高考物理人教版一轮复习知识点同步练习卷带电粒子在电场中的运动综合问题 5页

带电粒子在电场中的运动综合问题 一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)‎ ‎1．如图所示两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点处从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，则该微粒将： （ ）‎ A．保持静止状态 B．向左上方做匀加速运动 C．向正下方做匀加速运动 D．向左下方做匀加速运动 ‎【答案】D ‎2．如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ ，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则： （ ）‎ A．微粒达到B点时动能为 B．微粒的加速度大小等于 ‎ C． 微粒从A点到B点的过程电势能减少 D．两极板的电势差 ‎【答案】D ‎3．如图所示，半径R=0.5 m的1/4圆弧接收屏位于电场强度方向竖直向下的匀强电场中，OB水平，一质量为m=10-6kg，带电荷量为q=8.0×10-6 C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O点0.3m的A点以初速度v0=m/s 水平射出，粒子重力不计，粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出)，取C点电势为0，则： （ ）‎ A．该匀强电场的电场强度E=105 V/m ‎ B．粒子在A点的电势能EP=8×10-5 J C．粒子到达C点的速度大小为 m/s ‎ D．粒子速率为400m/s时的电势能为EP'=4.5×10-4J ‎ ‎【答案】C ‎4．如图所示，半径R=0.5 m的1/4圆弧接收屏位于电场强度方向竖直向下的匀强电场中，OB水平，一质量为m=10-6kg，带电荷量为q=8.0×10-6 C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O点0.3m的A点以初速度v0=m/s 水平射出，粒子重力不计，粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出)，取C点电势为0，则： （ ）‎ A．该匀强电场的电场强度E=105 V/m ‎ B．粒子在A点的电势能EP=8×10-5 J C．粒子到达C点的速度大小为 m/s ‎ D．粒子速率为400m/s时的电势能为EP'=4.5×10-4J ‎ ‎【答案】C ‎5．质量为m的物块，带电荷量为＋q，开始时使其静止在倾角α＝60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平向左、场强大小为的匀强电场中，如图所示。斜面高为H，释放物块后，物块落地时的速度大小为： （ ）‎ E ‎ α ‎ H ‎ ‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】B ‎6．如（a）图所示的两平行金属板P、Q加上（b）图所示电压，t=0时，Q板电势比P高5V，在板正中央M点放一质子，初速度为零，质子只受电场力而运动，且不会碰到金属板，这个质子处于M点右侧，速度向左，且速度逐渐减小的时间段是： （ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎7．如图所示，一个带正电的物体m，由静止开始从斜面上A点下滑，滑到水平面BC上的D点停下来。已知物体与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，不计物体经过B处时机械能损失。现在ABC所在空间加上竖直向下的匀强电场，再次让物体m由A点静止开始下滑，结果物体在水平面上的D′点处停下来，如图所示。则以下说法正确的是： （ ）‎ A．D′点一定在D点左侧 ‎ B．D′点可能在D点右侧 C．D′点一定与D点重合 D．由于斜面倾角、动摩擦因数及场强大小均未知，故不能确定D′点在D点左侧还是右侧 ‎【答案】C ‎8．在真空中上、下两个区域均有竖直向下的匀强电场，其电场线分布如图所示．有一带负电的微粒，从上边区域沿平行电场线方向以速度v0匀速下落，并进入下边区域(该区域的电场足够广)，在如图所示的速度—时间图象中，符合粒子在电场内运动情况的是(以v0方向为正方向)( ： （ ）‎ ‎【答案】C ‎9．一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左。不计空气阻力，则小球： （ ）‎ A．做直线运动 B．做曲线运动 C．速率先减小后增大 D．速率先增大后减小[来源:学*科*网Z*X*X*K]‎ ‎【答案】BC ‎10．一对平行金属板长为L，两板间距为d，质量为m，电荷量为e的电子从平行板左侧以速度v0沿两板的中线不断进入平行板之间，两板间所加交变电压uAB如图所示，交变电压的周期，已知所有电子都能穿过平行板，且最大偏距的粒子刚好从极板的边缘飞出，不计重力作用，则： （ ）‎ A.所有电子都从右侧的同一点离开电场 B.所有电子离开电场时速度都是v0‎ C.t＝0时刻进入电场的电子，离开电场时动能最大 D.t＝时刻进入电场的电子，在两板间运动时最大侧位移为 ‎【答案】BD ‎11．如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下．已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8．0J，重力做功24J，则以下判断正确的是： （ ）‎ A．金属块带正电荷 B．金属块克服电场力做功8．0J C．金属块的机械能减少12J D．金属块的电势能减少4．0J ‎【答案】AC ‎12．如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A，B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧．一个质量为m，电荷量为－q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道．不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是 ： （ ）‎ A．小球一定能从B点离开轨道 B．小球在AC部分可能做匀速圆周运动 C．若小球能从B点离开，上升的高度一定小于H D．小球到达C点的速度可能为零 ‎【答案】BC 二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）‎ ‎13．（10分）如图所示，半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置，整个装置处在方向竖直向上的匀强电场中，两个质量均为m、带电量相同的带正电小球a、b,以不同的速度进入管内（小球的直径略小于半圆管的内经，且忽略两小球之间的相互作用），a通过最高点A时,对外管壁的压力大小为3、5mg，b通过最高点A时,对内管壁的压力大小0、25mg，已知两小球所受电场力的大小为重力的一半。求（1）a、b两球落地点距A点水平距离之比；（2）a、b两球落地时的动能之比。‎ ‎【答案】（1）4∶3 （2）8∶3 ‎ ‎14．（10分）如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球（可看做质点）从y轴上的A点以某一初速度水平抛出，两长为L的平行金属板M、N倾斜放置且与水平方向间的夹角为θ＝37°（sin 37°＝0.6），若带电小球恰好能垂直于M板从其中心小孔B进入两板间。（重力加速度已知）‎ ‎（1）试求小球抛出时的初速度及在y轴上的抛出点A的坐标；‎ ‎（2）若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度大小与小球质量之间的关系满足E＝，试计算两平行金属板M、N之间的垂直距离d至少为多少时才能保证小球不打在N板上。‎ ‎【答案】（1），‎ ‎（2）‎ ‎15．（15分）质量为m=0.2kg、带电量为q=+2C的小球从距地面高度为h=10m处以一定的初速度水平抛出，在距抛出点水平距离为L=2m处，有一根管口比小球直径略大的竖直吸管，管的上口距地面为，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域加上一个场强方向水平向左的匀强电场，如图所示，（）求：[来源:]‎ ‎（1）小球的初速度 ‎（2）电场强度E的大小；‎ ‎（3）小球落地时的动能。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）20J ‎ ‎16．（15分）如图甲所示，水平放置的平行金属板A和B的距离为d ‎，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压，电压的正向值为，反向电压值为，且每隔T/2变向1次。现将质量为m的带正电，且电荷量为q的粒子束从AB的中点O以平行于金属板的方向OO′射入，设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响，试问：‎ ‎（1）定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动情况。[来源:]‎ ‎（2）在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中？‎ ‎（3）要使粒子能全部打在靶MN上，电压的数值应满足什么条件?（写出、m、d，q、T的关系式即可）‎ ‎【答案】（1）见解析；（2）击中的范围在P以下到P以上（3）‎