版选修3_1.doc

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1、1带电粒子在复合场中的运动高考频度： 难易程度：如图所示，两块水平放置的带电平行金属板间有竖直向上的匀强电场。一个质量为 m、带电荷量为 q 的油滴以初速度 v0进入电场，并在电场中沿直线运动了一段时间，空气阻力不计，则A该油滴带负电B在这段时间内电场力所做的功大于油滴重力势能的变化C在这段时间内油滴的机械能保持不变D在这段时间内油滴的动能保持不变【参考答案】D【试题解析】油 滴 受 重 力 和 电 场 力 ， 由 于 油 滴 做 直 线 运 动 ， 故 合 力 不 可 能 与 速 度 不 再 同一 条 直 线 上 ， 故 合 力 为 零 ， 电 场 力 与 重 力 平 衡 ， 电 场 力 向

2、 上 ， 与 场 强 同 方 向 ， 故 带 正 电， 故 A 错 误 ； 由 于 电 场 力 和 重 力 是 一 对 平 衡 力 ， 电 场 力 做 的 功 等 于 克 服 重 力 做 的 功 ， 而克 服 重 力 做 的 功 等 于 重 力 势 能 的 增 加 量 ， 故 B 错 误 ； 由 于 除 重 力 外 电 场 力 做 正 功 ， 故 机械 能 增 加 ， 故 C 错 误 ； 由 于 油 滴 做 匀 速 直 线 运 动 。 故 动 能 不 变 ， 故 D 正 确 。【知识补给】带电体在复合场中的运动模型（1）模型概述各种性质的场与实物(分子和原子的构成物质)的根本区别之一是场具有叠

3、加性，即几个场可以同时占据同一空间，从而形成复合场对于复合场中的力学问题，可以根据力的独立作用原理分别研究每种场力对物体的作用效果，也可以同时研究几种场力共同作用的效果，将复合场等效为一个简单场，然后与重力场中的力学问题进行类比，利用力学的规律和方法进行分析与解答（2）解题方法正交分解法：由于带电粒子在匀强电场中所受电场力和重力都是恒力，不受约束的粒子2做的都是匀变速运动，因此可以采用正交分解法处理将复杂的运动分解为两个互相垂直的直线运动，再根据运动合成的方法去求复杂运动的有关物理量等效“重力”法：将重力与电场力进行合成，合力 F 合 等效为“重力”， aError!等效为“重力加速度”， F

4、 合 的方向等效为“重力”的方向（2018高考物理精准押题卷） ABCD 区域内存在电场强度为 E 的匀强电场，一带正电为 q 的带电小球用长为 l 轻质细绳系于 O 点且绳子不可伸长，小球所受电场力为重力的 5倍，如图所示在距 O 点为 0.8l 处有一个钉子，此时绳与竖直方向夹角为 30，小球离开电场时绳子恰好断裂，则下列说法正确的是A小球摆动过程中机械能守恒B碰到钉子时小球的速度为C小球离开电场能上升的最大高度为D小球飞出电场时所受绳子的最大拉力为如图所示，真空中存在一个水平向左的匀强电场，电场强度大小为 E，一根不可伸长的绝缘细线长度为 l，细线一端拴一个质量为 m、电荷量为 q 的带

5、负电小球，另一端固定在O 点。把小球拉到使细线水平的位置 A，由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成角 =60的位置 B 时速度为零。以下说法中正确的是A小球在 B 位置处于平衡状态B小球受到的重力与电场力的关系是 Eq= mgC小球将在 AB 之间往复运动，且幅度将逐渐减小3D小球从 A 运动到 B 过程中，电场力对其做的功为 qEl（2018内蒙古赤峰市重点高中）如图所示， 为固定的光滑半圆形轨道，轨道半径为 为水平直径的两个端点， 为 圆弧， 为竖直向下的有界匀强电场，电场强度的大小 ，一个质量为 ，电荷量为一 的带电小球，从 点正上方高为处由静止释放，并从 点沿切线进入半圆轨道，

