XX专用高考物理总复习优编题型增分练：基础回扣练带电粒子在电场中的运动

PAGE11.带电粒子在电场中的运动1．(2018·扬州中学下学期开学考)一带电粒子在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度随时间变化的图象如图1所示，tA、tB分别是带电粒子到达A、B两点对应的时刻，则下列说法中正确的是()图1A．A处的场强一定小于B处的场强B．A处的电势一定高于B处的电势C．电荷在A处的电势能一定小于在B处的电势能D．电荷在A到B的过程中，电场力一定对电荷做正功答案D解析根据v－t图象的斜率等于加速度，由数学知识可以看出，从A点运动到B点的过程中带电粒子的加速度减小，则其所受的电场力减小，电场强度减小，即有A处的场强一定大于B处的场强，A错误．由于带电粒子的电性未知，无法判断电场方向，也就不能判断电势高低，故B错误．由题图看出，带电粒子的速度增大，动能增大，则由能量守恒定律得知，其电势能减小，电场力做正功，故C错误，D正确．2．(多选)(2018·泰州中学模拟)如图2所示，一带电小球固定在光滑水平面上的O点，虚线a、b、c、d是带电小球激发的电场线的四条等距离的等势线，一个带电小滑块从等势线d上的1处以水平初速度v0运动，结果形成了实线所示的小滑块的运动轨迹.1、2、3、4、5是等势线与小滑块运动轨迹的一些交点．由此可以判定()图2A．固定小球与小滑块带异种电荷B．在整个运动过程中小滑块具有的动能与电势能之和保持不变C．在整个过程中小滑块的加速度先变大后变小D．小滑块从位置3到4和从位置4到5的过程中，电场力做功的大小关系是W34＝W45答案BC解析由题图轨迹可知滑块受到了斥力作用，则知小球与小滑块电性一定相同，故A项错误．根据能量守恒定律得知，小滑块运动过程中具有的动能与电势能之和保持不变，故B项正确．滑块与小球的距离先减小后增大，由库仑定律得知滑块所受的库仑力先增大后减小，则其加速度先增大后减小，故C项正确．小滑块从位置3到4和从位置4到5的过程中电场强度在变小，则W34>W45，故D项错误．3．(2018·丰县中学模拟)一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动．取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图3所示．下列图象中合理的是()图3答案D解析在粒子运动中的某一小段位移Δx内静电力做功qEΔx.由功能关系知ΔEp＝－qE·Δx，即eq\f(ΔEp,Δx)＝－qE，Ep－x图线切线的斜率的绝对值表示静电力，故由图线可知E逐渐减小，A错误；因粒子仅受静电力作用，由qE＝ma可知a也逐渐减小，D正确；再由动能定理有ΔEk＝qE·Δx，即eq\f(ΔEk,Δx)＝qE，Ek－x图线切线的斜率也表示静电力，则Ek－x图线应是一条斜率逐渐减小的曲线，B错误；由v2＝2ax有v＝eq\r(2ax)，可知v－x图线应是一条曲线，C错误．4．(多选)(2018·苏州市模拟)如图4所示，在水平向右的匀强电场中，某带电粒子从A点运动到B点，在A点时速度方向竖直向上，在B点时速度方向水平向右，在这一运动过程中粒子只受电场力和重力，所受电场力是重力的eq\r(3)倍，并且克服重力做的功为1J，电场力做的正功为3J，则下列说法中正确的是()图4A．粒子带正电B．粒子在A点的动能比在B点多2JC．粒子在A点的机械能比在B点少3JD．粒子由A点到B点过程中速度最小时，速度的方向与水平方向的夹角为60°答案ACD5．(多选)(2018·丹阳高级中学模拟)如图5所示，虚线框的真空区域内存在着沿纸面方向的匀强电场(具体方向未画出)，一质子从bc边上的M点以速度v0垂直于bc边射入电场，从cd边上的Q点飞出电场，不计质子重力．下列说法正确的有()图5A．质子到Q点时的速度可能大于v0B．质子到Q点时的速度可能等于v0C．质子到Q点时的速度方向可能与cd边平行D．