黑龙江省大庆市喇中2015年高考物理考前拔高看题电荷在交变电场中运动

1、 05高考考前拔高物理看题电荷在交变电场中运动1、如图甲所示，在两距离足够大的平行金属板中央有一个静止的电子（不计重力），当两板间加上如图乙所示的交变电压后，下列图像中能正确反映电子速度位移加速度和动能四个物理量随时间变化规律的是（    ）答案 A2、如下图所示，在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场，MN为电场区域的上边界，在x轴方向范围足够大。电场强度的变化如图所示，取x轴正方向为电场正方向。现有一个带负电的粒子，粒子的比荷q/m=1×102C/kg为，在t=0时刻以速度Vo=50m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域，不计粒子重力。求：（&

2、#160;   ）【小题1】粒子通过电场区域的时间；【小题2】粒子离开电场时的位置坐标；【小题3】粒子离开电场区域时的速度大小和方向。答案【小题1】004秒【小题2】坐标为（2m  2m）【小题3】 与水平方向的夹角3、如图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上如图所示的交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是（    ） 答案 ABC4、平行板间有如图1所示的周期性变化的电压重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t0时刻开始将其释放，运动过程中无碰板情况在图2所示的图象中，能正确定性描述粒子

3、运动的速度图象的是 ()                                               &

4、#160;   答案 A5、某平行金属板间加如图所示的周期性变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t0时刻开始将其释放，运动过程中无碰板情况下图中能正确定性描述粒子运动的速度图象的是（    ）答案 A6、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，在下图中，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()答案 AD7、在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的电压，开始B板的电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场作用下开始运

5、动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是 (不计电子重力)（    ）A.电子先向A板运动，后向B板运动，再返回A板做周期性运动B.电子一直向A板运动C.电子一直向B板运动D.电子先向B板运动，后向A板运动，再返回B板做周期性运动答案 C8、在平行板电容器的两板A、B上，加上如下图所示的交变电压，开始B板电势比A板电势高。在电场力作用下，原来静止在两板中间的电子开始运动。若两极板间的距离足够大，下列说法正确的是（  ）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

6、A板运动，然后返回B板运动，之后在A、B两板间做周期性往返运动D电子先向B板运动，然后返回A板运动，之后在A、B两板间做周期性往返运动答案 D9、如图1所示，A和B是真空中两块面积很大的平行金属板、加上交变电压，在两板间产生变化的电场。已知B板电势为零，在0T时间内，A板电势UA随时间变化的规律如图2所示，其中UA的最大值为U0，最小值为 -2U0 。在图1中，虚线MN表示与A、B板平行且等距的一个较小的面，此面到A和B的距离皆为L。在此面所在处，不断地产生电量为q、质量为m的带负电微粒，微粒随时间均匀产生出来。微粒产生后，从静止出发在电场力的作用下运动。设微粒一旦碰到金属板，就附在板上不再运

7、动，且其电量同时消失，不影响A、B板的电压。已知在0T时间内产生出来的微粒，最终有四分之一到达了A板，求这种微粒的比荷（q/m）。（不计微粒重力，不考虑微粒之间的相互作用）。答案解析试题分析：加速阶段的加速度 在T/4时刻发射的粒子恰好到达A板则减速阶段的加速度a2=2a1，用时t="T/8"  10、如图所示，A、B两导体板平行放置，在t=0时将电子从A板附近由静止释放（电子的重力忽略不计）。分别在A、B两板间加四种电压，它们的UABt图线如下列四图所示。其中可能使电子到不了B板的是（    ）答案 B11、在地面附近，存

8、在着一有界电场，边界MN将某空间分成上下两个区域、，在区域中有竖直向上的匀强电场，在区域中离边界某一高度由静止释放一质量为m的带电小球A，如图甲所示，小球运动的vt图象如图乙所示，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则( )A在t2.5 s时，小球经过边界MN+ * ; L2 Z HB小球受到的重力与电场力之比为327 2 - L3 c& U' I: c" GC在小球向下运动的整个过程中，重力做的功与电场力做的功大小相等+ Q R' j* _; A) jD在小球运动的整个过程中，小球的机械能与电势能总和先变大再变小/ C) S5 M# E' _* A答案

