2022高考理化专题12 带电粒子(带电体)在电场中运动的综合问题（原卷版）

1、高考复习资料专题12 带电粒子(带电体)在电场中运动的综合问题一选择题1.(2021·四川攀枝花市第二次统考)如图所示，带等量异种电荷的a、b两板水平放置，在a、b间形成竖直向下的匀强电场。a、b两质量相等的粒子从a板左侧边缘处以相同的速度先后飞入电场，粒子a从a、b两板右端连线的中点飞离匀强电场，粒子b从b板右侧边缘处飞离匀强电场，不计粒子重力，下列说法中正确的是()a.粒子a、b的带电荷量之比为12b.电场力对a、b粒子做功之比为12c.粒子a、b离开电场时的速度大小之比为12d.粒子a、b离开电场时的速度与水平方向之间夹角之比为122. (多选)(2021·广西柳州市

2、模拟)如图所示，相距为2d的a、b两个点电荷固定于竖直线上，电荷量分别为q和q。mn是竖直放置的光滑绝缘细杆，与ab连线间的距离为d，c、d是细杆上与a、b等高的两点，o点是cd中点。一个质量为m、电荷量为q的带电小球p(可视为点电荷，放入电场后不影响电场的分布)穿过细杆，由c点静止开始释放，向下运动到o点时速度大小为v。已知静电力常量为k，重力加速度为g。则()a.c、d两点电势cdb.c、d两点的电场强度大小相等c.o点处的电场强度大小ed.小球p经过d点时的速度大小为2v3. (2021·河南郑州市第二次质量预测)水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，一光滑绝缘轻杆竖直立在地面

3、上，轻杆上有两点a、b。轻杆左侧固定一带正电的点电荷，电荷量为q，点电荷在轻杆ab两点的中垂线上，一个质量为m，电荷量为q的小球套在轻杆上，从a点静止释放，小球由a点运动到b点的过程中，下列说法正确的是()a.小球受到的电场力先减小后增大b.小球的运动速度先增大后减小c.小球的电势能先增大后减小d.小球的加速度大小不变4.(多选)(2021·辽宁葫芦岛市高三期末)如图所示，质子和粒子(氦核)分别从静止开始经同一加速电压u1加速后，垂直电场方向进入同一偏转电场，偏转电场电压u2.两种粒子都能从偏转电场射出并打在荧光屏mn上，粒子进入偏转电场时速度方向正对荧光屏中心o点下列关于两种粒子运

4、动的说法正确的是()a两种粒子会打在屏mn上的同一点b两种粒子不会打在屏mn上的同一点，质子离o点较远c两种粒子离开偏转电场时具有相同的动能d两种粒子离开偏转电场时具有不同的动能，粒子的动能较大5.(2021·山东青岛市一模)如图所示，一电荷量为q、质量为m的带电粒子以初速度v0由p点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直。粒子从q点射出电场时，其速度方向与电场线成30°角。已知匀强电场的宽度为d，不计重力作用。则匀强电场的场强e大小是()a. b.c. d.6. (2021·福建三明市期末质量检测)(多选)如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为e、区域足

5、够大的匀强电场中，以初速度v0沿on在竖直面内做匀变速直线运动on与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mgeq，则()a电场方向竖直向上b小球运动的加速度大小为gc小球上升的最大高度为d若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为7.(多选)(2021·四川泸州市二诊)如图所示，在水平向左的匀强电场中，可视为质点的带负电物块，以某一初速度从足够长的绝缘斜面上的a点，沿斜面向下运动，经c点到达b点时，速度减为零，然后再返回到a点。已知斜面倾角30°，物块与斜面间的动摩擦因数，整个过程斜面均保持静止，物块所带电量不变。则下列判断正确的是()a.物块在上滑

6、过程中机械能一定减小b.物块在上滑过程中，增加的重力势能一定大于减少的电势能c.物块下滑时经过c点的动能一定大于上滑时经过c点的动能d.物块在下滑过程中，斜面与地面之间的摩擦力一定为零8.(2021·广东潮州市第二次模拟)(多选)如图所示，在竖直放置的平行金属板a、b之间加有恒定电压u，a、b两板的中央留有小孔o1、o2，在b板的右侧有平行于极板的匀强电场e，电场范围足够大，足够大的感光板mn垂直于电场方向固定放置。第一次从小孔o1处由静止释放一个质子，第二次从小孔o1处由静止释放一个粒子，关于这两个粒子的运动，下列判断正确的是()a.质子和粒子在o2处的速度大小之比为12b.质子和

7、粒子在整个过程中运动的时间相等c.质子和粒子打到感光板上时的动能之比为12d.质子和粒子打到感光板上的位置相同9.(多选)(2021·黑龙江佳木斯一中期中)如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，两板间距离足够大，当两板间加上如图乙所示的交变电压后，下图中，反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律可能正确的是()10.(多选)(2021·广东深圳高级中学月考)如图所示，竖直平面内有固定的半径为r的光滑绝缘圆形轨道，匀强电场的方向平行于轨道平面水平向左，p、q分别为轨道上的最高点、最低点，m、n是轨道上与圆心o等高的点质量为m、电荷量为q的

