．

若B点在A点之上，依题意有

x1＋x2＝h，⑩

由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得

E2＝E1，⑪

为使E2>E1，应有

2－2＋>1，⑫

即当

0<t1<，⑬

或t1>，⑭

才是可能的；条件⑬式和⑭式分别对应于v2>0和v2<0两种情形．

若B点在A点之下，依题意有

x1＋x2＝－h，⑮

由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得

E2＝E1，⑯

为使E2>E1，应有

2－2－>1，⑰

即t1>，⑱

另一解为负，不合题意，已舍去．

答案：(1)v0－2gt1　(2)见解析