高三物理一轮 6.4带电粒子在电场中的运动（二）课后巩固训练（含解析）.doc

第课时带电粒子在电场中的运动(二) 【测控导航】知识点题号1.示波管2、7、102.带电粒子在交变电场中的运动4、83.带电粒子在复合场中的运动1、3、5、6、9、1116题为单选题;79题为多选题1.如图所示的示波管,当两偏转电极xx、yy电压为零时,电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标的o点,其中x轴与xx电场的场强方向平行,x轴正方向垂直于纸面指向纸内,y轴与yy电场的场强方向平行).若要电子打在图示坐标的第象限,则(d)a.x、y接电源的正极,x、y接电源的负极b.x、y接电源的正极,x、y接电源的负极c.x、y接电源的正极,x、y接电源的负极d.x、y接电源的正极,x、y接电源的负极解析:电子枪发射的带负电的电子在电场力作用下向第象限偏转,故y、x是带正电的极板.故选项d正确.电子枪发射的电子带负电,若要求向下偏转,必须把下极板接电源正极;若要求向左,必须把左极板接电源正极,电子在这两个方向的电场力共同作用下到达预定的位置.2.(2012黄冈期末)在竖直向下的匀强电场中,有a、b、c、d四个带电质点,各以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动,不计质点间的相互作用力,则下列说法中错误的是(a)a.c、d带异种电荷b.a、b带同种电荷且电势能均不变c.d的电势能减小,重力势能增大d.c的电势能增大,机械能减小解析:各个质点所受重力均向下,要使它们分别以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动,所受电场力均向上,各个质点均带负电,且与重力平衡,选项a错误;a、b沿等势面运动,带同种电荷且电势能均不变,选项b正确;d竖直向上运动,电场力做正功,d的电势能减小,重力势能增大,选项c正确;c竖直向下运动,电场力做负功,电势能增大,重力势能减小,机械能减小,选项d正确.3. 将如图所示的交变电压加在平行板电容器a、b两极板上,开始b板电势比a板电势高,这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间,它在电场力作用下开始运动,设a、b两极板间的距离足够大,下列说法中正确的是(d)a.电子一直向着a板运动b.电子一直向着b板运动c.电子先向a板运动,然后返回向b板运动,之后在a、b两板间做周期性往复运动d.电子先向b板运动,然后返回向a板运动,之后在a、b两板间做周期性往复运动解析:开始b板电势高,电子在电场力作用下向b板运动,0t4内做加速运动,t4t2内做减速运动,t2时速度为零,在t234t内反向加速,34tt内反向减速,故做周期性往复运动,选项d正确.带电粒子在交变电场中运动,分析的有效方法是画vt图像.例如本题的vt图像大致如图所示,由图中的“面积”的意义就可判断出往复运动的特点.4.(2012淄博一模)在光滑绝缘水平面的p点正上方o点固定了一电荷量为+q的点电荷,在水平面上的n点,由静止释放质量为m,电荷量为-q的检验电荷,该检验电荷经过p点时速度为v,图中=60,规定电场中p点的电势为零.则在+q形成的电场中(b)a.n点电势高于p点电势b.n点电势为-mv22qc.p点电场强度大小是n点的2倍d.检验电荷在n点具有的电势能为-12mv2解析:在+q形成的电场中,n点电势低于p点电势,选项a错误;此检验电荷的机械能与电势能之和保持不变,此检验电荷在n点电势能等于mv2/2,n点电势为-mv22q,选项b正确,选项d错误;由图中几何关系,on=2op,由点电荷电场强度公式,p点电场强度大小是n点的4倍,选项c错误.5.(2012江苏四市联考)如图所示,实线为电视机显像管主聚焦电场中的等势面.a、b、c、d为圆上的四个点,则下列说法中正确的是(b)a.a、b、c、d四点电势不等,但电场强度相同b.一电子从b点运动到c点,电场力做的功为9.610-20 jc.若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域,将做加速度增加的加速直线运动d.一束电子从左侧平行于中心轴线进入电场区域,将会从右侧平行于中心轴线穿出解析:a、b、c、d四点电势不等,但电场强度大小相等,方向不相同,选项a错误;一电子从b点运动到c点,电场力做的功为e(0.80-0.20)v=9.610-20 j,选项b正确;若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域,将做加速度先增加后减小的加速直线运动,选项c错误;因为电场线不水平,故一束电子从左侧平行于中心轴线进入电场区域,从右侧穿出时将散开,选项d错误.6.如图(甲)所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔,右极板电势随时间变化的规律如图(乙)所示,电子原来静止在左极板小孔处,不计电子的重力,下列说法中正确的是(c)a.从t=0时刻释放电子,电子时而向右运动,时而向左运动,最后打到右极板上b.