带电粒子在周期性变化电场中的直线运动-2021高考物理二轮难点突破+热点解题方法(解析版)

专题02带电粒子在周期性变化电场中的直线运动

一、多选题

i.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（不计重力作用）。下列说法中正确的是（）

A.从f=0时刻释放电子,电子将始终向右运动，直到打到右极板上

B.从f=O时刻释放电子,电子可能在两板间振动

T

C.从/=一时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上

4

T

D.从/=一时刻释放电子，电子必将打到左极板上

4

【答案】AC

【详解】

AB.根据题中条件作出带电粒子的v—/图像，根据v—f图像与坐标轴围成的面积及v-f图像分析粒子的运

动，由图（a）知，7=0时释放电子，电子的位移始终是正值，说明一直向右运动，则电子一定能击中右板，

A正确、B错误；

TT

CD.由图（b）知/=一时释放电子，电子向右的位移与向左的位移大小相等，若释放后的一内不能到达右

42

板，则之后将往复运动，C正确、D错误。

故选AC.,

2.如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为“，P点在A、B板间，4、B板间的电势差U随

时间f的变化情况如图乙所示，/=0时，在P点由静止释放一质量为加、电荷量为e的电子，当z=27时，电

子回到P点。电子运动过程中未与极板相碰，不计重力，下列说法正确的是（）

A.5:S=1:2

B.Ui：S=1：3

C.在0~2T时间内，当f=T时电子的电势能最小

）夕272/j2

D.在0~27时间内，电子的电势能减小了”,?

md~

【答案】BD

【详解】

AB.0〜T时间内平行板间的电场强度为

石吟

电子以加速度

U.e

%=嬴

向上做匀加速直线运动，当f=T时电子的位移

玉=-aT2

121

速度为

v\=a\T

T~2T时间内平行板间的电场强度

电子加速度

。2=午

以VI的初速度向上做匀减速直线运动,速度变为0后开始向下做匀加速直线运动，位移为

1,

“2=匕7一]

由题意f=2T时电子回到P点，则

X|+x2=0

联立可得S=3U1,则Ui：5=1：3,A错误，B正确。

C.当速度最大时，动能最大，电势能最小，而0~27时间内电子先做匀加速直线运动，之后做匀减速直线

运动，后又做方向向下的匀加速直线运动，在f=7时，电子的动能

力：

口12e2T

叫

E、=52md2

电子在r=2T时回到P点，此时速度

72U、eT

一丁

负号表示方向向下，f=2T电子的动能为

r122/T?U；

£ki<£k2,在0~27,时间内，当r=2T时电子的电势能最小，C错误;

D.根据能量守恒定律，电势能的减少量等于动能的增加量，则在0~27时间内，电子的电势能减小了

2e2T20：

D正确。

md2

故选BDo

3.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，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒

子射入电场时的初动能均为耳。。已知1=0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场。

则()

甲乙

A.部分粒子会打到两极板上

B.每个粒子在板间运动全过程，所受电场力的冲量都为0

C.运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2纥。

D.有/=(”=0,1,2,…)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场

【答案】BC

【详解】

BD.带电粒子在垂直于电场方向上做匀速直线运动，在沿电场方向上，做加速度大小不变、方向周期性变

化的变速直线运动，由/=0时刻进入电场的粒子运动情况可知，粒子在平行板间运动时间为交变电流周期

的整数倍，在0~工时间内带电粒子运动的加速度a=4，由匀变速直线运动规律得

2m

v-at=^-t

'm

同理可分析!~T时间内的运动情况，所以带电粒子在沿电场方向的速度v与E-f图线所围面积成正比(时

间轴下方的面积取负值)，而经过整数个周期，&)―/图象与坐标轴所围面积始终为零，故带电粒子离开电

场时沿电场方向的速度总为零，故B正确，D错误；

A.带电粒子在，=0时刻射入时，侧向位移最大，故其他粒子均不可能打到极板上，故A错误；

C.当粒子在£=0时刻射入且经过7离开电场时，粒子在f时达到最大速度，此时两分位移之比为1:2,

即

c12

v0Z=2x—at

可得

匕,=%

故粒子的最大速度为

v=V2v0

因此最大动能为初动能的2倍，故C正确。

故选BCo

4.1924年英国科学家Glsing最早提出直线加速器的雏形概念。直线加速器由直的真空管道(虚线框)和

一系列带孔的金属漂移管(1,2,3,4,5,6)组成，如图甲所示。粒子加速是通过相邻漂移管之间的电

场完成的，电场和粒子的同步是由电压的周期和相应漂移管的长度配合来实现的。质子从漂移管1的左侧

小孔以速度vo沿轴线进入加速器，并依次向右穿过各漂移管，最后打在靶(7)上，质子在漂移管内做匀速直

线运动，在漂移管间被电场加速，漂移管间距离很小。设质子进入漂移管1时，电源下面的导线接地，上

面的导线电势随时间变化的图像如图乙所示，质子在每个管内运动的时间均为g7,已知质子质量为相，电

荷量为e,不考虑相对论效应，则下列说法正确的是()

A.质子可以在时间内射入漂移管1

2

B.6个漂移管长度之比为1：2：3：4：5：6

C.第2漂移管长度为g7(w+J”强)