9、 C12、如图甲所示，一电子以v0的初速度沿平行金属板的轴线射入金属板空间从电子射入的时刻开始在金属板间加如图乙所示的交变电压，假设电子能穿过平行金属板则下列说法正确的是(   )A电子只可能从轴线到上极板之间的空间射出(不包括轴线)# ; f- d+ T( / KB电子只可能从轴线到下极板之间的空间射出(不包括轴线): Q0 I- P1 K0 Q1 C电子可能从轴线到上极板之间的空间射出，也可能沿轴线方向射出* ?3 j5 V& _. I; 3 C1 FD电子射出后动能一定增大* a, g* H3 U# 2 h1 f+ d答案 C13、粗糙绝缘的水平地面上，有两块

10、竖直平行相对而立的金属板AB. 板间地面上静止着带正电的物块，如图甲所示，当两金属板加图乙所示的交变电压时，设直到时刻物块才开始运动，(最大静摩擦力与动摩擦力可认为相等)，则(       )  A.在时间内，物块受到逐渐增大的摩擦力，方向水平向右B.在时间内，物块受到的摩擦力，先逐渐增大，后逐渐减小C.时刻物块的速度最大D.时刻物块的速度最大答案 C14、如图所示，A、B两导体板平行放置，在t0时将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)分别在A、B两板间加四种电压，它们的UABt图线如下列四图所示其中可能

11、使电子到不了B板的是（   ）答案 B15、如图甲，距离很近的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区域，磁场范围很大，方向垂直纸面向里。在边界上固定两个等长的平行金属板A 和D ，两金属板中心各有小孔S1、S2 ，板间电压的变化规律如图乙，正、反向最大电压均为U0，周期为T0。一个质量为m、电荷量为q的粒子在磁场中运动的周期也是T0 。现将该粒子在t=T0/4时刻由S1静止释放，经电场加速后通过S2又垂直于边界进人右侧磁场区域，在以后的运动过程中不与金属板相碰。不计粒子重力、极板外的电场及粒子在两边界间运动的时间。 （1）求金属板的最大长度。 （2）求粒子第n次通过S2的速度。 （

12、3）若质量m ="13/12" m 电荷量为q的另一个粒子在t =" 0" 时刻由S1静止释放，求该粒子在磁场中运动的最大半径。答案（1）；（2）；（3）。解析试题分析：（1）由题意知，粒子第一次在电场中运动，由动能定理有：        1分粒子在磁场里做匀速圆周运动，有            1分周期    1分  

13、;      半径        1分在磁场里做匀速圆周运动的最小半径      1分解得金属板的最大长度     1分（2）粒子每从S1、S2中穿过一次，就会被加速一次，且每次加速的电压总为对粒子由动能定理有   2分解得   2分（3）分析可知，粒子被连续加速6次后，圆周运动的半径最大，记为r6 

14、0; 1分第1次加速过程中，由动能定理有  1分第2次加速过程中，有  第6次加速过程中，有  以上6式左右累加解得     2分由得     2分16、如图（a）所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图（b）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是     (   

15、;    )A           BC          D 答案 B17、如图甲所示，A、B是一对平行放置的金属板，中心各有一个小孔P、Q，P、Q 连线垂直金属板，两极板间距离为d，从P点处连续不断地有质量为m，带电量为m的带正电粒子沿P、Q方向放出，带电粒子的初速度和重力均忽略不计从t = 0开始，在A、B间加上如图乙所示的交变电压，周期为T，电压为U带电粒子在

16、A、B间运动过程中，粒子间的相互作用力忽略不计 （1）如果只有在每个周期为0T/4时间内放出的带电粒子才能从小孔Q中射出，则上述物理量之间满足怎样的关系? （2）如果各物理量满足第（1）问中的关系，求每个周期从小孔Q中有粒子射出的时间与周期T的比值答案 （1）即.（2）     18、在足够大的绝缘光滑水平面上有一质量m=1.0×10-3kg、带电量q=1.0×10-10C的带正电的小球，静止在O点。以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxy。在t0=0时突然加一沿x轴正方向、大小E1=2.0×106V/m的匀

