校本作业A（9）电场+能量 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电场与能量综合应用，通过实际情境题构建物理观念，训练科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电场性质|1-3题|结合除尘、小球平衡等情境|电场线与电势关系→电场力做功→电势能变化| |能量综合|4-9题|含圆周运动、板块模型等|动能定理与机械能守恒→功能关系→多过程能量转化|

物理校本作业A（9）电场+能量 一、单选题 1．如图所示为双板式静电除尘器的工作原理简化图，高压电源两极分别连接放电极与收尘极板，在放电极表面附近形成强大的电场，使周围的空气电离；粉尘颗粒进入静电除尘区域，粉尘颗粒在电场力的作用下向极板迁移并沉积，以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线，三点在同一直线上，，所有粉尘颗粒都吸附负离子后带负电，运动过程中电荷量不变且只考虑粉尘受到除尘器施加的电场力，则下列说法正确的是（    ） A．三点中C的电势最低 B．三个不同的粉尘颗粒在点受到的电场力大小一定为 C．同一粉尘颗粒经过沿直线到极板，段动能的变化量大于段动能的变化量 D．到极板Q的粉尘颗粒的电势能减小，到极板P的粉尘颗粒的电势能增大 2．如图所示，在一倾角为的光滑绝缘斜面上，将一长为、不可伸长的轻质细线一端固定于点，另一端系一质量为的小球，小球静止时在点。现在连线上距离点处固定一枚小钉子P，再将小球拉开一很小的倾角后由静止释放，小球在斜面上做往复运动，且运动过程中的最大偏角，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．小球的往复运动是振动但不是简谐运动 B．小球往复运动的周期为 C．小球每次运动到点的加速度为零 D．小球从释放到第一次到达点的过程中重力的瞬时功率不断增大 3．如图所示，两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，并悬挂在O点，两小球质量分别为ma和mb。当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，两细线与竖直方向间夹角分别为30°和60°，现将两细线同时剪断，不计空气阻力，两小球可视为质点，下列说法正确的是（　　） A． B．a球落地时的速率大于b球落地时的速率 C．剪断细线后两球整体的机械能守恒 D．落地时a、b两球水平位移大小之比为1:3 4．光滑细圆管固定在竖直平面内，为圆心，分别为圆管的最高、最低点。可视为质点的小球（直径略小于管道）由静止从点开始下滑，从到的过程中，设小球的位移大小为，则小球的重力势能（以点所在平面为零势能面）、动能、速率、绕点做圆周运动的角速度随变化的关系图像，正确的是（　　） A． B． C． D． 5．在某次冰壶比赛中，时间时球员跪式推动冰壶自本垒圆心由静止向前滑行，推至前卫线时，放开冰壶使其自行滑行，冰壶恰好到达营垒中心并停止运动，整个过程冰壶一直沿直线运动，其位移x随时间变化的图像如图所示，图像中的、两段曲线均为抛物线。对冰壶的整个运动过程，下列说法正确的是（　 　） A．时刻，冰壶的速度为 B．运动过程中，冰壶的最大速度为 C．时间内冰壶的平均速率大于 D．时间内加速度大小等于加速度大小 6．如图所示，O点为固定在光滑水平横杆上的铰链，轻杆OA长度为L，A端铰接一质量为m的小球P，B端铰接一质量也为m的物块Q，物块Q穿过水平光滑横杆，可在横杆上无摩擦滑动。所有铰链均光滑，轻杆质量不计。初始时OA杆与水平方向成α角，系统从静止释放。重力加速度大小为g。当小球P运动到O点正下方时，小球P的速度大小为（    ） A． B． C． D． 二、多选题 7．如图甲，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=2kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1m处以初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能。如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是经过x=lm处的切线，并且AB经过（0，3）和（3，0）两点，。则（　　） A．x=3m处的电势最低 B．滑块向右运动过程中，速度一直减小 C．滑块运动至x=3m处时，动能最大 D．滑块向右一定能经过x＝4m处的位置 8．如图所示的电路中，闭合开关，待电路稳定后，可看成质点的带电小球恰好静止在平行板电容器之间的M点，其中二极管可视为理想二极管，下列说法正确的是(　　) A．向右移动R3的滑片，小球向下移动 B．向右移动R1的滑片，小球的电势能将减小 C．向下移动电容器的下极板，二极管右端电势高于左端电势 D．