（浙江选考）2019届高考物理二轮复习 专题三 电场与磁场 提升训练10 带电粒子在电场中的运动.doc

《（浙江选考）2019届高考物理二轮复习 专题三 电场与磁场 提升训练10 带电粒子在电场中的运动.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江选考）2019届高考物理二轮复习 专题三 电场与磁场 提升训练10 带电粒子在电场中的运动.doc（8页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1提升训练提升训练 1010 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动1 1.(2017 浙江杭州一中月考)如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d且分别与电源两极相连,两 板的中央各有一小孔M和N。今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落 (P、M、N在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回。若保 持两极板间的电压不变,则下列说法不正确的是( ) A.把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回 B.把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 C.把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回 D.

2、把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 2 2.(2018 年 4 月浙江选考,11)一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以-v0的速度做直线运动, 其v-t图象如图所示。粒子在t0时刻运动到B点,3t0时刻运动到C点,下列判断正确的是( )A.A、B、C三点的电势关系为BAC B.A、B、C三点的电场强度大小关系为ECEBEA C.粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少 D.粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做正功后做负功 3 3.质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,P 从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处

3、射入。它们最后打在同一点(重力不计),则从开始射入到打 到上极板的过程中,( )A.它们运动的时间tQtP B.它们所带的电荷量之比qPqQ=12 C.它们的电势能减少量之比 EpPEpQ=12 D.它们的动能增量之比为 EkPEkQ=21 4 4.在电场强度大小为E的匀强电场中,质量为m、电荷量为+q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为,物体运动s距离时速度变为零。则下列说法正确的是( )0.8 A.物体克服电场力做功 0.8qEs B.物体的电势能增加了 0.8qEs C.物体的电势能增加了 1.2qEs D.物体的动能减少了 0.8qEs 5 5.2如图所示,两

4、对金属板A、B和C、D分别竖直和水平放置,A、B接在电路中,C、D板间电压为U。A 板上O处发出的电子经加速后,水平射入C、D板间,电子最终都能打在光屏M上。关于电子的运动,下 列说法正确的是( ) A.S 闭合,只向右移动滑片P,P越靠近b端,电子打在M上的位置越高 B.S 闭合,只改变A、B板间的距离,改变前后,电子由O至M经历的时间相同 C.S 闭合,只改变A、B板间的距离,改变前后,电子到达M前瞬间的动能相同 D.S 闭合后再断开,只向左平移B,B越靠近A板,电子打在M上的位置越低 6 6.如图 a,MN是长为L、倾角为的光滑绝缘杆,M、N、P为直角三角形的三个顶点,MP中点处固定 一

5、电荷量为Q的正点电荷,杆上套有一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)。小球自N点由静 止释放。小球的重力势能和电势能随位置x(取M点处x=0)的变化图象如图 b 所示,不计空气阻力, 重力加速度为g,则下列说法不正确的是( )A.图 b 中表示电势能随位置变化的是图线 B.小球经过x1位置时电场力做功的功率最大 C.小球在M点受到的库仑力比在N点收到的库仑力大 D.若图象中的E1、E2、E0为已知,则可求得小球在M点时的速度 7 7.(2017 全国卷)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

6、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。38 8.如图所示,两平行金属板A、B长L=8 cm,两板间距离d=8 cm,A板比B板电势高 300 V。一带正 电的粒子电荷量为q=10-10 C,质量m=10-20 kg,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度

7、v0=2106 m/s。粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,进入固定在O点的点 电荷Q形成的电场区域(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知两界面MN、PS 相距为 12 cm,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线上,距离界面PS为 9 cm,粒子穿过界 面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。(静电力常量k=9.0109 Nm2/C2,粒子重力 忽略不计)(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远?到达PS界面时离D点多远?(2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹。9 9.在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E(图中未画

8、出),由A点斜射出质量为 m、电荷量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中l0为常数。粒子所受重力 忽略不计。求: (1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功;(2)粒子从A到C过程所经历的时间;(3)粒子经过C点时的速率。41010.(2017 浙江名校协作高二考试)某科研小组在研究电场时发现仅存于椭圆区域的一种匀强电场,如图所示,椭圆方程为=1。电场的电场强度为E、方向沿x轴正向。在坐标原点O处平232+222 行于纸面沿y轴正方向发射出大量同种正离子(不计离子的重力及离子间的相互作用),电荷量为q, 这群离子的初速度包含从 0 到vm的各种速度,最大速度vm足够大,离子

9、群在仅受电场力作用下离开 电场区域,全部打在右侧垂直电场方向的荧光屏上,荧光屏中心O在x轴上离椭圆中心O的距离为 2R。求:(1)离子打在O处的动能;(2)到达荧光屏上的所有离子中,最小的动能值;(3)到达荧光屏上动能最小的离子的位置。5提升训练 1010 带电粒子在电场中的运动 1 1.B 解析 移动A板或B板后,质点能否返回P点的关键是质点在A、B间运动时到达B板之 前速度能否减为零,如能减为零,则一定沿原路返回P点;如不能减为零,则穿过B板后只受重力,将 继续下落。因质点到达N孔时速度恰为零,由动能定理得mg2d-qU=0。因极板一直与电源两极连 接,电压U一直不变,当A板上移、下移时,

10、满足qU-mgh=0 的条件,即h=2d,则质点到达N孔时速度 恰好为零,然后按原路返回,A 正确,B 错误。当把B板上移后,设质点仍能到达B板,则由动能定理得mgh-qU= mv2,因B板上移后h0,即质点到达N孔时仍有向下的1 2 速度,将穿过B板继续下落,D 正确。 2 2.C 解析 由v-t图象知,带电粒子在 0t0时间段做减速运动,电场力做负功,电势能增大; t03t0时间段,带电粒子反方向加速,电场力做正功,电势能减小,所以 C 项正确,D 项错误;因为不知 道带电粒子电性,本题中无法判断电势的高低,所以 A 项错误;图象中斜率表示粒子的加速度,由 qE=ma,可知 0、t0、3t