17、强电场，使小球开始运动。在t1=1.0s时，所加的电场突然变为沿y轴正方向、大小E2=2.0×106V/m的匀强电场。在t2=2.0s时所加电场又突然变为另一个匀强电场E3，使小球在此电场作用下在t3=3.0s时速度变为零。求： （1）在t1=1.0s时小球的速度v1的大小； （2）在t2=2.0s时小球的位置坐标x2、y2； （3）匀强电场E3的大小； （4）请在图的坐标系中绘出该小球在这3s内的大致运动轨迹.答案 （1）0.2 m/s （2）0.1m。（3）2.8×10-6V/m （4）如图19、如图图(甲)所示,A、B是真空中水平放置的一对平行金属板,两板间距离d=1

18、5cm。今将B板接地，在A板间加上如图(乙)所示的交变电压(U0 =1080V),然后让一个质量m=1.6×1027kg、电量大小q=1.6×10-19C的带电粒子(不计重力)在t=0时刻从B板附近由静止开始运动。空气阻力不计。 （1）判断粒子的电性； （2）当t1=?时粒子的速度第一次达到最大，并求出此最大速度； （3）当粒子的速度第一次达到最大时，粒子的电势能多大？ （4）粒子撞击极板A时的速度为多大？答案 （1）带负电（2）2.4×105 m/s（3）-4.608×10-17J（4）2.1×105 m/s解析试题分析：（1）粒子带负电（2

19、）t1=1×10-6s/3时速度第一次达到最大a=qU/dm=7.2×1011 m/s2V=at1=2.4×105 m/s（3）EP =-mV2/2=-4.608×10-17J（4）粒子在0-2×10-6s/3内先向上加速再向上减速，前进的位移X1=2×at12/2=8cm；粒子在2×10-6s/3-1×10-6s内先向下加速再向下减速，前进的位移X2=-2×at22/2=-2cm；所以粒子在一个周期（0-1×10-6s）内的位移为8cm-2cm=6cm。因d=15cm=6cm+6cm+3cm，

20、粒子经过2个周期后距A板的距离d=3cm。粒子在这3cm内做初速为零的匀加速运动一直到达A板。由VA2=2ad得VA=123×1042.1×105 m/s。20、如图甲所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两个极板，两极板间距d=0.1m，两极板间的电压U=12.5V，O为上极板中心的小孔，以O为坐标，在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场，PQ为电场区域的上边界，在x轴方向范围足够大，电场强度的变化如图乙所示，取x轴正方向为电场正方向。现有一个带负电的粒子，在t=0时刻从紧靠下级板中心O´处无初速释放，经过小孔O进入交变电场中，粒子的比荷，不计粒子重力.

21、求粒子：（1）进入交变电场时的速度；（2）在8×10-3s末的位置坐标； （3）离开交变电场时的速度大小和方向。答案（1）50m/s（2）（0.032m,0.2m）（3）,方向竖直向上。解析试题分析：（1）粒子运动至小孔O的速度为，由动能定理得  2分代入数据得   2分（2）粒子O´运动至O所用的时间为   1分即自开始，粒子垂直射入交变电场，在内，粒子做类平抛运动在y方向上，粒子做匀速运动，   1分在x方向上，粒子向右匀加速运动的加速度大小    1分粒子向右运动的位移

22、   1分故粒子在末的位置坐标为（0.032m,0.2m）1分（3）由图可知，交变电场的变化周期,粒子在交变电场中，在y方向上，一直匀速运动；在x方向上，一直向右运动，先匀加速，再匀减速至静止，这样周期性运动下去。    1分粒子在交变电场中运动的时间   1分故粒子离开交变电场时的水平速度为0   1分因此，粒子离开交变电场时的速度,方向竖直向上。1分21、如图17所示，质量为m5×108 kg的带电粒子以v02 m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场，已知板长L10 cm，板间

23、距离d2 cm，当A、B间加电压UAB103 V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高)求： (1)带电粒子的电性和所带电荷量；                               (2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出？答案 (1)1011 C负电(2)200 V

24、UAB1800 V22、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，在下图中，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（    ）()答案 AD23、如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m0.2 kg，带电荷量为q2.0×106 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数0.1.从t0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右的方向为正方向，g取10 m/s2)，求： (1)23秒内小物块的位移大小

