湖北省荆门市2018届高考物理复习专题带电粒子在电场中运动练习题（二）.doc

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1、- 1 -带电粒子在电场中运动练习题(二)一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）( )1.如图所示，平行板电容器与电动势为 E 的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。一带电油滴位于两板中央的 P 点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则A.带电油滴将沿竖直方向向上运动 B.带电油滴将沿竖直方向向下运动C.P 点的电势将降低 D.电容器的电容减小，电容器的带电量将减小（ ）2.如图所示， M、 N 是组成电容器的两块水平放置的平行金属极板， M 中间有一小孔。M、 N 分别接到电压恒定的电源两端(未画出)。小孔正上方有一点 A， A 与极板 N 的距离为h

2、，与极板 M 距离为 h/3，某时刻有一带电微粒从 A 点由静止下落，到达极板 N 时速度刚好为零。若将极板 N 向上平移 2h/9，该微粒再从 A 点由静止下落，则进入电场后速度为零的位置与极板 M 间的距离为A. h52 B. h154C. 8 D. h185( )3.如图所示， M、 N 是两块水平放置的平行金属板， R0为定值电阻， R1、 R2为可变电阻，开关 S 闭合。质量为 m 的带正电的微粒从 P 点以水平速度 v0射入金属板间，沿曲线打在 N 板上的 O 点，若经下列调整后，微粒仍从 P 点以水平速度 v0射入，则关于微粒打在 N 板上的位置说法正确的是A.保持开关 S 闭合

3、，增大 R1，微粒打在 O 点左侧B.保持开关 S 闭合，增大 R2，微粒打在 O 点左侧C.断开开关 S， M 极板稍微上移，微粒打在 O 点右侧D.断开开关 S， M 极板稍微下移，微粒打在 O 点右侧( )4.如图所示的实验装置中，平行板电容器两极板的正对面积为 S，两极板的间距为d，电容器所带电荷量为 Q，电容为 C，静电计指针的偏转角为 ，平行板中间悬挂了一个带电小球，悬线与竖直方向的夹角为 ，下列说法正确的是A.若增大 d，则 减小， 减小B.若增大 Q，则 减小， 不变C.将 A 板向上提一些， 增大， 增大D.在两板间插入云母片，则 减小， 不变（ ）5.如图所示装置处于真空中

4、，现有质子、氘核和 粒子都从 O 点由静止释放，经过同一加速电场 U0和偏转电场 U1，最后粒子均打在与 OO垂直的荧光屏上（已知质子、氘- 2 -核和 粒子质量之比为 1：2：4，电量之比为 1：1：2，不计粒子的重力影响） 下列说法中正确的是A三种粒子在偏转电场中运动时间之比为 1：2：1B三种粒子飞出偏转电场时的速率之比为 ：1：1C三种粒子打在荧光屏上的位置不同D偏转电场的电场力对种粒子做功之比为 1：1：2( )11。如图所示，半径为 R 的环形塑料管竖直放置， AB 为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的直径 AB 及其以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑现将一

5、质量为 m，带电荷量为 q 的小球从管中 A 点由静止释放，已知 qE mg，以下说法正确的是A小球释放后，到达最低点 D 时速度最大B小球释放后，第一次经过最低点 D 和最高点 C 时对管壁的压力之比为 51C小球释放后，到达 B 点时速度为零，并在 BDA 间往复运动D小球释放后，第一次和第二次经过最高点 C 时对管壁的压力之比为 11，且方向相同二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）( )7.如图所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑。如果只逐渐增大 M1M2之间的电势差，则A.在荧屏上的亮斑向上移动 B.在荧屏上的亮斑向下移动C.偏转电场对电子做的功增大

