高考物理二轮复习 第七章 电场 提能增分练（三）带电粒子在电场力作用下的四种典型运动.doc

提能增分练(三)带电粒子在电场力作用下的四种典型运动a级夺高分1(2017重庆一中模拟)以下四种情况：(1)在固定点电荷q的电场中；(2)两个固定的等量异种点电荷q和q，在它们连线的中垂面内；(3)两个固定的等量正点电荷q，在它们连线的中垂面内；(4)在一个自由点电荷q的一侧(点电荷质量是电子的两倍)。电子不可能做匀速圆周运动的是()解析：选b(1)在固定点电荷q的电场中，电子受到q的库仑力，可绕q做匀速圆周运动，故a可能；(2)在两个固定的等量异种点电荷q和q的电场中，电子所受的电场力垂直于图中平面，不可能在此平面内做匀速圆周运动，故b不可能；(3)根据电场的分布情况可知，电子所受的合电场力指向两个等量正点电荷q连线的中点，由电场力提供向心力，可以做匀速圆周运动，故c可能；(4)在一个自由点电荷q的一侧，电子受到吸引力，点电荷q和电子可绕连线上的某一点做匀速圆周运动，构成类双星模型，故d可能；本题选不可能做匀速圆周运动的，故选b。2. (多选)(2017厦门一中检测)如图所示，一个点电荷只受电场力作用沿圆弧mn做匀速圆周运动，若圆弧mn的弧长为s，点电荷经过圆弧m、n两点的时间为t，经过这两点的速度偏向角为，不考虑点电荷对周围电场的影响，则()am、n两点的电势相等b点电荷的加速度大小为ac该点电荷所处的电场可能是两个等量同种点电荷所产生的d该电场的电场强度方向一定指向圆弧的圆心解析：选abc点电荷只受电场力作用沿圆弧mn做匀速圆周运动，则电场力充当向心力，与速度方向垂直，电场力不做功，所以mn两点的电势相等，a正确；根据几何知识可得圆弧所对圆心角为，所以运动半径为r，点电荷运动角速度为，故点电荷的向心加速度为a2r，b正确；点电荷可以在两个等量同种点电荷中垂面上做匀速圆周运动，所以该点电荷所处的电场可能是两个等量同种点电荷所产生的，故c正确；点电荷的电性未知，所以无法判断电场强度方向，d错误。3(2017衡水武邑中学调研)如图所示，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，a和c围绕b做匀速圆周运动，a和b、c和b的距离分别是l1和l2，b恰能保持静止。已知三质点间只有静电力的作用，则a和c的比荷(电荷量与质量之比)的比值应为()a.2 b.2 c.3 d.3解析：选c因为a、c围绕b做匀速圆周运动，b处于平衡状态，可分析出a、c电性相同，与b电性相反，对b有，解得。对a有 mal1，对c有mcl2，联立各式得mal1mcl2，因ac，所以有，则a和c的比荷的比值应为3，选项c正确。4.如图所示，a、b两金属板平行放置，在t0时刻将电子从a板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)。分别在a、b两板间加上下列哪种电压时，有可能使电子到不了b板()解析：选b加a图电压，电子从a板开始向b板做匀加速直线运动；加b图电压，电子开始向b板做匀加速运动，再做加速度大小相同的匀减速运动，速度减为零后做反向匀加速运动及匀减速运动，由电压变化的对称性可知，电子将做周期性往复运动，所以电子有可能到不了b板；加c图电压，电子先匀加速，再匀减速到静止，完成一个周期，电子一直向b板运动，即电子一定能到达b板；加d图电压，电子的运动与c图情形相同，只是加速度是变化的，所以电子也一直向b板运动，即电子一定能到达b板，综上所述可知选项b正确。5平行板间有如图所示的周期性变化的电压。重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况。在下列各选项所示的图像中，能正确定性描述粒子运动的速度图像的是()解析：选a0时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动。t时间内做加速度恒定的匀减速直线运动，由电压变化的对称性可知，在t时刻速度减为零。此后周期性重复，故a正确。6(多选)(2017青岛模拟)如图所示为匀强电场的电场强度e随时间t变化的图像。当t0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是()a带电粒子将始终向同一个方向运动b2 s末带电粒子回到原出发点c3 s末带电粒子的速度为零d03 s内，电场力做的总功为零解析：选cd设第1 s内粒子的加速度大小为a1，第2 s内的加速度大小为a2，由a可得，a22a1，可知，1.5 s末粒子的速度为零，然后反方向运动，至3 s末回到原出发点，粒子的速度为0，由动能定理可知，此过程中电场力做功为零，综上所述，可知c、d正确。7.如图所示，矩形区域abcd内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点a射入，从bc的中点p射出，粒子b由ab的中点o射入，从顶点c射出。若不计重力，则a和b的比荷之比是()a12b21c18 d81解析：选d设粒子初速度为v0，ab间距为d，则d2，2。以上两式联立可解得：81，故d正确。