8、带正电小球(可视为质点)在轨道内运动，已知重力加速度为g，电场强度e，要使小球能沿轨道做完整的圆周运动，则下列说法正确的是()a小球在轨道上运动时，动能最小的位置，电势能最大b小球在轨道上运动时，机械能最大的位置一定在m点c小球过q、p点时所受轨道弹力大小的差值为6mgd小球过q、p点时所受轨道弹力大小的差值为7.5mg11.(多选)(2021·山东蒙阴县实验中学高二月考)示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成的如图所示，不同的带负电粒子在电压为u1的电场中由静止开始加速，从m孔射出，然后射入电压为u2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足带负电粒子能射

9、出平行板电场区域的条件下，则()a若电荷量q相等，则带负电粒子在板间的加速度大小相等b若比荷相等，则带负电粒子从m孔射出的速率相等c若电荷量q相等，则带负电粒子从m孔射出时的动能相等d若不同比荷的带负电粒子由o点射入，偏转角度相同12.(2021·河北“五个一名校联盟” 第一次诊断)如图所示，地面上某区域存在着水平向右的匀强电场，一个质量为m的带负电小球以水平向右的初速度v0，由o点射入该区域，刚好竖直向下通过竖直平面中的p点，已知连线op与初速度方向的夹角为60°，重力加速度为g，则以下说法正确的是()a电场力大小为b小球所受的合外力大小为c小球由o点到p点用时d小球通过

10、p点时的动能为mv02二计算题13.(2021·四川雅安市上学期一诊)如图，光滑固定斜面倾角为37°，一质量m0.1 kg、电荷量q1×106 c的小物块置于斜面上的a点，a距斜面底端b的长度为1.5 m，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8.求：(1)该电场的电场强度的大小；(2)若电场强度变为原来的一半，小物块运动到b点所需的时间和在b点的速度各是多少？14.(2021·江苏如皋中学模拟)如图所示，内表面光滑绝缘的半径为1.2 m的圆形轨道处于

11、竖直平面内，有竖直向下的匀强电场，场强大小为3×106 v/m。有一质量为0.12 kg、电荷量为1.6×106 c，带负电的小球，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当运动到最低点a时，小球与轨道压力恰好为零，g取10 m/s2，求：(1)小球在a点处的速度大小；(2)小球运动到最高点b时对轨道的压力。15. (2021·广东六校联盟第二次联考)如图所示，ab为水平绝缘粗糙轨道，动摩擦因数为0.2，ab距离为5 m；bc为半径r1 m的竖直光滑绝缘半圆轨道；bc的右侧存在竖直向上的匀强电场，电场强度e500 n/c。一质量m1 kg，电量q1.0×102 c的

12、带负电小球，在功率p恒为20 w的水平向右拉力作用下由静止开始运动，到b点时撤去拉力。已知到达b点之前已经做匀速运动(g10 m/s2)，求：(1)小球匀速运动的速度大小；(2)小球从a运动到b所用的时间；(3)请计算题目考点分析小球是否可以到达c点，若可以，求轨道对小球的弹力大小。16.(2021·山东青岛市模拟)如图所示，水平地面上方存在水平向左的匀强电场，一质量为m的带电小球(大小可忽略)用轻质绝缘细线悬挂于o点，小球带电荷量为q，静止时距地面的高度为h，细线与竖直方向的夹角为37°，重力加速度为g，sin 37°0.6，cos 37°0.8。求：

13、(1)匀强电场的场强大小e；(2)现将细线剪断，小球落地过程中水平位移的大小；(3)现将细线剪断，带电小球落地前瞬间的动能。17.(2021·江苏扬州市期中)静电喷漆原理如图所示，a、b为两块足够大的平行金属板，间距为d，两板间存在匀强电场在a板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪p，油漆喷枪的半球形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒若油漆微粒的初速度大小均为v0，质量为m、电荷量为q，场强大小为e ，微粒所受重力、空气阻力、微粒间相互作用力均不计，试求：(1)微粒打在b板时的动能ek；(2)微粒到达b板上o点所需的时间t；(3)微粒最后落在b板上所形成的图形形状及其面积s.18

14、.(2021·河南高三月考)在图甲所示的极板a、b间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压，其周期为t，现有电子以平行于极板的速度v0从两板中央oo射入已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力，问：(1)若电子从t0时刻射入，在半个周期内恰好能从a板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小为多少？(2)若电子从t0时刻射入，恰能平行于极板飞出，则极板至少为多长？(3)若电子恰能从oo平行于极板飞出，电子应从哪一时刻射入？两极板间距至少为多大？19.(2021·名师原创预测)如图所示，在光滑的水平桌面上，水平放置的粗糙直线轨道ab与水平放置的光滑圆弧轨道bcd相切于b点，整个轨道位于水平桌面内，圆心角boc37°，线段oc垂直于od，圆弧轨道半径为r，直线轨道ab长为l5r.整个轨道处于电场强度为e的匀强电场中，电场强度方向平行于水平桌面所在的平面且垂直于直线od.现有一个质量为m、带电荷量为q的小物块p从a点无初速度释放，小物块p与ab之间的动摩擦因数0.25，sin 37°0.6，cos 37°0.8，忽略空气阻力求：(1)小物块第一次通过c点时对轨道的压力大小fnc1；(2)小物块第一次通过d点后离开d点的最大距离；(3)小物块在直线轨道ab上运动的总路