XX專用高考物理總復(fù)習(xí)優(yōu)編題型增分練：基礎(chǔ)回扣練帶電粒子在電場中的運動

PAGE11.帶電粒子在電場中的運動1．(2018·揚州中學(xué)下學(xué)期開學(xué)考)一帶電粒子在電場中僅在電場力作用下，從A點運動到B點，速度隨時間變化的圖象如圖1所示，tA、tB分別是帶電粒子到達(dá)A、B兩點對應(yīng)的時刻，則下列說法中正確的是()圖1A．A處的場強一定小于B處的場強B．A處的電勢一定高于B處的電勢C．電荷在A處的電勢能一定小于在B處的電勢能D．電荷在A到B的過程中，電場力一定對電荷做正功答案D解析根據(jù)v－t圖象的斜率等于加速度，由數(shù)學(xué)知識可以看出，從A點運動到B點的過程中帶電粒子的加速度減小，則其所受的電場力減小，電場強度減小，即有A處的場強一定大于B處的場強，A錯誤．由于帶電粒子的電性未知，無法判斷電場方向，也就不能判斷電勢高低，故B錯誤．由題圖看出，帶電粒子的速度增大，動能增大，則由能量守恒定律得知，其電勢能減小，電場力做正功，故C錯誤，D正確．2．(多選)(2018·泰州中學(xué)模擬)如圖2所示，一帶電小球固定在光滑水平面上的O點，虛線a、b、c、d是帶電小球激發(fā)的電場線的四條等距離的等勢線，一個帶電小滑塊從等勢線d上的1處以水平初速度v0運動，結(jié)果形成了實線所示的小滑塊的運動軌跡.1、2、3、4、5是等勢線與小滑塊運動軌跡的一些交點．由此可以判定()圖2A．固定小球與小滑塊帶異種電荷B．在整個運動過程中小滑塊具有的動能與電勢能之和保持不變C．在整個過程中小滑塊的加速度先變大后變小D．小滑塊從位置3到4和從位置4到5的過程中，電場力做功的大小關(guān)系是W34＝W45答案BC解析由題圖軌跡可知滑塊受到了斥力作用，則知小球與小滑塊電性一定相同，故A項錯誤．根據(jù)能量守恒定律得知，小滑塊運動過程中具有的動能與電勢能之和保持不變，故B項正確．滑塊與小球的距離先減小后增大，由庫侖定律得知滑塊所受的庫侖力先增大后減小，則其加速度先增大后減小，故C項正確．小滑塊從位置3到4和從位置4到5的過程中電場強度在變小，則W34>W45，故D項錯誤．3．(2018·豐縣中學(xué)模擬)一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動．取該直線為x軸，起始點O為坐標(biāo)原點，其電勢能Ep與位移x的關(guān)系如圖3所示．下列圖象中合理的是()圖3答案D解析在粒子運動中的某一小段位移Δx內(nèi)靜電力做功qEΔx.由功能關(guān)系知ΔEp＝－qE·Δx，即eq\f(ΔEp,Δx)＝－qE，Ep－x圖線切線的斜率的絕對值表示靜電力，故由圖線可知E逐漸減小，A錯誤；因粒子僅受靜電力作用，由qE＝ma可知a也逐漸減小，D正確；再由動能定理有ΔEk＝qE·Δx，即eq\f(ΔEk,Δx)＝qE，Ek－x圖線切線的斜率也表示靜電力，則Ek－x圖線應(yīng)是一條斜率逐漸減小的曲線，B錯誤；由v2＝2ax有v＝eq\r(2ax)，可知v－x圖線應(yīng)是一條曲線，C錯誤．4．(多選)(2018·蘇州市模擬)如圖4所示，在水平向右的勻強電場中，某帶電粒子從A點運動到B點，在A點時速度方向豎直向上，在B點時速度方向水平向右，在這一運動過程中粒子只受電場力和重力，所受電場力是重力的eq\r(3)倍，并且克服重力做的功為1J，電場力做的正功為3J，則下列說法中正確的是()圖4A．粒子帶正電B．粒子在A點的動能比在B點多2JC．粒子在A點的機械能比在B點少3JD．粒子由A點到B點過程中速度最小時，速度的方向與水平方向的夾角為60°答案ACD5．(多選)(2018·丹陽高級中學(xué)模擬)如圖5所示，虛線框的真空區(qū)域內(nèi)存在著沿紙面方向的勻強電場(具體方向未畫出)，一質(zhì)子從bc邊上的M點以速度v0垂直于bc邊射入電場，從cd邊上的Q點飛出電場，不計質(zhì)子重力．下列說法正確的有()圖5A．質(zhì)子到Q點時的速度可能大于v0B．質(zhì)子到Q點時的速度可能等于v0C．質(zhì)子到Q點時的速度方向可能與cd邊平行D．