河南省高考物理 考前预测 带电粒子在电场中的运动.doc

河南2013年高考考前预测带电粒子在电场中的运动1 p、q两电荷的电场线分布如图所示，a、b、c、d为电场中的四点一个离子从a运动到b(不计重力)，轨迹如图所示则下列判断正确的是()ap带负电bc、d两点电势相等c离子在运动过程中受到p的吸引力d离子从a到b，电场力做正功答案c解析沿电场线方向电势降低，则p是正电荷，q是负电荷且cd，选项a、b均错；离子受电场力的方向应该指向曲线的凹侧，故可以判断出离子在运动过程中受到p的吸引力，即离子带负电，选项c正确；离子从a到b，电场力做负功，电势能增加，选项d错误2下图为静电除尘器除尘机理的示意图尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的下列表述正确的是()a到达集尘极的尘埃带正电荷b电场方向由集尘极指向放电极c带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同d同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大答案bd解析放电极与集尘极间的电场方向指向放电极，选项b正确；带负电荷的尘埃受向右的电场力向右运动，到达集尘极，选项a、c错误；由fqe可知选项d正确3板间距为d的平行板电容器所带电荷量为q时，两极板间电势差为u1，板间场强为e1.现将电容器所带电荷量变为2q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为u2，板间场强为e2，下列说法正确的是()au2u1，e2e1bu22u1，e24e1cu2u1，e22e1 du22u1，e22e1答案c解析根据uq/c、cs/d、eu/d可得uqd/s、eq/s，则21，选项c正确4如图所示，电量为q和q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有()a体中心、各面中心和各边中点b体中心和各边中点c各面中心和各边中点d体中心和各面中心答案d解析由点电荷的场强公式和叠加规律可知，各面顶点上的4个点电荷在过所在面的中心的垂线上各点的合场强为零，所以，体中心和各面中心的合场强一定为零由点电荷的场强公式和叠加规律可知，各边中心的合场强不为零，选项d正确5如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，mn为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a和c关于mn对称，b点位于mn上，d点位于两电荷的连线上以下判断正确的是()ab点场强大于d点场强bb点场强小于d点场强ca、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差d试探电荷q在a点的电势能小于在c点的电势能答案bc解析根据电场线分布规律可知，d点场强大于两电荷连线的中点o的场强，而o的场强大于b的场强，所以b的场强小于d的场强，选项b正确；由于电场关于mn对称，所以ab的电势差等于bc的电势差，选项c正确；从a到c移动试探正电荷，电场力做正功，电势能减小，选项d错误6如图所示，在固定正点电荷q的电场中，一个正检验电荷q沿着一条电场线运动已知检验电荷经过m点时的加速度是经过n点时加速度的2倍，不计检验电荷的重力及各种阻力，则一定有()an点距q的距离是m点距q的距离的2倍bn点距q的距离是m点距q的距离的倍c它经过m点时的速度是经过n点时速度的2倍d它经过m点时的速度是经过n点时速度的倍答案b解析在正点电荷q形成的电场中，检验电荷q距离场源电荷r处的加速度为a，由题意得am、an，am2an，三式联立得rn rm，选项a错误；b正确，初速度及力大小不确定，速度关系无法确定，c、d错误7如图(a)所示，两平行正对的金属板a、b间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间p处若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向a板运动，时而向b板运动，并最终打在a板上则t0可能属于的时间段是()a0t0 b.t0c.t0t dtt0bad ，选项c正确9三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为f.