质子到Q点时的速度方向可能与cd边垂直答案ABD解析若电场强度方向水平向右，则质子从M点到Q点电场力做正功，动能变大，此时质子到Q点时的速度大于v0，选项A正确；若电场强度方向垂直于MQ连线向下，则质子从M到Q点电场力不做功，动能不变，此时质子到Q点时的速度等于v0，选项B正确；质子能到达Q点说明电场力有向右的分量，则到达Q点后一定有水平向右的分速度，即质子到Q点时的速度方向不可能与cd边平行，选项C错误；若电场方向斜向右下方，则质子有水平向右的加速度和竖直向下的加速度，当运动到Q点时，竖直速度可能减小为零，而只具有水平向右的速度，此时质子到Q点时的速度方向与cd边垂直，选项D正确．6．(2018·苏州市模拟)如图6所示，一个电荷量为＋Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点，另一个电荷量为－q、质量为m的点电荷乙从A点以初速度v0沿它们的连线向甲滑动，到B点时速度最小且为v.已知静电力常量为k，点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ，A、B间距离为L，则以下说法不正确的是()图6A．O、B间的距离为eq\r(\f(kQq,μmg))B．从开始运动到碰到甲之前的瞬间，乙的加速度逐渐减小C．从A到B的过程中，电场力对点电荷乙做的功为W＝μmgL＋eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02D．从A到B的过程中，乙的电势能减少答案B解析由题意，乙到达B点时速度最小，乙先做减速运动后做加速运动，当速度最小时有：μmg＝F库＝keq\f(Qq,r2)，解得OB间的距离r＝eq\r(\f(kQq,μmg))，故A正确；滑动摩擦力的大小及方向不变，两点电荷靠近过程中库仑力逐渐增大，乙在运动到B点之前，有μmg－F库＝ma，因此乙的加速度逐渐减小．当越过B点后，库仑力大于滑动摩擦力，由F库－μmg＝ma′，则加速度逐渐增大，因此从开始运动到碰到甲之前的瞬间，乙的加速度先逐渐减小后逐渐增大，故B错误；从A到B的过程中，根据动能定理得：W－μmgL＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02，得W＝μmgL＋eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02，故C正确；从A到B的过程中，电场力对乙做正功，乙的电势能减少，故D正确．7．(多选)(2018·苏州市模拟)如图7所示，eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三种粒子从同一位置无初速度地飘入水平向右的匀强电场，被加速后进入竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上．整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么()图7A．偏转电场对三种粒子做功一样多B．三种粒子打到屏上时速度一样大C．三种粒子运动到屏上所用时间相同D．三种粒子一定打到屏上的同一位置答案AD解析带电粒子在加速电场中加速，电场力做功W＝E1qd，由动能定理可知：E1qd＝eq\f(1,2)mv2，解得，v＝eq\r(\f(2E1dq,m))，粒子在偏转电场中运动的时间t＝eq\f(L,v)，出偏转电场的瞬间竖直方向的速度v0＝at＝eq\r(\f(E\o\al(22)qL2,2E1md))，竖直方向的位移x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(E2L2,4E1d)，即竖直方向的位移与比荷无关，与速度无关，则可知三种粒子的偏转位移相同，则偏转电场对三种粒子做功一样多，故A正确，B错误；因三种粒子由同一点射入偏转电场，且偏转位移相同，故三种粒子打在屏上的位置一定相同，因粒子运动到屏上所用时间与水平方向的速度成反比，而加速后的速度大小不同，故三种粒子运动到屏上所用时间不相同，故C错误，D正确．8.(多选)(2018·南京市期中)如图8所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，R为滑动变阻器．闭合开关S