質(zhì)子到Q點時的速度方向可能與cd邊垂直答案ABD解析若電場強度方向水平向右，則質(zhì)子從M點到Q點電場力做正功，動能變大，此時質(zhì)子到Q點時的速度大于v0，選項A正確；若電場強度方向垂直于MQ連線向下，則質(zhì)子從M到Q點電場力不做功，動能不變，此時質(zhì)子到Q點時的速度等于v0，選項B正確；質(zhì)子能到達(dá)Q點說明電場力有向右的分量，則到達(dá)Q點后一定有水平向右的分速度，即質(zhì)子到Q點時的速度方向不可能與cd邊平行，選項C錯誤；若電場方向斜向右下方，則質(zhì)子有水平向右的加速度和豎直向下的加速度，當(dāng)運動到Q點時，豎直速度可能減小為零，而只具有水平向右的速度，此時質(zhì)子到Q點時的速度方向與cd邊垂直，選項D正確．6．(2018·蘇州市模擬)如圖6所示，一個電荷量為＋Q的點電荷甲，固定在絕緣水平面上的O點，另一個電荷量為－q、質(zhì)量為m的點電荷乙從A點以初速度v0沿它們的連線向甲滑動，到B點時速度最小且為v.已知靜電力常量為k，點電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為μ，A、B間距離為L，則以下說法不正確的是()圖6A．O、B間的距離為eq\r(\f(kQq,μmg))B．從開始運動到碰到甲之前的瞬間，乙的加速度逐漸減小C．從A到B的過程中，電場力對點電荷乙做的功為W＝μmgL＋eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02D．從A到B的過程中，乙的電勢能減少答案B解析由題意，乙到達(dá)B點時速度最小，乙先做減速運動后做加速運動，當(dāng)速度最小時有：μmg＝F庫＝keq\f(Qq,r2)，解得OB間的距離r＝eq\r(\f(kQq,μmg))，故A正確；滑動摩擦力的大小及方向不變，兩點電荷靠近過程中庫侖力逐漸增大，乙在運動到B點之前，有μmg－F庫＝ma，因此乙的加速度逐漸減小．當(dāng)越過B點后，庫侖力大于滑動摩擦力，由F庫－μmg＝ma′，則加速度逐漸增大，因此從開始運動到碰到甲之前的瞬間，乙的加速度先逐漸減小后逐漸增大，故B錯誤；從A到B的過程中，根據(jù)動能定理得：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正確；從A到B的過程中，電場力對乙做正功，乙的電勢能減少，故D正確．7．(多選)(2018·蘇州市模擬)如圖7所示，eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三種粒子從同一位置無初速度地飄入水平向右的勻強電場，被加速后進(jìn)入豎直向下的勻強電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上．整個裝置處于真空中，不計粒子重力及其相互作用，那么()圖7A．偏轉(zhuǎn)電場對三種粒子做功一樣多B．三種粒子打到屏上時速度一樣大C．三種粒子運動到屏上所用時間相同D．三種粒子一定打到屏上的同一位置答案AD解析帶電粒子在加速電場中加速，電場力做功W＝E1qd，由動能定理可知：E1qd＝eq\f(1,2)mv2，解得，v＝eq\r(\f(2E1dq,m))，粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間t＝eq\f(L,v)，出偏轉(zhuǎn)電場的瞬間豎直方向的速度v0＝at＝eq\r(\f(E\o\al(22)qL2,2E1md))，豎直方向的位移x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(E2L2,4E1d)，即豎直方向的位移與比荷無關(guān)，與速度無關(guān)，則可知三種粒子的偏轉(zhuǎn)位移相同，則偏轉(zhuǎn)電場對三種粒子做功一樣多，故A正確，B錯誤；因三種粒子由同一點射入偏轉(zhuǎn)電場，且偏轉(zhuǎn)位移相同，故三種粒子打在屏上的位置一定相同，因粒子運動到屏上所用時間與水平方向的速度成反比，而加速后的速度大小不同，故三種粒子運動到屏上所用時間不相同，故C錯誤，D正確．8.(多選)(2018·南京市期中)如圖8所示，A、B為水平放置的平行正對金屬板，在板中央分別有一小孔M、N，D為理想二極管，R為滑動變阻器．閉合開關(guān)S