【步步高】（新课标）高考物理大一轮复习 第六章 电场能的性质 带电粒子在电场中的运动单元小结练（含解析）(1).docVIP

单元小结练电场能的性质带电粒子在电场中的运动(限时：45分钟)1p、q两电荷形成的电场的电场线分布如图1所示，a、b、c、d为电场中的四个点一个离子从a运动到b(不计重力)，轨迹如图中虚线所示则下列判断正确的是()图1a离子带正电bc点电势高于d点电势c离子在a点时的加速度大于在b点时的加速度d离子在a点时的电势能大于在b点时的电势能答案bc解析根据图中电场线方向可以判断出，p电荷带正电，q电荷带负电，由做曲线运动的物体受到的合力指向曲线的内侧，可以判断离子从a运动到b，受到的电场力与电场线方向相反，离子带负电，选项a错误；沿着电场线方向电势降低，c点电势高于d点电势，选项b正确；a点的电场线比b点的电场线密，所以离子在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力，则离子在a点的加速度大于在b点的加速度，选项c正确；离子从a点运动到b点，电场力做负功，电势能增大，在a点时的电势能小于在b点时的电势能，选项d错误2两异种点电荷电场中的部分等势面如图2所示，已知a点电势高于b点电势若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则 ()图2aa处为正电荷，qaqbba处为正电荷，qaqbca处为负电荷，qaqbda处为负电荷，qaqb答案b解析根据a点电势高于b点电势可知，a处为正电荷，qaqb，选项b正确3如图3所示，在o点处放置一点电荷q，a、b、c、d、e、f是以o点为球心的球面上的点，aecf平面与bedf平面垂直，则下列说法中正确的是()图3ab、d两点的电场强度相同ba、f两点的电势相等c点电荷q在球面上任意两点之间移动时，电场力要做功d图中oa两点之间的电势差与ob两点之间的电势差不同答案b解析b、d两点场强大小相等，方向不同，a错误；整个球面为一等势面，电场力做功为0，c、d错误，b正确4某区域的电场线分布如图4所示，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的o点由静止开始在电场力作用下运动到a点，取o点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计在o到a运动过程中，下列关于粒子的运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能ek和运动径迹上电势随位移x的变化图线可能正确的是()图4答案b解析带正电的粒子从o点向a点运动过程中，电场线先变疏再变密，电场强度先变小，后变大，故电场力和粒子的加速度也是先变小，后变大，选项b正确；粒子从o向a运动，一直加速，但加速度先变小，后变大，其速度时间图象的斜率也应是先变小，后变大，选项a错误；从o到a，电场强度先变小，后变大，单位长度上的电势降落也应是先变小，后变大，选项c错误；根据ekmv2fx，ekx图象的斜率为力f，从o到a，粒子所受的电场力先变小，后变大，故ekx图象的斜率也应是先变小，后变大，选项d错误5如图5所示，p、q处固定放置两等量异种电荷，b、c、o在p、q的连线上，e、o为两点电荷连线的中垂线上的点，且abeo，bcco，abbo，aeeo，则()图5aa点电势等于b点电势bb点场强大于e点场强c电子在a点的电势能大于电子在o点的电势能db、c间电势差大于c、o间电势差答案bd解析等量异种点电荷周围的电场线分布情况如图所示，a点和b点不在同一个等势面上，电势不相等，选项a错误；根据电场线的疏密情况，可得b点的场强大于e点的场强，选项b正确；a点的电势大于零，o点的电势等于零，电子带负电，在高电势处电势能小，选项c错误；b、c间的电场线比c、o间的电场线密，场强大，电势降低得快，所以b、c间的电势差大于c、o间的电势差，选项d正确6如图6所示，在竖直平面内有一匀强电场，其方向与水平方向成30斜向右上，在电场中有一质量为m、电量为q的带电小球，用长为l的不可伸长的绝缘细线挂于o点，当小球静止于m点时，细线恰好水平现用外力将小球拉到最低点p，然后无初速度释放，则以下判断正确的是()图6a小球再次到达m点时，速度刚好为零b小球从p到m过程中，合外力对它做了mgl的功c小球从p到m过程中，小球的机械能增加了mgld如果小球运动到m点时，细线突然断裂，小球以后将做匀变速曲线运动答案bd解析小球从p到m的过程中，线的拉力不做功，只有电场力和小球重力做功，它们的合力也是恒力，大小为mg，方向水平向右，所以小球再次到达m点时，速度最大，而不是零，选项a错小球从p到m过程中，电场力与重力的合力大小为mg，这个方向上位移为l，所以做功为mgl，选项b正确小球从p到m过程中，机械能的增加量等于电场力做的功，由于电场力为2mg，由p到m沿电场线方向的距离为dlsin 30lcos 30(1)，故电场力做功为2mgdmgl(1)，故选项c错误如果小球运动到m点时，细线突然断裂，小球的速度方向竖直向上，所受合外力水平向右，小球将做匀变速曲线运动，选项d正确7如图7所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为u1的加速电场，经加速后从小孔s沿平行金属板a、b的中线射入，a、b板长为l，相距为d，电压为u2.