2020高考物理第一轮复习 专题 带电粒子在电场中的运动同步练习 鲁科版

2020高考物理第一轮复习 专题 带电粒子在电场中的运动同步练习 鲁科版

带电粒子在电场中的运动 ‎【模拟试题】（答题时间：60分钟）‎ 一、选择题 ‎1. 下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为U的电场后，哪种粒子的速率最大 A. 质子 B. 氘核 C. α粒子 D. 钠离子 ‎2. 在匀强电场中，将质子和α粒子由静止释放，若不计重力，当它们获得相同动能时，质子经历的时间t1和α粒子经历的时间t2之比为 [ ]‎ A. 1∶1 B. 1∶‎2 ‎C. 2∶1 D. 4∶1‎ ‎3. 如图所示，质量为m，带电量为+q的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时，滑块的运动状态 [ ]‎ A. 继续匀速下滑 B. 将加速下滑 C. 将减速下滑 D. 上述三种情况都有可能发生 ‎4. 平行金属板板长为L，相距为d，两板间电势差为U. 带电量为q，质量为m的粒子以速度v垂直板间电场方向进入板间电场区，并飞离出电场区域，则其侧移y的大小为 [ ]‎ A. 与板长L成正比 B. 与板间距离成反比 C. 与两板间电势差U成正比 D. 与粒子初速度v成正比 ‎5. 如图所示，两平行金属板间的距离为d，两板间的电压为U，今有一电子从两板间的O点沿着垂直于板的方向射出到达A点后即返回，若OA距离为h，则此电子具有的初动能是 [ ]‎ 5‎ A. edh/U B. edhU C. Ue/（dh） D. ehU/d ‎6. 平行板电容器垂直于地面水平放置，板间的距离为d，电压为U，每个板带电量为Q. 一个质量为m，带电量为q的粒子从两板上端中点以初速度v竖直向下射入电场，打在右板的M点. 不计粒子的重力，现使右板向右平移d/2，而带电粒子仍从原处射入电场，为了使粒子仍然打在M点，下列措施哪些可行 [ ]‎ A. 保持Q、m、v不变，减小q B. 保持Q、U、v不变，减小q/m C. 保持Q、m、U不变，减小v D. 保持Q、m、U不变，增大v ‎7. 两带有等量异种电荷的平行板间有一匀强电场，一个带电粒子以平行于极板的方向进入此电场，要使此粒子离开电场时偏转距离为原来的1/2（不计粒子所受重力），可采用的方法为 [ ]‎ A. 使粒子初速为原来的2倍 B. 使粒子初动能为原来的2倍 C. 使粒子初动量为原来的2倍 D. 使两板间电压为原来的2倍 ‎8. 如图所示，在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压，开始时B板电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设A、B两板间的距离足够大，则下述说法中正确的是 [ ]‎ A. 电子先向A板运动，然后向B板运动，再返向A板做周期性来回运动 B. 电子一直向A板运动 C. 电子一直向B板运动 D. 电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性来回运动 二、填空题 ‎9. 经过相同电场加速后的质子和α粒子垂直于电场线的方向飞进两平行板间的匀强电场，则它们通过该电场所用时间之比为______，通过该电场后发生偏转的角度的正切之比为 . ‎ ‎10. 质子和α粒子的质量比为m1∶m2=1∶4，带电量之比为q1∶q2=1∶2，当它们从静止开始由同一匀强电场加速，通过相同的位移，则它们的速度之比v1∶v2=______，动能比Ek1∶Ek2=______，动量比p1∶p2=______. ‎ ‎11. 平行板电容器水平放置，板间的距离为d，一个半径为r、密度为e的带电油滴在两板间. 当电容器的电压为U时，该油滴在电场中做匀速运动，由此可知油滴的带电量q=______C. ‎ ‎12. 一个质量为m，带电量为q的油滴从空中自由下落时间t1后，进入水平放置的带电极板间，再经过时间t2速度为零，则电场力是重力的______倍. ‎ ‎13. 在真空中的A、B两个点电荷，相距为L，质量分别为m和‎2m，它们由静止开始运动，开始时点电荷A的加速度为a，经过一段时间，点电荷B的加速度也为a，速率为v，那么这时点电荷A的速率为______，两点电荷相距______，它们的电势能减少了______. （不考虑重力的影响）‎ 5‎ 三、计算、论述题 ‎14. 