8(2017陕西师大附中质检)如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为l，板间距离为d，在距板右端l处有一竖直放置的光屏m，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在m屏上，则下列结论正确的是()a板间电场强度大小为b板间电场强度大小为c质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等d质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间解析：选c根据质点垂直打在m屏上可知，质点在两板中央运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转，mgqe，a、b错误；根据运动的合成和分解，质点沿水平方向做匀速直线运动，质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等，c正确，d错误。9(多选)如图所示，竖直向下的匀强电场里，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕o做圆周运动，以下四种说法中正确的是()a带电小球可能做匀速圆周运动b带电小球可能做变速圆周运动c带电小球通过最高点时，细线的拉力一定最小d带电小球通过最低点时，细线的拉力有可能最小解析：选abd当小球所受重力与电场力合力为零时，绳子的拉力提供向心力，合外力做功为零，小球可能做匀速圆周运动，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，小球可能做变速圆周运动，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，在最高点细线拉力最大，故c错误；小球所受重力与电场力不相等，做变速圆周运动，且小球带负电时，在最低点细线拉力最小，故d正确。b级冲满分10(2017大庆铁人中学模拟)如图所示，l为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上o点套有一质量为m、带电荷量为q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为q的点电荷，杆上a、b两点到q的距离相等。oa之间距离为h1，ab之间距离为h2，使小环从图示位置的o点由静止释放后，通过a点的速率为，则下列说法正确的是()a小环通过b点的速率为b小环从o到b，电场力做的功可能为零c小环在oa之间的速度是先增大后减小d小环在oa之间的速度是先减小后增大解析：选a由题意易知，a、b两点是q所产生的电场中的两个等势点，所以小环从a到b的过程中只有重力做功，根据动能定理，研究小环从a到b的过程得：mgh2mv mv，解得vb，故a正确；小环在oa之间运动过程中，重力和电场力均做正功，小环在ab之间运动过程中，重力做正功，电场力做功为0。所以从o到b的过程中电场力做正功，故b错误；小环在oa之间运动过程，重力和电场力均做正功，速度一直增大。故c、d错误。11(多选)一个质量为m，电荷量为q的小球以初速度v0水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔，竖直高度相等，电场区水平方向无限长。已知每一电场区的场强大小相等，方向均竖直向上，不计空气阻力，下列说法正确的是()a小球在水平方向一直做匀速直线运动b若场强大小等于，则小球经过每一电场区的时间均相同c若场强大小等于，则小球经过每一无电场区的时间均相同d无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相同解析：选ac将小球的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，水平方向不受外力，做匀速直线运动，故a正确；竖直方向，在无电场区只受重力，加速度为g，竖直向下，有电场区除重力外，还受到向上的恒定的电场力作用，加速度的大小和方向取决于合力的大小和方向，当电场强度等于时，电场力大小等于mg，故在电场区小球所受的合力为零，在无电场区小球做匀加速运动，故经过每个电场区，小球的速度均不相等，因而小球经过每一无电场区的时间均不相等，故b错误；当电场强度等于时，电场力大小等于2mg，故在电场区小球所受的合力大小等于mg，方向竖直向上，加速度大小等于g，方向竖直向上，根据运动学公式，有：经过第一个无电场区ygt，v1gt1，经过第一个电场区，yv1t2gt，v2v1gt2，联立解得t1t2，v20。接下来小球的运动重复前面的过程，即每次通过无电场区竖直方向上都是做自由落体运动，每次通过电场区竖直方向上都是做末速度为零匀减速直线运动，故c正确；通过前面的分析可知，场强不同时，小球通过每个无电场区的初速度不一定相同，所以，通过电场的时间不同，故d错误。12两块水平平行放置的导体板如图甲所示，大量电子(质量m、电荷量e)由静止开始，经电压为u0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为u0的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过。