高考物理一轮总复习 高考必考题突破讲座6 带电粒子在电场中运动的综合问题突破训练.doc

高考必考题突破讲座6 带电粒子在电场中运动的综合问题1(多选)(2017福建厦门一模)如图所示，光滑的水平轨道ab与半径为r的光滑的半圆形轨道bcd相切于b点，ab水平轨道部分存在水平向右的匀强电场，半圆形轨道在竖直平面内，b为最低点，d为最高点一质量为m、带正电的小球从距b点x的位置在电场力的作用下由静止开始沿ab向右运动，恰能通过最高点，则(acd)ar越大，x越大br越大，小球经过b点后瞬间对轨道的压力越大cm越大，x越大dm与r同时增大，电场力做功增大解析：小球在bcd做圆周运动，在d点，mg，小球由b到d的过程中有2mgrmvmv，解得vb，r越大，小球经过b点时的速度越大，则x越大，选项a正确；在b点有fnmgm，解得fn6mg，与r无关，选项b错误；由eqxmv，知m、r越大，小球在b点的动能越大，则x越大，电场力做功越多，选项c、d正确2(多选)(2017山东济南模拟)如图所示，空间有竖直向下的匀强电场，电场强度为e，在电场中p处由静止释放一质量为m、带电荷量为q的小球(可视为质点)在p的正下方h处有一水平弹性绝缘挡板s(挡板不影响电场的分布)，小球每次与挡板相碰后电荷量减小到碰前的k倍(k1)，而碰撞过程中小球的机械能不损失，即碰撞前后小球的速度大小不变，方向相反设在匀强电场中，挡板s处的电势为零，则下列说法正确的是(abc)a小球在初始位置p处的电势能为eqhb小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度大于hc小球第一次与挡板相碰后所能达到最大高度时的电势能小于eqhd小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度小于h解析：因s处的电势为零，故peh，小球在初始位置p处的电势能为epehq，a正确；设小球第一次与挡板碰前的速度大小为v0，由动能定理得，mghqehmv，设反弹后上升的高度为h，由动能定理得，(mgekq)hmv，由以上两式可得hh，因kh，b正确，d错误；因eqkheqheqh，故c正确3如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于o点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b.不计空气阻力，则下列说法正确的是(b)a小球带负电b电场力跟重力平衡c小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小d小球在运动过程中机械能守恒解析：由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动，速率不变化，由动能定理，外力做功为零，绳子拉力不做功，电场力和重力做的总功为零，所以电场力和重力的合力为零，电场力跟重力平衡，b正确；由于电场力的方向与重力方向相反，电场方向向上，所以小球带正电，a错误；小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，由功能关系得，电势能增加，c错误；在整个运动过程中，除重力做功外，还有电场力做功，小球在运动过程中机械能不守恒，d错误4(2017山西太原诊断)如图所示，绝缘光滑轨道ab部分为倾角为30的斜面，ac部分为竖直平面上半径为r的圆轨道，斜面与圆轨道相切整个装置处于电场强度为e、方向水平向右的匀强电场中现有一个质量为m的小球，带正电荷量为q，要使小球能安全通过圆轨道，在o点的初速度应满足什么条件？解析：小球先在斜面上运动，受重力、电场力、支持力，然后在圆轨道上运动，受重力、电场力、轨道作用力，如图所示，类比重力场，将电场力与重力的合力视为等效重力mg，大小为mgtan ，得30等效重力的方向与斜面垂直指向右下方，小球在斜面上匀速运动因要使小球能安全通过圆轨道，在圆轨道的“等效最高点”(d点)满足“等效重力”刚好提供向心力，即有mg因30与斜面