25、； (2)23秒内电场力对小物块所做的功答案 (1)47 m(2)9.8 J24、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t0时，在电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是    (     )A带电粒子将始终向同一个方向运动3 ?0 g& I. E#  B2s末带电粒子回到原出发点- d$ h$ / h" B& L C带电粒子在0-3s内的初、末位置间的电势差为零 ( b2 H4 c' b, C& d' S

26、* VD0-2s内，电场力的总冲量为零，电场力的总功不为零3 b2 L( f+ B& L 答案 C25、如图所示，A是一个边长为L的正方形导线框，每边长电阻为r。现维持线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域。以顺时针方向为电流的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则bc两点间的电势差随时间变化的图线应为（    ）答案 B26、真空中两个平行金属板A,B上加有周期性的交变电压，如图所示。在t=0时，电势A>B，这时紧靠B板处有一个初速度为零的电子，在电场力的作用下开始运动，若已知交变电压的周期为T，在t=

27、0时，电压为U0。电子的质量为m,电量为e，求： （1）若电子正好在3T/8时刻到达A板，则电子到达时具有的动能是多大？ （2）当A,B间距离d为多大时，电子到达A板的速度为零？?答案（1）Ek =" e" U0 (6分（2） d=T（n=1.2.3.）(9分)27、如图甲所示，在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场，电场的方向水平向右（图甲中由B到C），场强大小随时间变化情况如图乙所示；磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示。在t=1s时，从A点沿AB方向（垂直于BC）以初速度v0射出第一个粒子，并在此之后，每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v

28、0射出，并恰好均能击中C点，若ABBC=L，且粒子由A运动到C的运动时间小于1s。不计空气阻力，对于各粒子由A运动到C的过程中，以下说法正确的是（     ）A电场强度E0和磁感应强度B0的大小之比为3v0:1B第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为1:3C第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为:2D第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为1:5答案 CD28、如图甲所示，M和N是相互平行的金属板，OO1O2为中线，O1为板间区域的中点，P是足够大的荧光屏带电粒子连续地从O点沿OO1方向射入两板间 （1）若只在两板间加恒定电压U，M和N相

29、距为d，板长为L（不考虑电场边缘效应）若入射粒子是电量为e、质量为m的电子，试求能打在荧光屏P上偏离点O2最远的电子的动能 （2）若两板间只存在一个以O1点为圆心的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，已知磁感应强度B=0.50T，两板间距d=cm，板长L=1.0cm，带电粒子质量m=2.0×10-25kg，电量q=8.0×10-18C，入射速度v =×105m/s若能在荧光屏上观察到亮点，试求粒子在磁场中运动的轨道半径r，并确定磁场区域的半径R应满足的条件 （3）若只在两板间加如图乙所示的交变电压u，M和N相距为d，板长为L（不考虑电场边缘效应）入射粒子是电量

30、为e、质量为m的电子某电子在t0=时刻以速度v0射入电场，要使该电子能通过平行金属板，试确定U0应满足的条件答案(1)   (2) ；（3）解析试题分析：（1）电子在两极板间的加速度；通过金属板的时间对打在荧光屏P上偏离点O2最远的粒子有此时粒子的动能联列解得 （2）由牛顿第二定律可知代入数据解得如图所示，设恰好在荧光屏P上观察到亮点时，粒子偏转角为2，磁场区域的最大半径为R0，由几何关系可知，代入数据解得则R应满足的条件（3）交变电压的周期，则电子通过金属板的时间电子在两极板间的加速度设电子分别在、时间内沿垂直于初速度方向运动的位移依次为y1、y2、y3、y4，

31、则有 要使电子能通过平行金属板，应满足条件联列解得29、在金属板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Uo，其周期是T。现有电子以平行于金属板的速度vo从两板中央射入。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力，求： （1）若电子从t=0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是多少？ （2）若电子从t=0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少多长？ （3）若电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子应从哪一时刻射入，两板间距至少多大？答案（1）    （2）v0T     （3）解析试题分析：（1）电子飞出过程中只有电场力做功，根据动能定理得：      可求：（2）若电子恰能平行于金属板飞出，说明电子在竖直方向前半周期做匀加速直线运动，后半周期做匀减速直线运动，到电子飞出电场最少用时为T；则电子水平方向做匀速直线运动：L=v0T（3）若电子恰能从两板中央平行于