在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一匀强电场，场强大小E=6×105N/C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个带电量q=-5×10‎-8C，质量m=‎10g的绝缘物块，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v0=‎2m/s，如图所示，求物块最终停止时的位置. （g取‎10m/s2）‎ ‎15. 如图所示，一个带电物体P，沿一个绝缘的倾斜轨道向上运动，运动过程中P的带电量保持不变. 空间存在着匀强电场（未在图中画出）. 已知P经过A点时动能为30J，经过B点时它的动能减少了10J，机械能增加了20J，电势能减少了35J，它继续运动到C点时速度减为零. ‎ ‎（1）在它从A到C的运动过程中，克服摩擦力做了多少功？‎ ‎（2）它到达C点后还会不会向下运动？为什么？‎ ‎16. 如图所示，A、B是两块相同的水平平行金属板，相距为d，构成电容为C的平行板电容器，B板接地，B板中有一个小孔，开始时A、B均不带电，在B板小孔上方h处，不断有小液珠从静止开始自由下落（不计空气阻力），每个液珠的电量为q、质量为m，液珠经小孔到达A板后被吸收，液珠的下落保持一定的间隙，即在前一液珠被A板吸收并达到静电平衡后，后一液珠才继续下落，试问有多少个液珠能落到A板上？‎ ‎17. 如图所示，一条长为l的细线，上端固定，下端拴一质量为m的带电小球，将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E，方向是水平的，已知当细线离开竖直位置的偏角为α时，小球处于平衡. ‎ ‎（1）小球带何种电荷？求出小球所带电量. ‎ ‎（2）如果使细线的偏角由α增大到j，然后将小球由静止开始释放，则j应为多大，才能使细线到达竖直位置时小球的速度刚好为零？‎ ‎18. 如图所示，在竖直向下的匀强电场中，使一个带负电荷的小球从斜轨道上的A 5‎ 点静止滑下，若使小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时不落下来，求至少应使A点在斜轨道上的高度h为多少？设轨道是光滑而又绝缘的，小球的重力大于它所受的电场力. ‎ ‎19. 如图（1）中，A和B表示在真空中相距为d的两平行金属板，加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，图（2）表示一周期性的交变电压的波形，横坐标代表时间t，纵坐标代表电压U，从t=0开始，电压为一给定值U0，经过半周期，突然变为-U0；再过半个周期，又突然变为U0……如此周期性地交替变化. ‎ 在t=0时，将上述交变电压U加在A、B两板上，使开始时A板电势比B板高，这时在紧靠B板处有一初速为零的电子（质量为m、电量为e）在电场作用下开始运动，要想使这个电子到达A板时具有最大的动能，则交变电压的频率最大不能超过多少？‎ ‎20. 如图所示，长为l、相距为d的两平行金属板与一交流电源相连（图中未画出），有一质量为m、带电量为q的带负电的粒子以初速度v0从板中央水平射入电场，从飞入时刻算起，A、B板间所加电压的变化规律如图所示，为了使带电粒子离开电场时速度方向恰好平行于金属板，问：‎ ‎（1）加速电压值U0的取值范围多大？‎ ‎（2）交变电压周期T应满足什么条件？‎ 5‎ ‎【试题答案】‎ ‎1. A 2. A 3. A 4. BC 5. D 6. C 7. B 8. C ‎ ‎14. 物块向右运动时，受滑动摩擦力f=μmg=0.02N，方向向左和向左的电场力F=qE=0.03N做匀减速运动，设右行减速至0，物块通过位移为x1，由动能定理 由于F＞f，物块减速至0后将先反向加速，出电场后，只受摩擦力，将再次减速为零. 设出电场后，物体位移为x2，由动能定理 Fx1-f（x1＋x2）=0-0‎ 解得：x2=‎‎0.2m 所以物块最后停在x=-‎0.2m处. ‎ ‎15. 物体P所受重力、电场力、摩擦力均为恒力，三力做功均与位移成正比，则物体动能增量△EK∝位移s. P从A→B动能减少10J，A→C动能减少30J，说明：‎ AC=3AB ‎（1） A→B，电势能减少35J，机械能增加20J，则A→C电势能减少105J，机械能增加60J，克服摩擦力做功45J. ‎ ‎（2）因为电场力的功：重力功=105∶90，所以，电场力沿斜面分力F1和重力沿斜面分力G1之比F1∶G1=105∶90=7∶6‎ F1＞G1则物体到达C点后，不会向下运动. ‎ ‎16. N=mgC·（d＋h）/q2，当N为整数时，有N＋1个；N不为整数时，有大于N的第1个整数. ‎ ‎17. （1）正电，；（2）‎ ‎18. ‎ ‎ 19. ‎ ‎ 20. （1）（2）‎ 5‎