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为f，方向不变由此可知()an3 bn4cn5 dn6答案d解析设球1、2间的距离为r，根据库仑定律可知fk；球3与球2接触后，两者的带电荷量均为nq；球3与球1接触后，两者的带电荷量总和平分，即各带的电荷量；将球3移至远处后，球1、2之间的作用力大小为fk，比较可得n6，选项d正确，此题也可以用代入法进行判断10质量为m的带正电小球由空中a点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到a点，不计空气阻力且小球从未落地，则()a整个过程中小球电势能变化了mg2t2b整个过程中小球mv增量的大小为2mgtc从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2t2d从a点到最低点小球重力势能变化了mg2t2答案bd解析以竖直向下为正方向，小球自由落体的末速度vgt，位移h1gt2，加上电场后，h1vtat2，解得加速度大小为a3g，由qemgma得电场力qe4mg，整个过程小球电势能的变化为epqeh12mg2t2，选项a错误；末速度v1vat2gt，整个过程小球mv的改变量为mvmv102mgt.选项b正确；加上电场后到最低点，动能的变化为ekmv2mg2t2，选项c错误；小球的减速位移为h2，从a到最低点小球重力势能的变化为epmg(h1h2)mg2t2，选项d正确11、如图所示，在水平光滑绝缘的平面xoy内，水平匀强电场方向与x轴负方向成45角，电场强度e1103n/c.某带电小球所带电荷量为q2106c，质量为m1103kg，以初速度v02m/s从坐标轴原点出发，初速度v0方向与匀强电场方向垂直，当带电小球再次经过x轴时与x轴交于a点，求：(1)从坐标原点出发到a点经历的时间；(2)带电小球经过a点时的速度大小及a点的坐标 ；(3)oa间电势差uoa.答案(1)2s(2)(4，0)(3)4103v解析(1)由题意可知小球在水平面内做类平抛运动，加速度大小为am/s22m/s2当小球经过x轴上的a点时有cot45由式解得从坐标原点出发到a点经历的时间为ts2s(2)到达a点时垂直v0方向的速度为veat22m/s4m/s所以带电小球经过a点时速度大小为vam/s2m/sa点的横坐标为：xam4m所以a点的坐标为(4，0)(3)oa间电势差uoa为uoaedeev0t11034v4103v12如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45角的绝缘直杆ac，其下端(c端)距地面高度h0.8m.有一质量为500g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑，小环离开杆后正好通过c端的正下方p点处(g取10m/s2)求：(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向(2)小环从c运动到p过程中的动能增量(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0.答案(1)10m/s2垂直于杆向下(2)4j(3)2m/s解析(1)小环沿ac杆匀速下滑，受力分析如图所示，小环共受3个力，由图可知qemg小环离开直杆后，只受重力和电场力 ，f合mgmaag10m/s2，方向垂直于杆向下(2)设小环从c运动到p的过程中动能的增量为ekw重w电其中w重mgh4j，w电0，所以ek4j.(3)环离开杆做类平抛运动：平行杆方向匀速运动：hv0t垂直杆方向匀加速运动：hat2解得v02m/s13如图所示，有一质量为m，带电荷量为q的小球(可视为质点)，自竖直向下、场强为e的匀强电场中的p点静止下落在距离p点正下方h处有一弹性绝缘挡板s(挡板不影响匀强电场的分布)，小球每次与挡板s相碰后电荷量均减少到碰前的(k1)，而碰撞过程中小球的机械能不发生损失(1)设匀强电场中，挡板s处电势s0，则电场中p点的电势p为多少？小球在p点时的电势能ep为多少？(2)小球从p点出发后到第一次速度变为零的过程中电场力对小球做了多少功？(3)求在以后的运动过程中，小球距离挡板的最大距离l.答案(1)ehqeh(2)(3)h解析(1)由电场力做功与电势能变化的关系得，epesqeh由题设条件，挡板s处电势s0可得小球在p点时的电势peh，电势能epqeh(2)设第一次与挡板碰撞后能达到的高度为h1，由能量守恒得：mghqeh(mgqe)h1小球从p点出发到第一次到达最高点过程中电场力对小球做的功为：wqehqeh1解得：w(3)小球与挡板碰撞后小球所带电荷量逐渐减小，最终电荷量将减小为零，整个过程中能量始终守恒，由能量守恒得：mghqehmgl解得：lh14、静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图中0和d为已知量一个带负电的粒子在电场中以x0为中心，沿x轴方向做周期性运动已知该粒子质量为m、电量为q，其动能与电势能之和为a(0aq0)，忽略重力求(1)粒子所受电场力的大小；(2)粒子的运动区间；(3)粒子的运动周期答案(1)(2