（新课标）高考物理一轮总复习 课时跟踪训练22 第六章 静电场 第4讲 带电粒子在电场中运动的综合问题（选修31）.doc

第4讲 带电粒子在电场中运动的综合问题一、选择题1(2016湖北襄阳四校期中联考)实验室所用示波器，是由电子枪、偏转电极和荧光屏三部分组成，当垂直偏转电极yy，水平偏转电极xx的电压都为零时，电子枪发射的电子通过偏转电极后，打在荧光屏的正中间，如图甲所示若要在荧光屏上始终出现如图乙所示的斑点，那么，yy与xx间应分别加上如下图所示哪一组电压( )解析电子在yy方向上，向上偏转，所以粒子受到的电场力方向向上，故y板上带正电，y板上带负电，在xx方向上，向x方向偏转，所以x板带负电，所以a正确答案a2(多选)(2016江西南昌三中期中)如图一根不可伸长绝缘的细线一端固定于o点，另一端系一带电小球，置于水平向右的匀强电场中，现把细线水平拉直，小球从a点静止释放，经最低点b后，小球摆到c点时速度为0，则()a小球在b点时速度最大b小球从a点到b点的过程中，机械能一直在减少c小球在b点时的绳子拉力最大d从b点到c点的过程中小球的电势能一直增加解析小球所受重力和电场力恒定，重力和电场力的合力恒定，小球相当于在重力和电场力合力及绳的拉力作用下在竖直平面内的运动当小球运动到重力和电场力的合力和绳的拉力共线时，小球的速度最大，此时绳的拉力最大，故ac错误；从a点到c点的过程中，因为重力做正功，小球摆到c点时速度为0，所以电场力对小球做负功，小球从a点到b点的过程中，机械能一直在减少，b正确；从b点到c点的过程中，小球克服电场力做功，小球的电势能一直增加，d正确答案bd3(多选)如图甲所示，a、b是一对平行金属板，在两板间加有周期为t的交变电压u0，a板电势a0，b板电势b随时间t变化规律如图乙所示现有一电子从a板的小孔进入两板间的电场中，设电子的初速度和重力的影响均可忽略，则()a若电子是在t0时刻进入的，它将直向b板运动b若电子是在tt/8时刻进入的，它可能时而向b板运动，时而向a板运动，最后打在b板上c若电子是在t3t/8时刻进入的，它可能时而向b板运动，时而向a板运动，最后打在b板上d若电子是在tt/2时刻进入的，它可能时而向b板运动，时而向a板运动解析电子在t0时刻进入时，在一个周期内，前半个周期受到的电场力向上，向上做加速运动，后半个周期受到的电场力向下，继续向上做减速运动，t时刻速度为零，接着周而复始，所以电子一直向b板运动，一定会到达b板，故a正确若电子是在t时刻进入的，在一个周期内，在内，电子受到的电场力向上，向上做加速运动，在t内，电子受到的电场力向下，继续向上做减速运动，t时刻速度为零，接着向a板运动，周而复始，所以电子时而向b板运动，时而向a板运动，最后打在b板上，故b正确若电子是在tt时刻进入时，与在t时刻进入时情况相似，在运动一个周期时间内，时而向b板运动，时而向a板运动，总的位移向下，最后穿过a板，故c错误若电子是在t时刻进入的，一个周期内，在t，电子受到的电场力向下，向下做加速运动，所以电子不会向b板运动，故d错误答案ab4(多选)(2015贵州六校联盟联考)如图甲所示，在平行板电容器a、b两极板间加上如图乙所示的交变电压，t0时a板电势比b板高，两板中间静止一电子，设电子在运动过程中不与两板相碰撞，而且电子只受电场力作用，规定向左为正方向，则下列叙述正确的是()a在t0时刻释放电子，则电子运动的vt图象如图一所示，该电子一直向b板做匀加速直线运动b若t时刻释放电子，则电子运动的vt图象如图二所示，该电子一直向着b板做匀加速直线运动c若t时刻释放电子，则电子运动的vt图象如图三所示，该电子在2t时刻在出发点左边d若tt时刻释放电子，在2t时刻电子在出发点的右边解析t0时刻，a板电势高，电子释放后向左运动，电子先向左加速运动，然后向左减速运动，重复该过程，一直向左运动，a错误；tt/8时刻释放电子，电子先向左加速运动，再向左减速运动，然后向右加速运动，再向右减速运动，一个周期时总位移向左，b错误；tt/4时刻，电子先向左加速，然后向左减速，再向右加速，然后向右减速，做周期性往复运动，在t2t时刻位于出发点左侧，c正确；t3t/8时刻释放电子，作出其vt图象，由图象知，在2t时刻电子在出发点右侧，d正确答案cd5(2016福建福州期末)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，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