11、0时刻中,t0时刻电场强度最大,即B点电场强度最大,B 项错误。 3 3.B 解析 带电粒子在竖直方向受到向上的电场力,做匀加速直线运动,在水平方向上做匀速 直线运动,因为两带电粒子在水平方向上的速度相同,又因为在水平方向上的位移相同,故根据公式x=v0t可得两者的运动时间相同,A 错误;在竖直方向上的位移之比,因为=1 2yP= aPt2=t2,yQ= aQt2=t2,联立可得qPqQ=12,B 正确;电场力做功为W=Eqy,电场力做多少1 221 22正功,电势能就减少多少,故,过程中只有电场力做功,所以电势能转化为动能,即=1 4它们的动能增量之比为 EkPEkQ=14,C、D 错误。

12、4 4.D5 5.C 解析 初速度为 0 的电子经电场加速后根据动能定理有eU0=,即有v0=,进入偏1 2m0220转电场后做类平抛运动,水平方向L=v0t,竖直方向两极板间的距离为d,电子的加速度a=,偏转位移d= at2=,U0越大,d越小,选项 A 错误;只改变A、B板间的距离,电子在1 22202=2 40A、B板间加速时间变化,但离开A、B板后的速度不变,故电子的运动时间变化,选项 B 错误;只改变 A、B板间的距离,电子运动加速后的速度不变,在偏转电场中vy也不变,所以电子到达M前瞬间的 动能相同,选项 C 正确;S 闭合后再断开,电容器所带电荷量不变,向左平移B,根据E=得,A

13、、B板间的电场强度不变,所以电子离开B板时速度变小,在偏转极板C、D间 = =4 运动的时间变长,偏转位移变大,选项 D 错误。 6 6.B 解析 因为取M点处x=0,而小球是从N点下滑,所以题图b应从L0 顺序看,过程中重力 做正功,重力势能均匀减小,故图线表示重力势能随x变化图象,则表示电势能随x变化图象,A 正确;小球经过x1位置时,电势能最大,则此时电场力方向正好与MN垂直,此时电场力和速度方向垂直,不做功,B 错误;根据点电荷电场强度定义E=k可得M点距离Q比N点到Q点的距离近,M点的2 电场强度大,所以库仑力大,C 正确;过程中电势能、重力势能以及动能相互转换,若图象中的 E1、E

14、2、E0为已知,则可求解从N到M过程中电势能与重力势能的减小量,其减小量转换为小球的动 能,即可求解速度,D 正确。67 7.答案 (1)v0-2gt1 (2)若B点在A点之上,E2=E1,02 - 201+1 4(01) 23 201+320来源:学_科_网Z_X_X_K 若B点在A点之下,E2=E1,t1+12 - 201-1 4(01) 25 20 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,故匀强电场方向向上。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

15、足 qE2-mg=ma1 油滴在时刻t1的速度为 v1=v0+a1t1 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 油滴在时刻t2=2t1的速度为 v2=v1-a2t1 由式得 v2=v0-2gt1。 (2)由题意,在t=0 时刻前有 qE1=mg 油滴从t=0 到时刻t1的位移为s1=v0t1+ a11 212油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为s2=v1t1- a21 212由题给条件有=2g(2h)02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 s1+s2=h 由式得E2=2-2)2E101+1 4(

16、01为使E2E1,应有2-22101+1 401即当01+320 才是可能的;条件式和式分别对应于v20 和v2E1,应有2-21011 4(01)2即t1(52+ 1)0 另一解为负,不合题意,已舍去。 8 8.答案 (1)3 cm 12 cm (2)见解析 解析 (1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离(侧向位移)y= at2= m=0.03 m=3 cm1 2 2( 0)2=10- 10 3002 10- 20 0.08(0.082 106)2带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动,其轨迹与PS线交于E,设E到中心线的距离为Y。 则Y=vy+y= m+0.03 m=0.12 m=12

17、cm。12 10- 200.122 10610- 10 30010- 20 0.080.082 106 (2)第一段是抛物线,第二段是直线,第三段是曲线,轨迹如图所示。9 9.答案 (1)3qEl0 (2)3 (3)201702解析 (1)WAC=qE(yA-yC)=3qEl0。 (2)根据抛体运动的特点,粒子在x方向做匀速直线运动,由对称性可知轨迹最高点D在y轴上,可 令tAD=tDB=T,则 tBC=T由qE=ma得a= 又y0= aT2,y0+3l0= a(2T)21 21 2解得T=20则AC过程所经历的时间t=3。20(3)粒子在DC段做类平抛运动,于是有 2l0=vCx(2T),v

18、Cy=a(2T)vC=。2+ 2=17021010.答案 (1)qER (2)qER (3)+2R31532 52 3解析 (1)只有初速度为零的离子才能沿电场方向做匀加速运动,打在O处,由=1,当y=0 时,x=R232+2223 所以Ek1=qER=qER。338(2)离子垂直电场方向发射,做类平抛运动,有y=v0t,x=t21 2 由几何关系=1232+222据动能定理,有Ek-=Eqx1 2m02联立得Ek= 6(32 + 5)x=R处飞出的动能最小,Ekmin= qER。3 5153(3) 由=1 得,此时轨迹与椭圆的交点y=2R 232+2222 5飞出椭圆时的速度方向与x轴正向夹角 tan= 2=2 3离子与荧光屏交点Y= +2Rtan 2Y=R+2RR。2 52 3=(2 5+ 22 3)