高考物理二轮复习 专题突破练8 电场 带电粒子在电场中的运动-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题突破练8电场带电粒子在电场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共12小题,每小题7分,共84分。在每小题给出的四个选项中,第19小题只有一个选项符合题目要求,第1012小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得7分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.下列关于电场的说法正确的是()A.由E=知,若q减半,则该处电场强度为原来的2倍B.由E=k知,E与Q成正比,而与r2成反比C.由E=k知,在以Q为球心,以r为半径的球面上,各处电场强度均相同D.电场中某点电场强度方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向答案 B解析 电场中某点的电场强度大小与试探电荷的电量无关,故选项A

2、错误;由E=k知,E与Q成正比,而与r2成反比,选项B正确;由E=k知,在以Q为球心,r为半径的球面上,各处电场强度大小均相同,但是方向不同,选项C错误;电场中某点电场强度方向就是该点所放正电荷受到的电场力的方向,选项D错误。2.(2017山东枣庄模拟)一个正点电荷Q静止在正方形的一个顶点上,另一个带电粒子q射入该区域时,仅受电场力的作用,恰好能依次经过正方形的另外三个顶点a、b、c,如图所示,则有()A.质点由a到c电势能先减小后增大B.质点在a、b、c三处的加速度大小之比是121C.a、b、c三点电势高低及电场强度大小的关系是a=cb,Ea=Ec=2EbD.若改变带电质点q在a处的速度大小

3、和方向,则质点q可能做类平抛运动答案 C解析 电荷受到的合力指向轨道的内侧,根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在O点的电荷是异种电荷,它们之间存在引力,所以质点由a到b电场力做负功,电势能增加,由b到c电场力做正功,电势能减小,即质点由a到c电势能先增大后减小,故A错误;由图可知,ra=rc=rb,由库仑定律:F=k可得FaFbFc=212,由a=可知,加速度之比应为212,故B错误;根据点电荷的电场线的特点,Q与a、c距离相等,都小于b,故b点的电势低于a、c两点的电势,由E=k可知,Ea=Ec=2Eb;故C正确;由点电荷电场分布可知,带电粒子a、b、c三个点受到的电场力大小不相等,所以不可能

4、其经过a、b、c三点做类平抛运动,故D错误。3.(2017湖南株洲模拟)如图所示,R是一个定值电阻,A、B为水平正对放置的两块平行金属板,两板间带电微粒P处于静止状态,则下列说法正确的是()A.若增大A、B两金属板的间距,则有向右的电流通过电阻RB.若增大A、B两金属板的间距,P将向上运动C.若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片,P将向上运动D.若紧贴B板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片,P将向上运动答案 C解析 由于两极板和电源相连,则两极板间的电压恒定,若增大A、B两金属板的间距,根据公式C=可知,电容减小,根据公式C=以及电容减小,电压不变可得电容器两极板上所带电荷量减小,故电容器放电,R

5、中有向左的电流,A错误;由于两极板间的电压不变,若增大A、B两金属板的间距,根据公式E=可得两极板间的电场强度减小,电场力小于重力,微粒P将向下运动,B错误;若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片,相当于两极板间的距离减小,电场强度增大,则微粒P受到的电场力大于重力,P向上运动,C正确;若紧贴B板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片,相当于r增大,两极板间的电场强度恒定不变,所以微粒P受到的电场力不变,P仍静止,D错误。故选C。4.(2017湖南常德模拟)在空间某区域存在一电场,x轴上各点电势随位置变化情况如图所示。-x1x1之间为曲线,且关于纵轴对称,其余均为直线,也关于纵轴对称。下列关于该电场的论

6、述正确的是()A.图中A点对应的电场强度大于B点对应的电场强度B.图中A点对应的电势大于B点对应的电势C.一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在-x1点的电势能D.一个带正电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2点的电势能答案 C解析 -x图象的斜率大小等于电场强度,所以B点对应的电场强度大于A点对应电场强度,故A错误;由图易知A点对应的电势小于B点对应电势,故B错误;由图可知,场强方向均指向O点,根据对称性可知,一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在-x1点的电势能,故C正确;由于电场线指向O点,则正电荷由-x1到-x2的过程中电场力做负功,故电势能增加,故带正电的粒子在-x1点的电势能小于在