6、D.偏转电场的电场强度减小( )8.如图所示，用长 L0.50 m 的绝缘轻质细线，把一个质量 m1.0 g 带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离 d5.0 cm，两板间电压 U1.010 3 V。静止时，绝缘细线偏离竖直方向 角，小球偏离竖直线的距离 a1.0 cm。取 g10 m/s 2。则下列说法正确的是A.两板间电场强度的大小为 2.0104 V/m B.小球带的电荷量为 1.0108 CC.若细线突然被剪断，小球在板间将做类平抛运动D.若细线突然被剪断，小球在板间将做匀加速直线运动( )9.某静电场中的一条电场线与 x 轴重合，其电势的变化规律如图所示

7、。在 O 点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则在 x0 x0区间内A.该静电场是匀强电场 - 3 -B.该静电场是非匀强电场C.电子将沿 x 轴正方向运动，加速度逐渐减小D.电子将沿 x 轴正方向运动，加速度逐渐增大( )10.如图所示，一半径为 R 的均匀带正电圆环水平放置，环心为 O 点，质量为 m 的带正电的小球从 O 点正上方 h 高的 A 点由静止释放，并穿过带电环，关于小球从 A 到 A 关于 O的对称点 A过程加速度( a)、重力势能( EpG)、机械能( E)、电势能( Ep 电 )随位置变化的图象一定正确的是(取 O 点为坐标原点且重力势能为零，竖直向下为正方向，无限

8、远处电势为零)( )11.如图，在粗糙的绝缘水平面上，彼此靠近地放置两个带正电荷的小物块（动摩擦因数相同） 。由静止释放后，向相反方向运动，最终都静止。在小物块的运动过程中，表述正确的是 A物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力B物体之间的库仑力都做正功，作用在质量较小物体上的库仑力做功多一些C因摩擦力始终做负功，故两物块组成的系统的机械能一直减少D整个过程中，物块受到的库仑力做的功等于电势能的减少( )12.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示如果在荧光屏上 P 点出现亮斑，那么示波管中的A极板 X 应带正电B极板 X应带正电C极板 Y 应带正电D极板 Y应带

9、正电三、计算题13.如图所示，光滑绝缘水平面 AB 与倾角 37、长 L5 m 的绝缘斜面 BC 在 B 处圆滑相连，在斜面的 C 处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板，质量 m0.5 kg、所带电荷量q510 5 C 的绝缘带电小滑块(可看成质点)置于斜面的中点 D，整个空间存在水平向右的匀强电场，电场强度 E210 5 N/C，现让滑块以 v012 m/s 的速度沿斜面向上运动设滑块与挡板碰撞前后所带电荷量不变、速度大小不变，滑块和斜面间的动摩擦因数 0.1( g取 10 m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)滑块第一次与挡板碰撞时的速度大小；(2)滑块第一次与挡板碰撞后能达到

10、左端的最远点离 B 点的距离；- 4 -(3)滑块运动的总路程14.如图，直角坐标系 xOy 位于同一竖直平面内，其中 x 轴水平、 y 轴竖直， xOy 平面内长方形区域 OABC 内有方向垂直 OA 的匀强电场， OA 长为 l、与 x 轴间的夹角 30.一质量为m、电荷量为 q 的带正电小球(可看作质点)从 y 轴上的 P 点沿 x 轴方向以一定速度射出，恰好从 OA 的中点 M 垂直 OA 进入电场区域已知重力加速度为 g.(1)求 P 的纵坐标 yP及小球从 P 射出时的速度 v0；(2)已知电场强度的大小为 E ，若小球不能从 BC 边界离开电场， OC 长度应满足什么条3mg2q

11、件？15.如图所示， AB 是一倾角为 37的绝缘粗糙直轨道，滑块与斜面间的动摩擦因数- 5 - 0.30， BCD 是半径为 R0.2 m 的光滑圆弧轨道，它们相切于 B 点， C 为圆弧轨道的最低点，整个空间存在着竖直向上的匀强电场，场强 E4.010 3 N/C，质量 m0.20 kg 的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下已知斜面 AB 对应的高度 h0.24 m，滑块带电荷量q5.010 4 C，取重力加速度 g10 m/s 2，sin 370.60，cos 370.80.求：(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端 B 点时的速度大小；(2)滑块滑到圆弧轨道最低点 C 时对轨道的压力16.在