从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间振动c.从t=t/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上d.从t=3t/8时刻释放电子,电子必将打到右极板上解析:若t=0时刻释放电子,电子将重复先加速后减速,直到打到右极板,不会在两板间振动,所以选项a,b错误;若从t=t/4时刻释放电子,电子先加速t/4,再减速t/4,有可能电子已达到右极板,若此时未达到右极板,则电子将在两极板间振动,所以选项c正确;同理,若从t=3t/8时刻释放电子,电子有可能达到右极板,也有可能从左极板射出,这取决于两板间的距离,所以选项d错误.7. 如图所示是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧,对矿粉分离的过程,下列表述正确的有(bd)a.带正电的矿粉落在右侧b.电场力对矿粉做正功c.带负电的矿粉电势能变大d.带正电的矿粉电势能变小解析:电容器提供的匀强电场水平向左,带正电的矿粉受到向左的电场力,落在左侧,选项a错误;无论带正电的矿粉还是带负电的矿粉,在水平方向的电场力与水平位移方向一致,做正功,选项b正确;wab=epa-epb,又wab为正功,电势能一定减小,选项c错误,选项d正确.8.如图,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力f将小球向下压至某位置静止.现撤去f,使小球沿竖直方向运动,在小球由静止到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为w1和w2,小球离开弹簧时的速度为v,不计空气阻力,则上述过程中(ab)a.小球的重力势能增加-w1b.小球的电势能减少w2c.小球的机械能增加w1+12mv2d.小球与弹簧组成的系统机械能守恒解析:由功能关系可知,在小球由静止到离开弹簧的过程中,小球的重力势能增加-w1,小球的电势能减少w2,选项a、b正确;小球的机械能增加w2,小球与弹簧组成的系统机械能和电势能之和保持不变,选项c、d错误.9.(2012四川资阳三模)如图所示,在位于竖直平面内的直角坐标系xoy的第象限存在着方向平行于y轴的匀强电场(图中未画出).场强大小为5103 v/m.一个可视为质点的带电小球在t=0时刻从y轴上的a点以沿x轴正方向的初速度进入电场,图中的b、c、d是从t=0时刻开始每隔0.1 s记录到的小球位置,已知重力加速度大小是10 m/s2.则下列说法中正确的是(bd)a.小球从a运动到d的过程中,机械能一定增大b.小球从a运动到d的过程中,电势能一定增大c.小球的初速度是60 m/sd.小球的比荷(qm)是110-3c/kg解析:由小球在竖直方向相等时间内的位移差y=at2=22.5 cm,解得a=5 m/s2,说明小球从a运动到d的过程中,电场力做负功,机械能减小,电势能增大,选项a错误b正确;由x=vt解得小球的初速度是0.6 m/s,选项c错误;小球所受电场力大小由mg-qe=ma得qe=mg/2,小球的比荷qm=110-3 c/kg,选项d正确.10.(2013攀枝花市统考)如图所示,虚线pq、mn间存在如图所示的水平匀强电场,一带电粒子质量为m=2.010-11 kg、电荷量为q=+1.010-5 c,从a点由静止开始经电压为u=100 v的电场加速后,垂直于匀强电场进入匀强电场中,从虚线mn的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30角.已知pq、mn间距为20 cm,带电粒子的重力忽略不计.求:(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1;(2)匀强电场的场强大小e;(3)ab两点间的电势差uab.解析:(1)带电粒子在电压为u的电场加速运动,由动能定理得:qu=12mv12代入数据得v1=1.0104 m/s.(2)带电粒子在水平匀强电场中运动,沿初速度方向做匀速运动,带电粒子沿电场方向做匀加速运动.设带电粒子在水平匀强电场的加速度为a,运动时间为t,离开匀强电场时平行于电场方向的分速度为vy,由牛顿第二定律及运动学规律得:qe=ma,d=v1t,vy=at又由题意得:tan30=v1vy,解得:e=3103 n/c1.732103 n/c.(3)带电粒子从a到b的过程中由动能定理得:quab=12mv2=12m(v12+vy2)解得:uab=400 v.答案:(1)1.0104 m/s(2)1.732103 n/c(3)400 v11.(2013泸州市一诊)在光滑绝缘的水平面上有半圆柱形的凹槽abc,截面半径为r=0.4 m.空间有竖直向下的匀强电场,一个质量m=0.02 kg,带电荷量q=+1.010-3 c的小球(可视为质点)以初速度v0=4 m/s从a点水平飞入凹槽,恰好撞在d点,d与o的连线与水平方向夹角为=53,重力加速度取g=10 m/s2,sin 53=0.8.cos 53=0.6,试求:(1)小球从a点飞到d点所用的时间t;(2)电场强度e的大小;(3)从a