人教版高中物理带电粒子在电场中的运动单元测试

1、名校名 推荐2019 届人教版带电粒子在电场中的运动单元测试1一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是()A 匀速直线运动B 匀加速直线运动C匀变速曲线运动D 匀速圆周运动2(多选 )如图所示为匀强电场的电场强度E 随时间t 变化的图象当t 0 时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是()第 2 题图A 带电粒子将始终向同一个方向运动B 2 s 末带电粒子回到原出发点C 3 s 末带电粒子的速度为零D 0 3 s 内，电场力做的总功为零3如图所示，平行板电容器上极板带正电，从上极板的端点A 点以水平初速度v0 向右射出一个带

2、电荷量为Q(Q 0) 的粒子，粒子重力不计，当它的水平速度与竖直速度的大小之比为1 2 时，恰好从下端点B 射出，则d 与 L 之比为 ()第 3 题图A 1 2B 2 1C 1 1D 1 34如图所示，一带电粒子以速度缘飞出，已知产生场强的金属板长为v 垂直于场强方向沿上板边缘射入匀强电场，刚好贴下边L，如果带电粒子的速度为2v 时，当它的竖直位移等于板间距 d 时，它的水平射程x 为 ()第 4 题图A 1.5LB 2LC 2.5LD 3L5 如图所示，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，加速电场的加速电压是偏转电场电压的k 倍有一初速度为零的带电粒子经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直

3、电场强度方向射入，且正好能从下极板右边缘穿出电场，不计带电粒子的重力，则偏转电场长、宽的比值dl为()名校名 推荐第 5 题图A.kB.2kC.3kD.5k6(多选 )如图所示， MPQO 为有界的竖直向下的匀强电场(边界上有电场)，电场强度为Emgq， ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R， A、 B为圆水平直径的两个端点，AC为 14圆弧，一个质量为m，电荷量为q 的带电小球，从A 点正上方高为H R 处由静止释放，并从点沿切线进入半圆轨道，不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的受力及运动情况，下列说法正确的是()A第 6 题图A 小球到达 C 点时对轨道压力为 2mgB 小球在

4、 AC 部分运动时，加速度不变C适当减小 E，小球到达 C 点的速度可能为零2mg3RD 若 E q ，要使小球沿轨道运动到C，则应将H 至少调整为 27如图甲所示，两平行金属板MN 、 PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，在t 0时刻，一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，粒子射入电场时的速度为v 0，t T 时刻粒子刚好沿 MN 板右边缘射出电场则 ()第 7 题图A 该粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的B 在 t T2时刻，该粒子的速度大小为2v 0TC若该粒子在2时刻以速度 v 0 进入电场，则粒子会打在板

5、上D 若该粒子的入射速度变为2v 0，则该粒子仍在t T 时刻射出电场8一平行板电容器板长为 L，板间距离为 d，将其倾斜放置，如图所示，两板间形成一匀强电场，现有一质量为 m，电量为 q 的油滴以初速度 v0 自左侧下板边缘处水平进入两板之间，沿名校名 推荐水平方向运动并恰从右侧上板边缘处离开电场，求两板间电势差的大小第 8 题图9如图所示，质量 m 2.0 10 4 kg 、电荷量 q 1.0 10 6 C 的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为 E1 的匀强电场中取 g 10 m/s 2.(1) 求匀强电场的电场强度E1 的大小和方向；(2) 在 t 0 时刻，匀强电场强度大小突然

6、变为E2 4.0 103 N/C ，且方向不变求在t 0.20 s时间内电场力做的功；(3) 在 t 0.20 s 时刻突然撤掉第 (2)问中的电场，求带电微粒回到出发点时的动能第 9 题图10 如图所示，区域内有电场强度为E、方向竖直向上的匀强电场；区域中有一光滑绝缘圆弧轨道，轨道半径为R 5v02，轨道在 A 点的切线与水平方向成60 角，在 B 点的切线与竖g直线 CD 垂直；在区域内有一宽为d 的有界匀强电场，电场强度大小未知，方向水平向右一质量为 m、带电荷量为q 的小球 (可看做质点 )从左边界的 O 点正上方的 M 点以速度 v0 水平射入区域，恰好从 A 点沿圆弧轨道切线进入轨

7、道且恰好不能从电场右边界穿出，求：(1)OM 的长 L；(2)区域中电场强度的大小E；(3)小球到达区域中电场的右边界上的点与OO的距离 s.名校名 推荐第 10 题图名校名 推荐(二十八 )带电粒子在电场中的运动1.A【解析】带电粒子只在电场力作用下可以被加速，可以偏转(例如沿电场方向进入匀强电场和垂直电场进入匀强电场中)， B 、 C 可能；也可以做匀速圆周运动(例如电子绕原子核的高速旋转)， D 可能出现；不能做匀速直线运动，A 不可能出现；故选A.2 CD 【解析】设第1 s 内粒子的加速度为a1，第 2 s 内的加速度为 a2，由 a qE可知，ma2 2a1 ，可见，粒子第1 s