断开S后，紧贴电容器的上极板附近插入金属板，M点的电势将升高 三、解答题 9. 如图所示，在竖直虚线右侧有水平向右的匀强电场，电场中有一个半径为R的光滑半圆形绝缘轨道，B、C连线与夹角为，在左侧有一足够长的粗糙绝缘轨道，与水平面的夹角为，轨道与轨道在与电场平行的同一个竖直平面内，并于B点相切，将一质量为m、电荷量为q的带正电物块在轨道上某处由静止释放，物块第一次在电场中运动速度为零时的位置刚好在上，已知物块与轨道间的动摩擦因数为0.25，重力加速度为g，匀强电场的电场强度大小，不计物块的大小，（答案保留分式和根号）求： (1)物块在轨道上释放的位置与B点的距离； (2)物块在运动过程中的最大速度大小； (3)物块在轨道上运动的总路程。 试卷第1页，共3页 物理校本作业A（9）电场+能量——答案 1．C 【详解】 C．电场线密集的地方场强越大，根据，可知 根据动能定理可知 所以根据分析可知同一粉尘颗粒电荷量不变时，段动能的变化量大于段动能的变化量，故C正确； 2．B 【详解】A．小球释放后在斜面上往复运动，设小球在摆动过程中悬线与的夹角为，离开平衡位置时的回复力为 因运动过程中，则小球向右侧摆动的最大夹角。在夹角较小时 所以 都指向点，又与方向相反 因此小球的往复运动是简谐运动 3．D 【详解】A．对、分别受力分析，根据平衡条件可知，水平方向 可得 C．下落过程两球间的静电力做正功，故整体机械能增大，故C错误； D．两球水平方向受合外力为零，则水平方向动量守恒，则有 即 解得 B．由D项分析知 即a球水平分速度更小，而两球在竖直方向只受重力作用，做自由落体运动，即落地时两球竖直分速度相同，故落地时a球速率更小，故B错误。 4．C 【详解】A．重力势能的分析，设圆管的半径为，小球的竖直高度为 由几何关系可知为位移与竖直方向的夹角 根据等腰三角形可知 小球的重力势能 所以随非线性变化，故A错误； B．由机械能守恒可知小球动能 所以与不是线性关系，故B错误； C．由 因此 所以v与是线性关系，故C正确； D．角速度 则，可知与成正比，故D错误。 5．B 【详解】D．根据题意，在图像中，两段曲线均为抛物线，则可知两个过程中冰壶均作匀变速运动，在时间内冰壶做匀加速直线运动，在时间内冰壶做匀减速直线运动。 时间内设冰壶的加速度大小为，则有 时间时间内冰壶做匀减速直线运动，速度减为0，则可将该运动逆向看成初速度为0的匀加速直线运动，设其加速度大小为，则有 解得，，故D错误； B．由上分析可知时刻冰壶有最大速度为，故B正确； A．时刻，冰壶的速度为，故A错误； C．时间内冰壶的平均速率为，故C错误。 6．A 7．BD 【详解】A．由图可知滑块在x=3m处电势能最低，因滑块带负电，根据 可知在x=3m处的电势最高，故A错误； BC．图像的斜率大小表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在x=1m处所受电场力的大小为 滑块所受滑动摩擦力大小为 因x=3m处的电势最高，则在1~3m区间内电场强度方向向左，故滑块受到的电场力方向向右，滑动摩擦力方向向左，且电场力大小逐渐减小，故滑块所受的合外力方向与速度方向相反；在x=3m后，电场强度方向向右，则滑块所受电场力与滑动摩擦力方向都向左，且电场力大小逐渐增大，故滑块所受的合外力方向与速度方向相反。综上所述可知滑块在向右运动中，速度一直减小，在x=1m处电场力与摩擦力大小相等，方向相反，合力为零，则速度最大，即动能最大，故B正确，C错误； D．由图可知，滑块在x=1m处的电势能与x=4m处的电势能相等，由能量守恒定律，若滑块能够滑到x=4m处。则应满足 由题中数据可知> 可知满足上述条件，则滑块向右一定能经过x＝4m处的位置，故D正确。 8．BC 【详解】向下移动电容器的下极板，电容器极板间距d增大，根据C＝，C＝，可知C减小，若U不变时，Q将减小，但由于二极管的存在，电容器无法放电，所以Q不变，U增大，二极管右端电势高于左端电势，C正确；断开S后，紧贴电容器的上极板附近插入金属板，电容器极板间距d减小，根据C＝，C＝，E＝可得E＝，可知极板间场强不变，M点到下极板间距不变，电势差不变，因此M点电势不变，D错误。故选BC。 9.(1)(2)(3) 【详解】（1）物块在电场中受到的合力为，方向与竖直方向夹角为45°指向右下方 由牛顿第二定律 解得 物块经过点后将以加速度大小为做匀减速直线运动直至到达点时速度减小到零，由几何关系得 设释放点与B点的距离为，由能量守恒定律得 解得。 （2）当运动到圆弧中中点时，合力做功最多，物块有最大速度，从释放点到运动到圆弧中点由能量守恒定律得 解得。 （3）小球第一次落回到点时，由动能定理得 物块在点沿半圆形轨道切线方向速度 联立可得物块在点沿半圆形轨道切线方向动能为 再次落到点后小球在圆弧和电场中反复运动直到小球回到电场时速度恰好为零，设其在轨道上运动的路程为，由能量守恒定律得 解得 所以物块在轨道上的总路程为 1 学科网（北京）股份有限公司 $