6、小球运动过程中电量不变，不计空气阻力，已知重力加速度为 ，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是A若 ，则小球刚好沿轨道到达 点B若 ，则小球到达 点的速度为零C若 ，则小球到达 点时对轨道压力为D若 ，则小球到达 点的速度为带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示。带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动，则下列说法中正确的是A微粒将沿着一条直线做匀加速运动B微粒在 01 s 内的加速度与 12 s 内的加速度大小相等C微粒在第 1 s 内的位移与第 3 s 内的位移相同4D微粒做往复运动如 图 甲 所 示 ， 两 水平金 属 板 间 距 为 d， 板 间 电 场

7、强 度 的 变 化 规 律 如 图 乙 所 示 。 t=0时 刻 ， 质 量 为 m 的 带 电 微 粒 以 初 速 度 v0沿 中 线 射 入 两 板 间 ， 0T/3 时 间 内 微 粒 匀 速 运 动， T 时 刻 微 粒 恰 好 经 金 属 板 边 缘 飞 出 。 微 粒 运 动 过 程 中 未 与 金 属 板 接 触 。 重 力 加 速 度 的 大小 为 g。 关 于 微 粒 在 0T 时 间 内 运 动 的 描 述 ， 正 确 的 是A末速度大小为B末速度沿水平方向C重力势能减少了D克服电场力做功为 mgd（2018重庆市高二期末联考）如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆

8、形绝缘轨道竖直固定放置，其半径为 R，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，半圆轨道最低点与一水平粗糙绝缘轨道 MN 相切于 N 点。一小滑块（可视为质点）带正电且电荷量为q，质量为 m，与水平轨道间的滑动摩擦力大小为 0.5mg，现将小滑块从水平轨道的 M 点由静止释放，恰能运动到半圆轨道的最高点 。已知电场强度大小为 ，重力加速度大小为 g，求：（1）小滑块在最高点的速度 vH大小（2） M 点距半圆轨道最低点 N 的水平距离 L；（3）小滑块通过半圆轨道中点 P 时，轨道对小滑块的弹力 F 大小。【参考答案】5BD 对小球受力分析如图所示，小球受到的重力和电场力的合力是一恒力，这两个场力看作

9、等效重力场。根据题意知，小球的平衡位置在 AB 圆弧的中点位置，选项 A 错误；小球将在 AB 之间往复运动，根据能量守恒，其幅度不变，选项 C 错误；小球处在平衡位置时，有 qEtan 30=mg，即 qE= mg，选项 B 正确；小球从 A 运动到 B 的过程中，电场力对其做的功 W=qEl(1cos 60)= qEl，D 正确。BC 由图看出， E1和 E2大小相等、方向相反，所以微粒奇数秒内和偶数秒内的加速度6大小相等、方向相反，根据运动的对称性可知在 2 s 末的速度恰好是 0，即微粒第 1 s 做加速运动，第 2 s 做减速运动，然后再加速，再减速，一直持续下去，微粒将沿着一条直线

10、运动，故 AD 错误；加速度的方向与正电粒子所带的电场力的方向相同，所以由牛顿第二定律得知，微粒在 01 s 内的加速度与 12 s 内的加速度大小相同，方向相反，故 B 正确；微粒在第 1 s 内与第 3 s 内都是从速度为 0 开始加速，加速度相同，所以它们的位移也相同，故 C 正确。【名师点睛】该题通过图象，通过分析微粒的受力情况，结合运动的对称性分析其运动情况是关键。属于基础题目。BC 0 时间内微粒匀速运动，则有： qE0=mg， 内，微粒做平抛运动，下降的位移 ， T 时间内，微粒的加速度 ，方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动， T 时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向，大小为 v0，故 A 错误，B 正 确 ； 微 粒 在 竖 直 方 向 上 向 下 运 动 ， 位 移 大 小 为 d， 则 重 力势 能 的 减 小 量 为 mgd， 故 C 正 确 ； 在 内和 T 时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，则位移的大小相等，为 d，整个过程中克服电场力做功为 2E0q d= qE0d= mgd，故 D 错误。（1） （2） L R （3） F12 mg（1）在 点，由7