【推荐】2017年10月20日 带电粒子在复合场中的运动-试题君之每日一题君2017-2018学年上学期高二物理期中复习

【推荐】2017年10月20日 带电粒子在复合场中的运动-试题君之每日一题君2017-2018学年上学期高二物理期中复习

‎10月20日 带电粒子在复合场中的运动 考纲要求：Ⅱ 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。‎ 如右图所示，有一质量为m、带电荷量为q的油滴，被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中。设油滴是从两板中间位置，并以初速度为零进入电场的，可以判定 A．油滴在电场中做抛物线运动 B．油滴在电场中做匀加速直线运动 ‎ C．油滴打在极板上的运动时间只取决于电场强度和两板间距离 D．油滴打在极板上的运动时间不仅决定于电场强度和两板间距离，还取决于油滴的比荷 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θ=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=mg C．小球将在AB之间往复运动，且幅度将逐渐减小 D．小球从A运动到B过程中，电场力对其做的功为–qEl 如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场（边界上有电场），电场强度为E=mg/q，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=R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，关于带电小球的受力及运动情况，下列说法正确的是 A．小球到达C点时对轨道压力为2mg B．适当减小E，小球一定能从B点飞出 C．适当增大E，小球到达C点的速度可能为零 D．若，要使小球沿轨道运动到C，则应将H至少调整为 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0~1 s内的加速度与1~2 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 D．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，0~T/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0~T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 带电荷量为q，质量为m的原子核由静止开始经电压为U1的电场加速后进入一个平行板电容器，进入时速度和电容器中的场强方向垂直。已知：电容器的极板长为L，极板间距为d，两极板的电压为U2，重力不计，求 ‎（1）经过加速电场后的速度v0；‎ ‎（2）离开电容器电场时的偏转量y；‎ ‎（3）刚离开电场时刻的动能Ek和速度方向与水平方向夹角θ的正切值。‎ ‎【参考答案】‎ ABD 小球进入半圆轨道，电场力和重力平衡，小球做匀速圆周运动，根据动能定理知，mgH=mvA2，解得，根据牛顿第二定律得，N=m=2mg，则小球到达C点时对轨道的压力为2mg，故A正确；适当减小E，则从开始下落到B点的整个过程中，根据动能定理，因H=R，Eq0，即小球一定能从B点飞出，选项B正确；若电场力小于重力，根据动能定理知，小球到达C点的速度不可能为零。若小球所受的电场力大于重力，根据径向的合力产生向心力，在最低点的速度不可能为零，故C错误；若，在最低点轨道的作用力为零，根据牛顿第二定律得，，解得，根据动能定理得，mg（H+R）–qER=mvC2，解得H=。所以H至少为，故D正确。故选ABD。‎ ‎【名师点睛】本题考查了带电小球在电场和重力场中的运动，综合运用了动能定理、牛顿第二定律等知识，综合性强，对学生的能力要求较高，需加强这类题型的训练。‎ 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0~1 s内的加速度与1~2 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2E0·q·d=qE0d=mgd，故D错误。‎ 偏转量为：‎ ‎（3）离开时竖直方向的速度为：‎ 故离开时的动能为： ‎ ‎