2019届高考物理复习第七单元电场题组层级快练34带电粒子在电场中的运动新人教版.docx

题组层级快练(三十四)一、选择题1.如图，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动已知两极板间电势差为U，板间距为d，电子质量为m，电量为e.则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是()A若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变B若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍C若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变D若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为一半答案A解析由qUmv2得，d变大变小U都不变，则到达Q板v不变，故A项正确，B项错误；若U加倍，由dt2得，时间t变为原来的倍，则C、D项错误2.(2017洛阳联考)如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，虚线为中心线，A、B板间加上稳定的电压，有三个带电微粒a、b、c从靠近A板边缘处以相同的水平初速度射入板间，a从中心线上M点飞出板间区域，b从B板右侧边缘飞出，c落在B板的中点N处，不计微粒的重力，则带电微粒a、b、c的比荷关系为()A.48B.4C.24 D.24答案A解析根据平抛运动的知识可知，微粒在竖直方向上的偏转距离yat2t2，tatb2tc，解得48，故A项正确3(2017临沂二模)(多选)有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符不考虑墨汁的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是()A减小墨汁微粒的质量B减小墨汁微粒所带的电荷量C增大偏转电场的电压D增大墨汁微粒喷入偏转场的速度答案BD解析设喷入偏转电场的墨汁微粒的速度为v0，偏转电场宽度为L，偏转电场右边缘与纸间距为L，墨滴在x方向上匀速运动Lv0t，在y方向上做匀加速运动y1t2，由几何关系得，则墨汁在纸上竖直方向的偏移量y2(1)，为了使打在纸上的字迹缩小，即减小y2，可减小墨汁微粒所带的电荷量q，增大墨汁微粒的质量m，减小偏转电场的电压U，增大墨汁微粒的喷出速度v0，B、D两项正确4(2017衡阳质检)(多选)如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(不计P、Q的重力以及它们间的相互作用)，则从开始射入到打到上极板的过程，下列说法中正确的是()A它们运动的时间相等B它们所带的电荷量之比qP：qQ12C它们的电势能减小量之比EP：EQ12D它们的电场力做功之比WP：WQ21答案AB解析设两板间的距离为d，带电粒子的质量为m，带电粒子射入电场的初速度为v0.垂直电场方向P、Q粒子都做匀速直线运动，则有v0tPv0tQ，解得tPtQ，A项正确；两粒子在垂直初速度方向都做初速度为零的匀加速直线运动，对两粒子分别应用牛顿第二定律和运动学公式得，P粒子，qPEmaP，daPtP2；Q粒子，qQEmaQ，daQtQ2，联立解得qPqQ12，B项正确；两粒子的电势能减少量分别为EPqPEd，EQqQEd，解得EPEQ14，C项错误；两粒子的动能增量分别为EkPqPEd，EkQqQEd，解得EkPEkQ14，D项错误5(2017广州综合测试)如图，带电粒子由静止开始，经电压为U1的加速电场加速后，垂直电场方向进入电压为U2的平行板电容器，经偏转落在下板的中间位置为使同样的带电粒子，从同样的初始位置由静止加速、偏转后能穿出平行板电容器，下列措施可行的是()A保持U2和平行板间距不变，减小U1B保持U1和平行板间距不变，增大U2C保持U1、U2和下板位置不变，向下平移上板D保持U1、U2和下板位置不变，向上平移上板答案D解析粒子在电场中加速U1qmv02，在偏转电场中xv0t，yt2，解得x2：开始时xL，若要使x增大为L，保持U2和平行板间距不变，减小U1则x会减小，A项错误；保持U1和平行板间距不变，增大U2，则x减小，B项错误；保持U1、U2和下板位置不变，向下平移上板，则d减小，x减小，C项错误；保持U1、U2和下板位置不变，向上平移上板，则x变大，故D项正确，故选D项6.