8、内向负方向运动， 1.5 s 末粒子的速度为零，然后向正方向运动，至3s 末回到原出发点，粒子的速度为0， v-t 图象如图所示，由动能定理可知，此过程中电场力做的总功为零，综上所述，可知C、 D 正确第 2 题图3 C【解析】设粒子从A 到 B 的时间为t，粒子在B 点时，竖直方向的分速度为vy，vy由类平抛运动的规律可得L v0t， d 2 t，又 v0 vy 1 2，可得d L 1 1，选项C 正确4 C 【解析】带电粒子的初速度为v 时，由类平抛运动的规律得：d121 L2，带2at a()2 v电粒子的初速度变为2v，粒子离开电场时偏转的距离为y，速度的偏向角为.则得： y 1at2

9、 122a(L )2 ，由上两式得：y1d，根据推论可知，粒子离开电场时速度的反向延长线交于上板的中v4d点则根据几何知识有tan y4 d，又 tan d ，解得 L 2L，所以x 0.5L LLL2LL 222.5L，故选 C.5 B【解析】设加速电压为U 1，偏转电压为U2，因为 qU1 1mv02 ，带电粒子离开加速2电场时的速度v0 2qU1；在偏转电场中d1 qU22，解得t dm，水平距离l v 0t m2tqU 22 mdd2U 1 d2k，所以 l 2k， B 正确U2d6 AD【解析】小球进入半圆轨道，电场力和重力平衡，小球做匀速圆周运动，根据动1mvA22能定理知 mgH

10、 ，解得 v A 2gR，根据牛顿第二定律得F N mvA 2mg，则小球到达C 点2R时对轨道的压力为2mg，故 A 正确；小球在AC 部分做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向始终指向圆心，故B 错误；若适当减小E，则电场力小于重力，根据动能定理知，小球到达C 点的速度不可能为零，故C 错误；若E 2mgq ，在最低点轨道的作用力为零，根据牛顿第二定律得名校名 推荐2vc，解得 v cgR，根据动能定理得mg(H R) qER1mvc2 ，解得 H3R，所以 HqE mg mR223R至少为2，故 D 正确，故选 AD.7 A 【解析】 粒子射入电场在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上前

11、半个周期内做匀加速直线运动，在后半个周期内做匀减速直线运动，一个周期末竖直方向上的分速度为零，可知粒子射出电场时的速度方向一定沿垂直电场方向，故A 正确；在t T时刻，粒子在水2平方向上的分速度为v0 ，因为两平行金属板MN 、 PQ 的板长和板间距离相等，则有v 0T vy2 T 2，解得 vy v0，根据平行四边形定则知，粒子的速度为v2v0 ，故 B 错误；若该粒子在 T时刻以速度 v0 进入电场，粒子在竖直方向上的运动情况与t 0时刻进入时运动的方向相2反，运动规律相同，则粒子不会打在板上，故C 错误；若该粒子的入射速度变为2v 0，则粒子射出电场的时间 t L T ，故 D 错误故选

12、 A.2v02mgdL2 d2【解析】设板间电势差为U ，则板间场强 E U8.qLd ；设板与水平面的夹角dqULmgd L2 d2tan L ；油滴的受力如图，由qEcos mg 得 d L2 d2 mg；解得 UqL.第 8 题图9 (1)2.0 10 3 N/C 方向向上(2)8.0 10 4 J (3)8.0 10 4 J【解析】(1)由题意知 E1q mg， 4E1 mg 10N/C 2.0 103 N/C ，方向向上2.0 10 6q1.0 10(2)在 t 0 时刻，电场强度突然变化为E2 4.0 103N/C.设微粒的加速度为 a1，在 t 0.20 s 时间内上升高度为h，

13、电场力做功为W，则 qE2 mg ma1 ，解得 a1 10 m/s2，1ha1 t2，解得h 0.20 m，W qE 2h，解得 W 8.0 10 4J.(3)设在 t 0.20 s 时刻突然撤掉电场时粒子的速度大小为v ，回到出发点时的动能为Ek ，则 v a1k mgh 12，解得 Ekt， E2mv48 0 10 J.3mv02(2)9mv02；10 (1) 2（ qE mg）2qd22gd2(3)5v02g29v0【解析】(1) 小球在区域 I 中做类平抛运动，设小球在A 点的速度为 vA ，竖直分速度为 vy ，名校名 推荐则有： vA v 0 2v 0， vy v 0tan603v0 ，由牛顿第二定律可得：a qE mg，由匀变速cos60m23mv0直线运动的速度位移公式得：v2 2aL，解得： L ； yRR(2)在区域 中，由图可得，由A 至 B 下降的高度为2，则由 A 到 B，根据动能定理：mg2 1mvB