2021高考物理一轮复习-第7章-静电场-限时规范专题练带电粒子在电场中运动的综合性问题学案.doc
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1、2021高考物理一轮复习 第7章 静电场 限时规范专题练带电粒子在电场中运动的综合性问题学案2021高考物理一轮复习 第7章 静电场 限时规范专题练带电粒子在电场中运动的综合性问题学案年级:姓名:- 12 -限时规范专题练(三)带电粒子在电场中运动的综合性问题时间:60分钟满分:100分一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。其中15题为单选,610题为多选)1.如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电小球,从平行板电场中的P点以相同的初速度v0垂直进入电场,它们分别落到A、B、C三点()A落到A点的小球带正电,落到B点的小球不带电B三小球在电场中运动的时间相等C三小球到达
2、正极板时动能关系:EkAEkBEkCD三小球在电场中运动的加速度关系:aAaBaC答案A解析带负电的小球受到的合力为mgF电,带正电的小球受到的合力为mgF电,不带电小球仅受重力mg,根据牛顿第二定律可得带负电的小球加速度最大,其次为不带电小球,最小的为带正电的小球,故小球在板间运动时间t,xCxBxA,所以tCtBaBaA,B、D错误;故落在C点的小球带负电,落在A点的小球带正电,落在B点的小球不带电,A正确;因为重力对三个小球做功相同,电场对带负电的小球C做正功,对带正电的小球A做负功,对不带电的B球不做功,根据动能定理可得三小球落在板上的动能大小关系为EkCEkBEkA,C错误。2.如图
3、所示,两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场,两极板间相距为d。一带负电的微粒从上极板M的边缘以初速度v0射入,沿直线从下极板的边缘射出。已知微粒的电量为q、质量为m。下列说法正确的是()A微粒运动的加速度不为0B微粒的电势能减小了mgdC两极板间的电势差为DN极板的电势高于M板的电势答案C解析由题意分析可知,微粒所受电场力方向竖直向上,与重力平衡,微粒做匀速直线运动,加速度为零,A错误;微粒穿过平行板电容器过程,重力做功mgd,微粒的重力势能减小,动能不变,根据能量守恒定律知,微粒的电势能增加了mgd,B错误;微粒的电势能增加量Emgd,又EqU,得到两极板的电势差U,C正确;电场力方向
4、竖直向上,微粒带负电,故电场强度方向竖直向下,M板的电势高于N板的电势,D错误。3.(2019湖北孝感模拟)质量为m的物块,带电荷量为Q,开始时让它静止在倾角为60的固定光滑绝缘斜面顶端,整个装置放在方向水平、大小为E的匀强电场中,如图所示,斜面高为H,释放物块后,物块落地的速度大小为()A(2)gH B. C2 D.2答案C解析对物块进行受力分析,物块受重力和水平向左的电场力,电场力FQEmg,合力与水平方向夹角30,故物块沿图中虚线运动,根据动能定理,从开始到落地过程有mgHFmv20,可得v2,C正确,A、B、D错误。4如图所示为沿水平方向的匀强电场的三条电场线,竖直平面内有一个圆周,A
5、点为圆周上和圆心同一高度的一点,B点为圆周上的最高点。在A点的粒子源以相同大小的初速度v0在竖直面内沿各个方向发射带正电的同种粒子(不计粒子重力),竖直向上发射的粒子恰好经过B点,则从圆周上离开的粒子的最大速度大小为()A3v0 B.2v0 C.v0 D.v0答案A解析设粒子所带电荷量为q,质量为m,电场强度为E,圆周的半径为R,因竖直向上发射的粒子做类平抛运动经过B点,故电场方向水平向右,且有a,Rv0t,Rat2,解得qE,粒子从圆周上右侧与圆心等高处离开时的速度最大,设为v,则有qE2Rmv2mv,可得v3v0,A正确。5(2019福建福州模拟)如图所示,竖直平面内有一固定光滑的绝缘轨道
6、ABCD,其中倾角37的斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点,CD为竖直直径,O为圆心,质量为m的带负电小球(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放,A、B两点高度差为h,重力加速度为g,sin370.6,cos370.8。则下列判断正确的是()A调整高度差h,小球从D点离开圆弧轨道后有可能直接落在B点B当h2.5R时,小球会从D点以的速度飞出,做平抛运动C若在O点放一个正点电荷,小球通过D点的速度一定大于D若在O点放个正点电荷,小球从C点沿圆弧轨道到D点过程机械能不守恒答案C解析小球以速度v0从D点离开后做平抛运动,假设小球落在B点,则有:RRcosgt,解得:t06,则有:xminvm
7、int060.6R,故小球不会直接落在B点,A错误;当h2.5R时,根据机械能守恒定律有:mg(hRRcos)mv2,解得:v ,所以小球会从D点以 的速度飞出,做平抛运动,B错误;若在O点放一个正点电荷,根据牛顿第二定律可得:mgF电,解得小球通过D点的速度vDvmin,C正确;若在O点放个正点电荷,从C点沿圆弧轨道到D点过程小球受到的电场力与运动方向始终垂直,只有重力做功,小球机械能守恒,D错误。6(2019福建莆田模拟)将一带正电的粒子从电场中的O点由静止释放,该粒子仅在电场力作用下沿直线运动,依次经过电场中的A、B两点,其速度v随位移x的变化规律如图。则()AA点的电场强度小于B点的电
8、场强度B粒子在A点的电势能小于粒子在B点的电势能CA点的电势比B点的电势高DOA之间的电势差等于AB之间的电势差答案AC解析由图象可知vkx,则k,akvkx2,可知随x的增大,v增大,a增大,场强E增大,即A点的电场强度小于B点的电场强度,A正确;粒子从A到B动能增加,则电势能减小,即粒子在A点的电势能大于粒子在B点的电势能,因粒子带正电,可知A点的电势比B点的电势高,B错误,C正确;由动能定理:UOAqmv;UABqm(2v0)2mvmv,则O、A之间的电势差小于A、B之间的电势差,D错误。7(2019湖南衡阳模拟)如图所示,水平线a、b、c、d为匀强电场中的等差等势线,一个质量为m,电荷
9、量绝对值为q的粒子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两个点,已知该粒子在A点的速度大小为v1,在B点的速度大小为v2,且方向与等势线平行,A、B连线长为L,连线与竖直方向的夹角为,不计粒子受到的重力,则()A该粒子一定带正电B匀强电场的电场强度大小C粒子在B点的电势能一定大于在A点的电势能D等势线b的电势比等势线c的电势高答案BC解析根据做曲线运动的物体所受的合力指向曲线的凹侧以及电场强度的方向垂直于等势线可知,电场力竖直向上,由于不知道电场强度的方向,所以无法确定粒子的电性,A错误;在沿电场线方向的位移为:yLcos,设电场强度大小为E,由动能定理得:qEymvmv,所以E,B正确;粒
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