12、电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从 A 点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示.小球运动的轨迹上 A、 B 两点在同一水平线上， M 为轨迹的最高点小球抛出时的动能为 8.0 J，在 M 点的动能为 6.0 J，不计空气的阻力求：(1)小球水平位移 x1与 x2的比值；(2)小球落到 B 点时的动能 EkB；(3)小球从 A 点运动到 B 点的过程中最小动能 Ekmin.- 6 -参考答案1A 2B 3A 4C 5D 6B 7AC 8ABD 9BC 10ABC 11BD 12AC13.(1)设滑块第一次与挡板碰撞时的速度大小为 v，静电力 qE10 N，重力 G mg5 N.摩擦力 Ff

13、 F N (mgcos37 qEsin37)1 N.由动能定理得qE cos37 mg sin37 Ff mv2 mv ，L2 L2 L2 12 12 20解得 v2 m/s.46(2)设滑块第一次下滑到 B 点的速度为 vB，滑块第一次与挡板碰撞后能达到左端的最远点离B 点的距离为 x.由动能定理得 qELcos37 mgLsin37 FfL mv mv2，12 2B 12解得 vB8 m/s.滑块在水平面上滑行时，只有静电力做功，由动能定理得 qEx0 mv ，12 2B解得 x1.6 m.(3)设滑块第一次下滑到 B 点的动能 EkB1 mv 16 J，水平面光滑，滑块水平运动返回到 B

14、12 2B点，动能不变在斜面上往返一次克服摩擦力做功W 克 f2 FfL10 J.所以滑块还能滑到 B 点并到达水平面一次，设在水平面上滑动的距离为 x1，由动能定理得 qEx1 W 克 f0 EkB1，解得 x10.6 m.在水平面上滑动的总距离s12( x x1)4.4 m.最后停在 C 点，在斜面上滑行的距离为 s2，由动能定理得 qE cos37 mg sin37 Ffs20 mv ，L2 L2 12 20解得 s248.5 m.所以，滑块运动的总路程s s1 s252.9 m.- 7 -14解题思路：(1)设小球从 P 运动到 M 所用时间为 t1，则有yP sin gt cos v

15、0t1l2 12 21 l2 gt1 解得 yP v0v0tan 58 gl2(2)设小球到达 M 时速度为 vM，进入电场后加速度为 a，有vM 又 mgcos qEv0sin小球在电场中沿 vM方向做匀速直线运动，沿与 vM垂直方向做加速度为 a 的匀加速运动，设边界 OC 的长度为 d 时，小球不从 BC 边射出，在电场中运动时间为 t2mgsin ma dvMt2 at 解得 d l.l2 12 2 215. 解析 (1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力Ff (mg qE)cos 370.96 N设到达斜面底端时的速度为 v1，根据动能定理得(mg qE)h Ff mv 解得

16、v12.4 m/shsin 3712 21(2)滑块从 B 到 C，由动能定理可得： ( mg qE)R(1cos 37) mv mv12 2 12 21当滑块经过最低点 C 时，有 FN( mg qE) mv2R由牛顿第三定律： FN FN 解得： FN11.36 N，方向竖直向下16.解析：(1)如图所示，带电小球在水平方向上受电场力的作用做初速度为零的匀加速运动，竖直方向上只受重力作用做竖直上抛运动，故从 A 到 M 和 M 到 B 的时间相等，则x1 x213(2)小球从 A 到 M，水平方向上电场力做功 W 电 6 J，则由能量守恒可知，小球运动到 B 点时的动能为EkB Ek04 W 电 32 J(3)由于合运动与分运动具有等时性，设小球所受的电场力为 F，重力为 G，则有：Error!Error! FG 32由图可知，tan sin FG 32 37- 8 -则小球从 A 运动到 B 的过程中速度最小时速度一定与等效 G垂直，故 Ekmin m(v0sin )2 J.12 247