()a微粒到达b点时动能为mvb微粒的加速度大小等于gsinc两极板的电势差umnd微粒从a点到b点的过程电势能减少解析由题分析可知，微粒做匀减速直线运动，动能减小，故a错误；由题分析可知，tan，得agtan，故b错误；由上可知微粒的电势能增加epma，又epqu，得到两极板的电势差u，故c正确；微粒从a点到b点的过程中电势能增加了，故d错误答案c6(多选)(2015辽宁沈阳四校联考)在如图所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点o做圆周运动，下列说法正确的是()a带电小球有可能做匀速率圆周运动b带电小球有可能做变速率圆周运动c带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小d带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小解析当小球所受重力与电场力合力为零时，细线的拉力提供向心力，合外力做功为零，小球做匀速圆周运动，故a正确；当小球所受重力与电场力合力不为零时，合外力对小球所做的功不为零，小球速度大小发生变化，小球做变速圆周运动，故b正确；当小球做匀速圆周运动时，细线的拉力提供向心力，在圆周上任何一点细线的拉力大小都相等，如果小球做变速圆周运动，小球带正电时，在最高点细线拉力最小，如果小球带负电，在最高点时细线拉力最大，在最低点细线拉力最小，故c错误，d正确答案abd二、非选择题7(2015太原测评)如图所示，在两条竖直的平行虚线内存在着宽度为l、方向竖直向上的匀强电场；在与右侧虚线相距为l处有一与电场方向平行的荧光屏将一质量为m、电荷量为q的带电粒子从a点沿ao方向以某一速度垂直电场线射入电场，粒子打在荧光屏上的b点；撤去电场，粒子仍在a点以原有速度的大小和方向射入，则打在荧光屏上的c点。已知boco，重力加速度为g，求匀强电场的电场强度e.解析带电粒子以速度v0垂直电场线进入复合场，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做两段加速度不同的匀加速运动，粒子在电场中运动的时间与离开电场打到屏上的时间相同，设为t，t带电粒子在电场中的加速度为a，离开电场时在竖直方向的位移为y1，速度为v1qemgmay1at2v1yat带电粒子离开电场到屏的过程中，在竖直方向上做加速度为g的匀减速运动，竖直方向上发生的位移为y2，y2v1ytgt2b点到o点的距离boy1y2撤去电场后，粒子做平抛运动，c点到o点距离cog(2t)2解得e答案8(2016四川成都树德中学阶段性考试)如图甲所示，在y0和y2 m之间有沿着x轴正方向的匀强电场，mn为电场区域的上边界，在x轴方向范围足够大电场强度随时间的变化情况如图乙所示，取x轴正方向为电场正方向现有一个带负电的粒子，粒子的比荷为1.0102 c/kg，在t0时刻以初速度v05102 m/s从o点沿y轴正方向进入电场区域，不计粒子重力求：(1)粒子通过电场区域的时间；(2)粒子离开电场时的位置坐标；(3)粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小解析(1)因粒子初速度方向垂直于匀强电场，在电场中做类平抛运动，所以粒子通过电场区域的时间t4103 s.(2)粒子在x方向先加速后减速，加速时的加速度大小为a14 m/s2，减速时的加速度大小为a22 m/s2，x方向上的位移大小为xa12a12a222105 m.因此粒子离开电场时的位置坐标为(2105 m,2 m)(3)离开电场时粒子在x方向的速度大小为vxa1a24103 m/s.答案(1)4103 s(2)(2105 m,2 m)(3)4103 m/s9(2015洛阳名校联考)在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从a点竖直向上抛出，其运动的轨迹如下图所示小球运动的轨迹上a、b两点在同一水平线上，m为轨迹的最高点小球抛出时的动能为8.0 j，在m点的动能为6.0 j，不计空气的阻力求：(1)小球水平位移x1与x2的比值；(2)小球落到b点时的动能ekb；(3)小球从a点运动到b点的过程中最小动能ekmin.解析(1)如图所示，带电小球在水平方向上受电场力的作用做初速度为零的匀加速运动，竖直方向上只受重力作用做竖直上抛运动，故从a到m和m到b的时间相等，则x1