高中物理 第1章 静电场 1.12 带电粒子在电场中的加速习题 新人教版选修31.doc

带电粒子在电场中的加速（答题时间：30分钟）1. 在电场强度大小为e的匀强电场中，将一个质量为m、电荷量为q的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成角的方向做直线运动. 关于带电小球的电势能和机械能w的判断，不正确的是（ ）a. 若sin，则一定减小，w一定增加b. 若sin，则、w一定不变c. 若sin=，则一定增加，w一定减小d. 若tan，则可能增加，w一定增加2. 如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中竖直放置，m、n为板间同一电场线上的两点。一带电粒子（不计重力）以速度vm经过m点沿电场线方向向右运动，且未与右侧金属板接触，一段时间后，粒子以速度vn向左经过n点。则下列说法正确的是（ ）a. 电场中m点的电势一定高于n点的电势b. 粒子受到的电场力一定由m点指向n点c. 粒子在m点的速度一定比在n点的速度大d. 粒子在m点的电势能一定比在n点的电势能大3. 沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度e随x的变化规律如图所示，坐标点0、x1、x2和x3分别与x轴上o、a、b、c四点相对应，相邻两点间距相等。一个带正电的粒子从o点附近由静止释放，运动到a点处的动能为ek，仅考虑电场力作用。则下列说法正确的是（ ）a. 从o点到c点，电势先升高后降低b. 粒子先做匀加速运动，后做变加速运动c. 粒子在ab段电势能变化量大于bc段的d. 粒子运动到c点时动能小于3ek4. 空间存在某电场，一带负电的粒子仅在电场力作用下从x1处沿x轴负方向运动。粒子质量为m，初速度大小为v0，其电势能ep随坐标x变化的关系如图所示，图线关于纵轴左右对称，以无穷远处为零电势能点，粒子在原点0处电势能为e0，在x1处电势能为e1，则下列说法中正确的是（ ）a. 坐标原点0处两侧电场方向相反b. 粒子经过x1、x1处速度相同c. 由x1运动到0过程电场力做正功d. 若粒子能够沿x轴负方向运动越过0点，一定有v05. ab是电场中的一条电场线，若将一负电荷从a点处自由释放，负电荷沿电场线从a到b运动过程中的速度图线如图所示，则a、b两点的电势高低和场强的大小关系是（ ）a. ab ，eaeb b. ab ，eaebc. ab ，eaeb d. ab ，eaeb6. 如图所示，两个带等量正电荷的相同小球，固定在绝缘、粗糙的水平面上a、b两点，o是ab的中点。带正电的小滑块从c点由静止释放，在电场力作用下向o点运动，则滑块从c点运动到o点的过程中（ ）a. 电势能不断增大b. 电场力先做正功后做负功c. 加速度不断减小d. 速度先增大后减小7. 如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为 ，极板间距为d，一带负电的微粒质量为m、带电荷量为q，从极板m的左边缘a处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板n的右边缘b处射出，则下列说法正确的是（ ）a. 微粒到达b点时动能为b. 微粒的加速度大小等于c. 两极板的电势差 d. 微粒从a点到b点的过程电势能减少8. a、b为两个完全一样的面积足够大的金属薄板，其中a板上有一小孔。现让a、b两板水平正对放置，两板间距离为d，且使a、b两板与电源两极保持相连。让质量为m、带电荷量为q的小球从a孔正上方与a相距为d的o处由静止释放，小球刚好不能与b 板接触。若保持a板不动，将b板向上移动，使a、b间距离为0.5d，仍让小球从o处由静止释放，求小球从o下落的最大距离。（设重力加速度为g，不计空气阻力）9. 如下图所示，bc是半径为r=1m的1/4圆弧形光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为e=2.0104n/c，今有一质量为m=1kg、带正电q=1.0104c的小滑块，（体积很小可视为质点），从c点由静止释放，滑到水平轨道上的a点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为=0.2，求：（1）滑块通过b点时的速度大小；（2）滑块通过b点时圆弧轨道b点受到的压力大小；（3）水平轨道上a、b两点之间的距离。1. acd 解析：若sin，电场力可能做正功，也可能做负功，所以可能减小也可能增大、w可能增大也可能减小，故a错误。若sin=，则电场力与速度方向垂直，电场力不做功，不变化、w一定守恒。故b正确，c错误。若tan=，则电场力沿水平方向，且和重力的合力与速度方向同向，电场力做正功减少，w一定增加，d错误；此题选错误选项，故选acd。2. c 解析：由题意可知，粒子从m点向右做减速运动，当速度减到零时反向加速，故粒子所受的电场力向左，即由n点指向m点；粒子由m到n的过程电场力做负功，动能减少，电势能增加，故m点的电势能小于n点的电势能，但是由于粒子的电性不确定，故无法比较m、n两点的电势高低；故选c。3. cd 解析：由题意知，带正电的粒子受电场力方向沿x轴正方向，由图知，从o点到c点，电场的方向不变，电势一直降低，所以a错误；由图知，电场强度一直在变，粒子受电场力大小在变，所以粒子一直做变加速运动，所以b错误；由图知ab段电场强度的平均值大于bc段的场强平均值，而位移相同，所以在bc段电场力做功较多，电势能的变化量较大，所以c正确；根据e-x图象与坐标轴所围面积表示两点间的电势差，由图知，ac间图线所围面积小于oa间的2倍，根据动能定理知粒子运动到c点时动能小于3ek，所以d正确。4. abd 解析：一带负电的粒子从x1向0点运动时，电势能都增加，电场力都做负功，电场线的方向由x10，c错误；而从0向x1运动时，电势能减小，电场力做正功，电场线的方向由x10，a正确；由于带负电的粒子在x1、x1处具有的电势能相等，因此这两点处于相同的等势面上，从x1到x1过程中，电场力做功等于零，根据动能定理，可知粒子经过x1、x1处速度相同，b正确；若能从x1运动到0，且运动到0点时的速度恰好为零，根据动能定理有，可得，若能越过0点，则运动到0点时的速度大于零，则，d正确。5. c 解析：负电荷受力方向与电场方向相反，故电场线方向应该是由ba，顺着电场线方向，电势依次降低，故ab；vt图象中斜率的大小表示加速度的大小，则aaab，而a，故eaeb。选项c正确。6. c 解析：等量同种正点电荷形成的电场，连线上面中点电场强度最小等于0，从两端到中点，电场强度逐渐减小，带正电的滑块从c点由静止释放，oa部分电场线从a指向o，正电荷受力方向与电场线方向相同，所以从c点运动到o点的运动过程电场力做正功，电势能减小，选项ab错。根据动能定理，电场力做正功，动能增大速度增大，选项d错。运动过程中电场强度逐渐变小，电场力逐渐变小，加速度逐渐减小，选项c对。7. c 解析：微粒在运动过程中，受力如图所示由于微粒受力不在一条直线上，因此不可能做匀速直线运动，到达b点的动能一定不是，因此a错误；将电场力分解到水平方向和竖直方向上，可知，因此加速度大小为，b错误；电容器内的电场强度，因此两极板间的电势差为，c正确，从a向b运动的过程中，由于电场力做负功，电势能增加，d错误。8. 解：设a、b两板间的电压为u。a、b两板间距离为d时，对小球运动的整个过程，由动能定理得：mg2dqu=0则得：qu=2mgd当a、b两板间距离为时，设小球从o下落的最大距离为h。a板与小球下落最低点间的电压为u，由动能定理得： mghq u=0而 联立解得：9. 解：（1）小滑块从c到b