高考物理母题解读（七）静电场母题12带电粒子在电场中的运动

1 高考母题解读高考母题解读 高考题千变万化 但万变不离其宗 千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来 研究高考母题 掌握母题解法规律 使学生触类旁通 举一反三 可使学生从题海中跳出 来 轻松备考 事半功倍 母题 12 带电粒子在电场中的运动律 针对训练题精选解析 1 2009 年安徽卷第 18 题 在光滑的绝缘水平面上 有一个正方形的abcd 顶点a c处 分别固定一个正点电荷 电荷量相等 如图所示 若将一个带负电的粒子置于b点 自由 释放 粒子将沿着对角线bd往复运动 粒子从b点运动 到d点的过程中 A 先作匀加速运动 后作匀减速运动 B 先从高电势到低电势 后从低电势到高电势 C 电势能与机械能之和先增大 后减小 D 电势能先减小 后增大 2 2 2009 年四川卷第 20 题 如图所示 粗糙程度均匀的绝缘斜 面下方 O 点处有一正点电荷 带负电的小物体以初速度v1从 M点 沿斜面上滑 到达 N 点时速度为零 然后下滑回到 M 点 此时速度 为v2 v2 v1 若小物体电荷量保持不变 OM ON 则 A 小物体上升的最大高度为 22 12 4 vv g B 从 N 到 M 的过程中 小物体的电势能逐渐减小 C 从 M 到 N 的过程中 电场力对小物体先做负功后做正功 D 从 N 到 M 的过程中 小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大 后减小 3 2009 年浙江卷第 20 题 空间存在匀强电场 有一电荷量 q q 0 质量m的粒子从O 点以速率v0射入电场 运动到A点时速率为 2v0 现有另一电荷为 q 质量m的粒子以速 率 2v0仍从O点射入该电场 运动到B点时速率为 3v0 若忽略重力的影响 则 A 在O A B三点中 B点电势最高 B 在O A B三点中 A点电势最高 C OA间的电势差比BO间的电势差大 D OA间的电势差比BA间的电势差小 答案 AD 解析 正电荷由 O 到 A 动能变大 电场力做正功 电势能减小 电势也减小 O 点电势 较高 负电荷从 O 到 B 速度增大 电场力也做正功 电势能减小 电势升高 B 点电势比 O 点高 所以 B 点最高 A 对 22 2 00 OA0 OA 11 2 W3 22 U 2 mvm v mv qqq 故 D 对 22 2 00 0 11 32 5 22 2 OB OB mvmv Wmv U qqq ab cd a b c c d O 3 4 4 20062006 天津理综卷第天津理综卷第 21 题 在显像管的电子枪中 从炽热的金属丝不断放出的电子进 入电压为 U 的加速电场 设其初速度为零 经加速后形成横截面积为 S 电流为 I 的电子 束 已知电子的电量为 e 质量为 m 则在刚射出加速电场时 一小段长为 L 的电子束 内电子个数是 A B 2 I lm eSeU 2 I lm eeU C D 2 Im eSeU2 IS lm eeU 5 2008 海南物理第 4 题 静电场中 带电粒子在电场力作用下从电势为 a的a点运动 至电势为 b的b点 若带电粒子在a b两点的速率分别为va vb 不计重力 则带电粒 子的比荷q m 为 A B C D 22 ab ba vv 22 ba ba vv 22 2 ab ba vv 22 2 ba ba vv 6 6 20062006 重庆理综卷第重庆理综卷第 19 题 如图 19 图 带正电的点电荷固定于Q点 电子在库仑力 作用下 做以Q为焦点的椭圆运动 M P N为椭圆上的三点 P点是轨道上离Q最近的点 电子在从M经P到达 N 点的过程中 A 速率先增大后减小 B 速率先减小后增大 C 电势能先减小后增大 D 电势能先增大后减小 答案答案 AC AC 解析 解析 电子在从M经P到达 N 点的过程中 库仑力先做正功后 做负功 速率先增大后减小 电势能先减小后增大 选项 AC 正确 BD 错误 7 2012 湖北黄冈期末 在光滑绝缘的水平桌面上 存在着方向水平向右的匀强电场 电场线如图中实线所示 一带正电 初速度不为零的小球从桌面上的A点开始运动 到C 点时 突然受到一个外加的水平恒力F作用而继续运动到 B点 其运动轨迹如图中虚线所示 v表示小球在C点的速 4 度 则下列判断中正确的是 A 小球在A点的电势能比在B点的电势能小 B 恒力 F的方向可能水平向左 C 恒力F的方向可能与v方向相反 D 在 A B两点小球的速率不可能相等 8 2009 年福建卷第 21 题 如图甲 在水平地面上固定一倾角为 的光滑绝缘斜面 斜面处于电场强度大小为E 方向沿斜面向下的 匀强电场中 一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的 一端固定在斜面底端 整根弹簧处于自然状态 一质量为m 带电量为q q 0 的滑块从距离弹 簧上端为s0处静止释放 滑块在运动过程中电量 保持不变 设滑块与弹簧接触过程没有机械能损 失 弹簧始终处在弹性限度内 重力加速度大小 为g 1 求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间 所经历的时间 t1 2 若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最 大速度大小为vm 求滑块从静止释放到速度大小 为vm过程中弹簧的弹力所做的功W 3 从滑块静止释放瞬间开始计时 请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程 中速度与时间关系v t图象 图中横坐标轴上的t1 t2及t3分别表示滑块第一次与 弹簧上 端接触 第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻 纵坐标轴上的v1为滑块在t1 时刻的速度大小 vm是题中所指的物理量 本小题不要求写出计算过程 答案 1 0 1 2 sin ms t qEmg 2 2 0 1sin sin 2 m mgqE WmvmgqEs k 3 t v t1t2t3O v1 vm 5 9 2006 全国理综卷第 25 题 有个演示实验 在上下面都是金属板的玻璃盒内 放了许 多用锡箔纸揉成的小球 当上下板间加上电压后 小球就上下不停地跳动 现取以下简化 模型进行定量研究 如图所示 电容量为C的平行板电容器的极板 A 和 B 水平放置 相距为d 与电动势为 内阻可不计的电源相连 设两板之间只有一个质量为m的导电小球 小球可视为质点 已知 若小球与极板发生碰撞 则碰撞后小球的速度立即变为零 带电状态也立即改变 改变后 小球所带电荷符号与该极板相同 电量为极板电量的倍 1 不计带电 小球对极板间匀强电场的影响 重力加速度为g 欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动 电动势至少应大于多少 设上述条件已满足 在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动 求在T 时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量 6 10 2012 年 3 月安徽省 江南十校 高三联考 如图所示 光滑水平轨道与半径为 R 的 光滑竖直半圆轨道在 B 点平滑连接 在过圆心 O 的水平界面 MN 的下方分布有水平向右的匀 强电场 现有一质量为m 电量为 q 的小球从水平轨道上 A 点由静止释放 小球运动到 C 点离开圆轨道后 经界面 MN 上的 P 点进入电场 P 点恰好在 A 点的正上方 如图 小球可 视为质点 小球运动到 C 点之前电量保持不变 经过 C 点后电量立即变为零 已知 A B 间距离为 2R 重力加速度为 g 在上述运动过程中 求 1 电场强度 E 的大小 2 小球在圆轨道上运动时最大速率 3 小球对圆轨道的最大压力的大小 7 11 12 分 2012 年海南琼海一模 如图所示 在光滑绝缘水平面上B点的正上方O处固 定一个质点 在水平面上的A点放另一个质点 两个质点的质量均为m 带电量均为 Q C为AB直线