7、-x2的电势能,故D错误。5.(2017广东广州模拟)如图所示,带电粒子由静止开始,经电压为U1的加速电场加速后,垂直电场方向进入电压为U2的平行板电容器,经偏转落在下板的中间位置。为使同样的带电粒子,从同样的初始位置由静止加速、偏转后能穿出平行板电容器,下列措施可行的是()A.保持U2和平行板间距不变,减小U1B.保持U1和平行板间距不变,增大U2C.保持U1、U2和下板位置不变,向下平移上板D.保持U1、U2和下板位置不变,向上平移上板答案 D解析 粒子在电场中加速U1q=,在偏转电场中x=v0t,y=t2,解得x2=。保持U2和平行板间距不变,减小U1则x会减小,选项A错误;保持U1和平

8、行板间距不变,增大U2,则x减小,选项B错误;保持U1、U2和下板位置不变,向下平移上板,则d减小,x减小,选项C错误;保持U1、U2和下板位置不变,向上平移上板,则x变大,故选项D正确。6.(2017河南中原名校联考)如图所示,真空中某一点电荷Q在周围产生的电场,a、b分别是该电场中的两点,其中a点的电场强度大小为Ea,方向与a、b连线成120角;b点的电场强度大小为Eb,方向与a、b连线成150角,一带负电的检验电荷q在场中由a运动到b,则()A.点电荷Q是负电荷B.a、b两点的电场强度大小EaEb=31C.在a、b两点受到的电场力大小之比EaEb=13D.在a、b两点具有的电势能的大小关

9、系为EpaEpb答案 B解析 将两条电场线反向延长后相交于一点,即为点电荷Q的位置,根据a、b的电场强度方向可知,点电荷带正电,A错误;设a、b两点到Q的距离分别为ra和rb,由几何知识得到,rb=ra,根据公式E=得到Ea=3Eb,故B正确、C错误;因为b点距离正电荷Q远,所以ab,根据电势能Ep=q,带负电的检验电荷q在电场中a、b点的电势能EpaEDA,又因为,所以有UADUDA,即A-DD-A,整理可得D|qB|C.两电荷在P点产生的电场强度大小EAEBD.从P点沿着AB中垂线向外移动正电荷,电场力做负功答案 AD解析 由P点的合电场强度的方向可知,A处点电荷为正电荷,B处点电荷为负电

10、荷,选项A正确;如图所示,根据几何关系可知EAEB,根据E=k可知r相同,则|qA|=3 cm,故若粒子于t=0时释放,则一定能运动到B板。若粒子于t=时释放,则粒子一定能运动到A板,选项B错误,A正确;若粒子于t=时释放,在的时间内粒子向B板加速,位移为x2=a()2=108(210-5)2 m=210-2 m=2 cm,在的时间内粒子向B板减速,位移为x3=x2=2 cm,故在T的时间内已经到达了B板,选项C错误;若粒子于t=时释放,则在的时间内粒子向B板加速,位移为x2=a()2=108(10-5)2 m=0.510-2 m=0.5 cm,在的时间内粒子向B板减速,位移为x3=x2=0.

11、5 cm,在T的时间内粒子向A板加速,位移为x2=a()2=108(310-5)2 m=4.510-2 m=4.5 cm,因4.5 cm-20.5 cm=3.5 cm3 cm,故粒子能到达A板,选项D正确。二、计算题(本题共1个小题,共16分)13.(2017黑龙江哈尔滨模拟)如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0,电容器板长l=10 cm,板间距离d=10 cm,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是l=10 cm,在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示。(每个电子穿过平行板的时间都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压

12、是不变的)求:(1)在t=0.06 s时刻射入电容器的电子,电子打在荧光屏上的何处;(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?答案 (1)Y=13.5 cm(2)30 cm解析 (1)设电子经电压U0加速后的速度为v,根据动能定理得eU0=mv2设偏转电场的场强为E,则有E=设电子经时间t通过偏转电场,偏离轴线的侧向位移为y,则有在中心轴线方向上t=在轴线侧向有a=,y=at2=设电子通过偏转电场过程中产生的侧向速度为vy,偏转角为,则电子通过偏转电场时有vy=attan =电子在荧光屏上偏离O点的距离为Y=y+Ltan =+L)=+L)由题图知t=0.06 s时刻U=1.8U0,代入数据解得Y=13.5 cm。(2)由题知电子偏移量y的最大值为d,所以当偏转电压超过2U0时,电子无法打不到荧光屏上。当y=d时,Y=l所以荧光屏上电子能打到的区间长为2Y=3l=30 cm。