(2016海南)如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45角，上极板带正电一电荷量为q(q0)的粒子在电容器中靠近下极板处以初动能Ek0竖直向上射出不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为()A.B.C. D.答案B解析根据电荷受力可以知道，粒子在电场中做曲线运动，如图所示：当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上极板平行，如图，将粒子初速度v0分解为垂直极板的vy和平行极板的vx，根据运动的合成与分解，当分速度vy0时，则粒子的速度正好平行上极板，则根据运动学公式：vy22d，由于vyv0cos45，Ek0mv02，联立整理得到E，故B项正确7(2017青岛一模)(多选)如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像当t0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是()A带电粒子将始终向同一个方向运动B2 s末带电粒子回到原出发点C3 s末带电粒子的速度为零D03 s内，电场力做的总功为零答案CD解析设第1 s内粒子的加速度为a1，第2 s内的加速度为a2，由a可知，a22a1，可知，1.5 s末粒子的速度为零，然后反方向运动，至3 s末回到原出发点，粒子的速度为零，由动能定理可知，此过程中电场力做功为零，综上所述，可知C、D项正确8(多选)(2017山东淄博市模拟卷)(多选)如图所示，平行板电容器两极板水平放置，一电容为C.电容器与一直流电源相连，初始时开关闭合，极板间电压为U，两极板间距为d，电容器储存的能量ECU2.一电荷量为q的带电油滴以初动能Ek从平行板电容器的轴线水平射入(极板足够长)，恰能沿图中所示水平虚线匀速通过电容器，则()A保持开关闭合，只将上极板下移了，带电油滴仍能沿水平线运动B保持开关闭合，只将上极板下移，带电油滴将撞击上极板，撞击上极板时的动能为EkC断开开关后，将上极板上移，若不考虑电容器极板的重力势能变化，外力对极板做功至少为CU2D断开开关后，将上极板上移，若不考虑电容器极板的重力势能变化，外力对极板做功至少为CU2答案BD解析A项，保持开关闭合，电压不变，仅将上极板下移的过程中，极板距离减小，根据E知电场强度增大，电场力增大，带电油滴向上做加速运动，故A项错误；B项，初始时能匀速通过电容器，说明mgq，保持开关闭合，仅将上极板下移，两极板间距离变为d，电场强度E，电场力做功WqE()，根据动能定理WEkEk0，mg()EkEk0，解得：EkEk0dEk0，所以撞击上极板时的动能是Ek0，故B项正确；CD项，断开开关，电容器所带的电荷量不变，根据E，可知场强不变，油滴所受的电场力不变，带电油滴仍然沿水平虚线匀速通过电容器，下极板在上极板处产生的场强为，上极板上移，上极板所受电场力为EQ，外力对极板所做的功为WFEQEdQUCUCU2，故D项正确9如图，与水平方向成45角的直线MN处于竖直向下的匀强电场E中带电粒子从直线MN上的P点以速度v0水平向右抛出，经过时间t到达直线MN上的Q点带正电的粒子质量为m，带电粒子的重力可以忽略则下列正确的是()A粒子在Q点的速度大小为v0BP、Q两点距离v0tC粒子运动时的加速度大小为DP、Q两点间的电势差2Etv0答案C解析粒子垂直电场线做类平抛运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向匀加速直线运动从P到Q时间为t；水平方向xv0t竖直方向：yvyt根据几何关系：xy 得vy2v0A项，粒子在Q点的速度大小为vv0，故A项错误；B项，P、Q两点间的距离PQxv0t，故B项错误；C项，根据vyat，得粒子运动的加速度a，故C项正确；D项，P、Q两点间的电势差UPQEyEv0t，故D项错误10.(2017河南天一大联考)如图所示，以直线AB为边界，上下存在场强大小相等、方向相反的匀强电场在P点由静止释放一质量为m、电荷量为q的带电小球，小球穿过AB边界时速度为0，到达M点速度恰好减为零此过程中小球在AB上方电场中运动的时间是在下方电场中运动时间的.