2020高考物理一轮复习限时规范专题练三带电粒子在电场中运动的综合性问题含解析.pdf
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1、带电粒子在电场中运动的综合性问题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 16 为单选,710 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三小球到达正极板时动能关系:EkAEkBEkC D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
2、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,xCaBaA,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.(2018山东菏泽模拟)如图所示,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
3、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 0 B微粒的电势能减小了mgd C两极板间的电势差为mgd q 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 ; 电场力方向竖直向上, mgd q 微粒带负电,故电场强度方向竖直向下,M板的电
4、势高于N板的电势,D 错误。 3.(2017海南高考)如图所示, 平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正、 负 极相连,一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间,处于静止状态。现保持右极板不动,将 左极板向左缓慢移动。关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小FT,下列判断正确 的是( ) AF逐渐减小,FT逐渐减小 BF逐渐增大,FT逐渐减小 CF逐渐减小,FT逐渐增大 DF逐渐增大,FT逐渐增大 答案 A 解析 匀强电场的电场强度E ,因为两极板分别与电源的正、负极相连,所以两极 U d 板间的电压U不变,将左极板向左缓慢移动,距离d增大,电场强度减小,电场力FqE也 减小,带电小球的受
5、力分析如图所示,可知细绳的拉力FT,由于F减小,mgmg2F2 不变,所以拉力FT减小,A 正确。 4.(2018湘东五校联考)一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示, 电场 方向竖直向下,带电油滴仅受重力和电场力作用。带电油滴从a运动到b的过程中,能量变 化情况为( ) A动能减小 B电势能增加 C重力势能和电势能之和增加 D动能和重力势能之和增加 答案 D 解析 由带电油滴从a运动到b的轨迹可知, 带电油滴所受的合力竖直向上, 即油滴的 电场力方向竖直向上,所以油滴带负电荷,合外力与位移的夹角小于 90,合外力做正功, 带电油滴的动能增大,A 错误;由b点电势比a点电势高,且油滴
6、带负电,可知油滴在a点 的电势能比在b点的大,即从a到b油滴的电势能减小,B 错误;油滴从a运动到b,电势 能减小,重力势能增大,动能也增大,又油滴的电势能、重力势能与动能之和不变,则油滴 重力势能和电势能之和减小,动能和重力势能之和增大,C 错误,D 正确。 5.(2018昆明质检)如图所示, 竖直平面内有两个固定的电荷量相等的正点电荷, 两点 电荷的连线处于水平方向,O为连线的中点,P、M为连线的垂直平分线上的两点, 且POOMh。 现将一带负电的小球从P点静止释放,重力加速度为g,下列说法正确的是( ) A从P到O的过程中,小球的电势能一直增大 B从P到O的过程中,小球的加速度一直增大
7、C从O到M的过程中,小球的机械能先增大后减小 D到达M点时,小球的速度大小为 2gh 答案 D 解析 从P到O的过程中, 电场力做正功, 小球的电势能一直减小, A 错误 ; 由于在P、M 的连线上,O点的电场强度为零, 无限远处电场强度为零, 但不知道电场强度最大处的位置, 故将一带负电的小球从P点静止释放,从P到O的过程中,小球的加速度可能一直增大,可 能先增大后减小,也可能一直减小,B 错误;带负电的小球从O到M的过程中,克服电场力 做功,根据功能关系,小球的机械能一直减小,C 错误;由于P、M两点关于两点电荷的连 线对称,故两点电势相等,带负电的小球在P、M两点的电势能相等,对带负电的
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