则带电粒子能从a、b板间飞出应该满足的条件是()图7a. b.c. d.答案c解析根据qu1mv2，再根据t和yat2()2，由题意知，yd，解得，故c正确8如图8所示，在xoy坐标系中以o为中心的椭圆上，有a、b、c、d、e五点，其中a、b、c、d为椭圆与坐标轴的交点现在椭圆的一个焦点o1固定一正点电荷，另一正试探电荷仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是()图8aa、c两点的电场强度相同bd点的电势小于b点的电势c正试探电荷沿虚线运动过程中在b点的动能大于在e点的动能d若将正试探电荷由a沿椭圆经be移动到c，电场力先做负功后做正功，但总功为零答案c解析由正点电荷电场线的分布及电场线方向与电势变化的关系可知，a、c两点的场强大小相等，但方向不同，b点电势小于d点电势正试探电荷由b点到e点的运动过程中，由w1q(be)可知，电场力(合力)做负功，动能减小，a、b错误，c正确；若将正试探电荷由a沿椭圆经be移动到c，由w2q(ac)可知，过b点之前电场力做正功，过b点之后电场力做负功，整个运动过程中，电场力的总功为零，d错误9如图9(a)所示，两个平行金属板p、q竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压t0时，q板比p板电势高5 v，此时在两板的正中央m点有一个电子，速度为零，电子在电场力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化假设电子始终未与两板相碰在0t81010 s的时间内，这个电子处于m点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是()图9a0t21010 sb21010 st41010 sc41010 st61010 sd61010 st81010 s答案d解析选向右为正方向，根据题图(b)作出粒子运动的vt图象如图所示由图象可知正确选项为d.10如图10所示，在光滑绝缘水平面上，用长为2l的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球a和b.a球的带电量为2q，b球的带电量为3q，两球组成一带电系统虚线mn与pq平行且相距3l，开始时a和b分别静止于虚线mn的两侧，虚线mn恰为ab两球连线的垂直平分线若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线mn、pq间加上水平向右的电场强度为e的匀强电场后，系统开始运动试求：图10(1)b球刚进入电场时，带电系统的速度大小；(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中b球电势能的变化量答案(1) (2)l4qel解析(1)设b球刚进入电场时带电系统的速度为v1，由动能定理得2qel2mv解得：v1 (2)带电系统向右运动分为三段：b球进入电场前、带电系统在电场中、a球出电场后设a球出电场后移动的最大位移为x，对于全过程，由动能定理得2qelqel3qex0解得x，则b球移动的总位移为xblb球从刚进入电场到带电系统向右运动到最大距离时的位移为l其电势能的变化量为epw3qel4qel11如图11所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度e1.0102 v/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h0.80 m的a处有一粒子源，盒内粒子以v02.0102 m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为m2.01015 kg，电荷量为q1012 c的带电粒子，粒子最终落在金属板b上若不计粒子重力，求：(结果保留两位有效数字)图11(1)粒子源所在a点的电势；(2)带电粒子打在金属板上时的动能；(3)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积)；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？答案(1)80 v(2)1.21010 j(3)4 m2可以通过减小h或增大e来实现解析(1)题中匀强电场竖直向下，b板接地；因此auabe