《高中高考物理总复习一轮复习题库第七章能力课带电粒子在电场中运动的综合问题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中高考物理总复习一轮复习题库第七章能力课带电粒子在电场中运动的综合问题.doc（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考试卷试题学习资料能力课带电粒子在电场中运动的综合问题一、选择题(13题为单项选择题，45题为多项选择题)1如图1所示，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速度时间图象是选项中的()图1解析电场力的方向指向轨迹的凹侧且沿与电场线相切的方向，因此粒子从A运动到B的过程中电场力方向与速度方向的夹角大于90，粒子做减速运动，电场力越来越小，加速度越来越小，故B项正确。答案B2两带电荷量分别为q和q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的图是()解析越靠近两电荷的地方场强越大，两等量异种点电荷连线的中点处场强最小，但不是零，B、D错
2、误；两电荷的电荷量大小相等，场强大小关于中点对称分布，A正确，C错误。答案A3将如图2所示的交变电压加在平行板电容器A、B两板上，开始B板电势比A板电势高，这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间，它在电场力作用下开始运动，设A、B两极板间的距离足够大，下列说法正确的是()图2A电子一直向着A板运动B电子一直向着B板运动C电子先向A板运动，然后返回向B板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动D电子先向B板运动，然后返回向A板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动解析根据交变电压的变化规律，作出电子的加速度a、速度v随时间变化的图线，如图甲、乙。从图中可知，电子在第一个内做匀加速运动，第二个
3、内做匀减速运动，在这半周期内，因初始B板电势比A板电势高，所以电子向B板运动，加速度大小为。在第三个内电子做匀加速运动，第四个内做匀减速运动，但在这半周期内运动方向与前半周期相反，向A板运动，加速度大小为。所以电子在交变电场中将以t时刻所在位置为平衡位置做周期性往复运动，综上分析选项D正确。答案D4(2017河北唐山模拟)粗糙绝缘的水平桌面上，有两块竖直平行相对而立的金属板A、B。板间桌面上静止着带正电的物块，如图3甲所示，当两金属板加图乙所示的交变电压时，设直到t1时刻物块才开始运动，(最大静摩擦力与滑动摩擦力可认为相等)，则()图3A在0t1时间内，物块受到逐渐增大的摩擦力，方向水平向左B
4、在t1t3时间内，物块受到的摩擦力先逐渐增大，后逐渐减小Ct3时刻物块的速度最大Dt4时刻物块的速度最大解析在0t1时间内，电场力小于最大静摩擦力，物块静止，静摩擦力与电场力大小相等，即FfqEq，随电压增大，摩擦力增大，但是正电荷所受电场力与电场同向，均向右，所以摩擦力方向水平向左，选项A正确；在t1t3时间内，电场力大于最大静摩擦力，物块一直加速运动，摩擦力为滑动摩擦力，由于正压力即是物块的重力，所以摩擦力不变，选项B错误；t3到t4阶段，电场力小于摩擦力，但物块仍在运动且为减速运动，故t3时刻速度最大，选项C正确，D错误。答案AC5如图4所示，点电荷4Q与Q分别固定在A、B两点，C、D两
5、点将AB连线三等分，现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子的重力，则该粒子在CD之间运动的速度大小v与时间t的关系图象(如图所示)可能是()图4解析设ACCDDBr，则ECkk，方向水平向右。EDkk0，则负电荷由C到D所受电场力始终向左。第一种情况，该负电荷做减速运动，且加速度逐渐减小，直到电荷以一定速度通过D点，故B正确；第二种情况，电荷向右减速，在到达D点之前反向运动，因此，由CD电荷先减速后加速，加速度先减小后增大，故C正确。本题正确答案为B、C。答案BC二、非选择题6(2017北京东城区检测)如图5所示，一带电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的光滑斜面
6、上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。重力加速度取g，sin 370.6，cos 370.8。求：图5(1)水平向右电场的电场强度的大小；(2)若将电场强度减小为原来的，小物块的加速度是多大；(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能。解析(1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力(如图所示)，则FNsin 37qEFNcos 37mg由可得E。(2)若电场强度减小为原来的，则E，mgsin 37qEcos 37ma，可得a0.3g。(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得：mgLsin 37qELcos 37Ek0可得E
7、k0.3mgL答案(1)(2)0.3g(3)0.3mgL7如图6甲所示，相距d15 cm的A、B两极板是在真空中平行放置的金属板，当给他们加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场。今在A、B两板之间加上如图乙所示的交变电压，交变电压的周期T1.0106 s，t0时A板的电势比B板的电势高，且U01 080 V，一个比荷1.0108 C/kg的带负电荷的粒子在t0时刻从B板附近由静止开始运动不计重力。图6(1)当粒子的位移为多大时，速度第一次达到最大，最大值是多少？(2)粒子运动过程中，将与某一极板相碰撞，求粒子碰撞极板时速度大小。解析粒子在电场中的运动情况比较复杂，可借助于vt图象分析运动的过
8、程，如图所示为一个周期的vt图象，以后粒子将重复这种运动。(1)在0时间内，粒子加速向A运动；当t时，粒子速度第一次达到最大，根据牛顿第二定律可知，粒子运动的加速度为a，设粒子的最大速度为vm，此时位移为x，则xat2()20.04 m，vmat2.4105 m/s。(2)粒子在一个周期的前时间内，先加速后减速向A板运动，位移为xA；在后时间内，先加速后减速向B运动，位移为xB，以后的每个周期将重复上述运动，由于粒子加速和减速运动中的加速度大小相等，即有xA2x0.08 m，xB20.02 m。所以粒子在一个周期内的位移xxAxB0.06 m。显然，第2个周期末粒子距A板的距离为Ld2x0.0
9、30.04 m，表明粒子将在第3个周期内的前时间内到达A板，设粒子到达A板的速度为v，则由v22aL，有v2，解得v2.1105 m/s。答案(1)0.04 m2.4105 m/s(2)2.1105 m/s8如图7所示，长为2L的平板绝缘小车放在光滑水平面上，小车两端固定两个绝缘的带电小球A和B，A的带电荷量为2q，B的带电荷量为3q，小车(包括带电小球A、B)总质量为m。虚线MN与PQ均沿竖直方向且相距3L，开始时虚线MN位于小车正中间。若视带电小球为质点，在虚线MN、PQ间加上方向水平向右、电场强度大小为E的匀强电场后，小车开始运动。试求：图7(1)小车向右运动的最大距离和此过程中B球电势
10、能的变化量；(2)A球从开始运动至刚离开电场所用的时间。解析(1)设A球出电场的最大位移为x，由动能定理得2qELqEL3qEx0解得x则小车向右运动的最大距离为xA2LLB球从刚进入电场到小车速度第一次为零时的位移为xBLLL则B球电势能的变化量为EpW3qEL4qEL。(2)设B球刚进入电场时小车速度为v1，由动能定理得2qELmv解得v12取向右为正方向，B球进入电场前，小车加速度为a1运动时间t1B球进入电场后，A球离开电场前，小车加速度为a2由运动学规律有v1t2a2tL解得运动时间t2(2)(t2(2)舍去 )则A球从开始运动到刚离开电场所用总时间tt1t2(3)。答案(1)L4qEL(2)(3)