已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是()A小球带正电B电场强度大小是CP点距边界线AB的距离为D若边界线AB电势为零，则M点电势为答案B解析小球先做匀加速运动，后做匀减速运动，可知电场力大于重力；结合牛顿运动定律求电场强度，P点距边界的距离；通过动能定理求出M的电势根据题意，小球先做匀加速运动，后做匀减速运动，可知电场力大于重力，且直线AB下方区域的场强方向向下，故电荷带负电，故A项错误；在上方电场，根据牛顿第二定律得：a1，在下方电场中，根据牛顿第二定律得，加速度大小为：a2，因为a1t1a2t2，由题意可知：t1t2，解得：E，故B项正确；设P点距边界的距离为h，则h，故C项错误；对边界到M的过程运用动能定理得：qUmgh0mv02，h，解得：U，若边界线AB电势为零，则M点电势为，故D项错误11(2016秋宝安区校级期末)示波管的内部结构如图1所示，如果在电极YY之间加上图2(a)所示的电压，在XX之间加上图2(b)所示电压，荧光屏上会出现的波形是()答案C解析电极YY之间加上图2(a)所示的电压，则粒子的偏转位移在上下进行变化，而在XX之间加上图2(b)所示电压时，粒子将分别打在左右各一个固定的位置，因此只能打出图C所示的图像，故C项正确，A、B、D三项错误12.(2017江西红色七校联考)如图所示，空间存在一匀强电场，其方向与水平方向间的夹角为30，AB与电场垂直，一质量为m，电荷量为q的带正电小球以初速度v0从A点水平向右抛出，经过时间t小球最终落在C点，速度大小仍是v0，且ABBC，则下列说法中错误的是()AAC满足ACv0tB电场力和重力的合力方向垂直于AC方向C此过程增加的电势能等于mg2t2D电场强度大小为E答案AC解析本题要注意分析小球受力情况，明确重力及电场力做功情况，再由电场线利用好几何关系确定小球的高度变化；要注意采用运动的合成与分析知识进行分析求解如果小球水平方向不受外力，则可知，水平位移为v0t，则由几何关系可知，ACv0t；但由于重力与电场力的合力在水平方向上具有分量，故在水平方向上存在力的作用，故水平位移小于v0t，故AC的长度一定小于v0t；故A项错误；小球在下落过程中初末动能不变，由动能定理可知，mgABsin60EqBCsin600，解得：E；由题意可知，小球在下落过程中初末动能不变，根据动能定理，合力做功为0，而重力做正功，则电场力做负功，而小球带正电，故电场线应斜向下，根据几何关系知电场力与重力的合力与AC垂直；故B、D两项正确；此过程中电场力做负功，电势能增加，由几何关系可知，小球在沿电场线的方向上的位移xgt2；则电势能的增加量EpqEx；故C项错误二、非选择题13(2017浙江测试)如图所示，在区域(0xL)和区域内分别存在匀强电场，电场强度大小均为E，但方向不同在区域内场强方向沿y轴正方向，区域内场强方向未标明，都处在xOy平面内，一质量为m，电量为q的正粒子从坐标原点O以某一初速度沿x轴正方向射入电场区域，从P点进入电场区域，到达区域右边界Q处时速度恰好为零P点的坐标为(L，)不计粒子所受重力，求：(1)带电粒子射入电场区域时的初速度；(2)电场区域的宽度答案(1)(2)L解析(1)设带电粒子射入电场区域时的初速度为v0，在x方向：粒子做匀速直线运动，有Lv0t在y方向：粒子做初速度为零的匀加速直线运动，有at2，且a解得：v0.(2)粒子在区域做匀减速直线运动，设粒子在P处的速度为vP，在x方向的分速度为vPx，在y方向的分速度为vPy，电场区域的宽度为x2，则vPxv0vPy22即：vPxvPy故：vP设粒子在P处的速度方向与水平方向的夹角为，则tan，.设粒子从P做直线运动到Q所通过的位移为x，因有：0vP22x解得：xL，x2xcos45得x2L.14(2017江苏模拟)如图所示，在正交坐标系xOy的第一、四象限内分别存在两个大小相等、方向不同的匀强电场，两组平行且等间距的实线分别表示两个电场的电场线，每条电场线与x轴所夹的锐角均为60.一质子从y轴上某点A沿着垂直于电场线的方向射入第一象限，仅在电场力的作用下第一次到达x轴上的B点时速度方向正好垂直于第四象限内的电场线，之后第二次到达x轴上的C点求：(1)质子在A点和B点的速度之