2Vm

2

D.质子打在靶上时的动能；mvo+6(pme

【答案】AD

【详解】

A.由于漂移管的屏蔽作用，漂移管内没有电场，质子在每个管内运动的时间为gr,所以

T

若质子在0~1丁时间内射入，则将在，丁~丁某时刻射出，•此时'漂移管2的电势为0,漂移管2的电势高，

22

质子将减速，若质子在工7~7内射入，则将在7~17内某时刻离开漂移管1,此时漂移管I电势高，漂

22

移管2电势低，质子加速，选项A正确；

BC.质子进入漂移管2的速度满足

2

^mv=^mvl+e(pm

则第2个漂移管的长度

同理可得其他漂移管的长度，可知选项B、C错误:

D.质子从射入漂移管，到打到靶上共加速了6次，根据动能定理有

Ek=}〃诏+6/0

选项D正确。

故选ADo

5.如图甲，两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示。/=0时刻，质量为机的带电微粒

T

以初速度⑶沿中线射入两板间，0~彳时间内微粒匀速运动，7时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动

过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g,关于微粒在0~T时间内运动的描述，正确的是（）

甲

B.克服电场力做功为gmgd

A.末速度沿水平方向

C.机械能增加了mgdD.末速度大小为0%

【答案】AB

【详解】

AD.0~j时间内微粒匀速运动，则有

qEo=mg

卜至内,微粒做平抛运动,下降的位移

y~7、时间内，微粒的加速度

2qE-mg

a0

-m—6

方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动，7时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向,

大小为w,故A正确，D错误。

T

C.1~7时间内微粒在竖直方向上向下运动，位移大小为154,整个过程电场力做负功，机械能减小，故C

32

错误。

B.在1T2T内和2?T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，则T1~1?T内和27?~T

333333

时间内竖直方向上位移的大小相等，均为,4,所以整个过程中克服电场力做功为

4

故B正确。

故选AB,

6.如图1所示，两水平平行金属板A、B的中央有一静止电子，现在4、B间加上如图2所示电压，仁0时,

A为正，设电子运动过程中未与两板相碰，则下述说法中正确的是()

A.2X1(T°S时，电子回到原位置

B.3X1(T°S时，电子在原位置上方

c.lxl(r°s到2xl(T°s间，电子向A板运动

D.2xl()T°s至3xl()T°s间，电子向B板运动

【答案】BCD

【详解】

由图示图象可知：

O-lxl()T°s时间内，电子向上做初速度为零的匀加速直线运动，电子向A板运动；

在lxlOT°s-2xl()T°s时间内，电了•向上做匀减速直线运动，电子向A板运动；

fr：2xlO-los-3xl()T°s时间内电子向下做初速度为零的匀加速直线运动，向B板运动；

A.由以上分析可知，2xl(V°s时电子在原位置的上方，向上的位移最大，故A错误；

B.3xlOT°s时在原位置的上方，没有回到原来的位置，与lxl()T°s时的位置相同，故B正确：

C.lxl(T°s-2xl(r°s时间内，电子向上做匀减速直线运动，电子向A板运动，故C正确；

D.2xl(r°s至3xl(T°s间，电子向B板运动，故D正确；

故选BCDo

7.如图(甲)所示，两个平行金属板P、。正对竖直放置，两板间加上如图(乙)所示的交变电压。，=0时，

。板比尸板电势高Uo,在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽

略不计)，已知电子在0~4fo时间内未与两板相碰，则电子速度大小逐渐增大的时间是()

（甲）〈乙）

A.OWoB.to<t<2foC.2to<t<3toD.3to<t<4to

【答案】AC

【详解】

A.在0<《加，电子所受电场力方向向右，电子向右做匀加速直线运动，速度逐渐增大，故A正确；

B.在砧U<2力，电子所受的电场力方向向左，电子向右做匀减速直线运动，力时速度为零，故B错误；

C.在2m电子所受电场力方向向左，电子向左做匀加速直线运动，故C正确；

D.在3roy<4如电子所受电场力向右，电子向左做匀减速直线运动，故D错误。

故选AC。

8.如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D

形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处

于垂直于盒底的匀强磁场中，D形盒半径为R。用该回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为3,

高频交流电周期为T,（粒子通过狭缝的时间忽略不计）则（）

A.质子在D形盒中做匀速圆周运动的周期为27

B.质子被加速后的最大速度不超过生

T

C.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

D.不改变8和T,该回旋加速器也能用于加速a粒子

【答案】BC

【详解】

A.回旋加速器中的质子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，A错误;

B.当质子从D形盒中出来时的速度最大为

2兀R

B正确;

C.由

qv、”B=吟

解得

v①

inm

质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关，c正确；

D.由

,2兀m

1=-----

qB

可知，质子换成a粒子，比荷发生变化，则粒子在磁场中运动周期发生变化，回旋加速器粒子在磁场中运

动周期和高频交流电的周期相等，因此在不改变B和7的情况下，该回旋加速器不能加速a粒子，D错误。

故选BC。

9.一匀强电场的电场强度E随时间r变化的图象如图所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子在仁0时刻

由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是（）

E

A.带电粒子只向一个方向运动

B.0〜2s内，电场力的功等于零

C.2s末带电粒子回到原出发点

D.4s末带电粒子回到原出发点

【答案】BD

【详解】

A.带电粒子在匚0时刻由静止释放，在0〜1s内带电粒子沿着电场力方向做匀加速直线运动，1〜2s内沿原

方向做匀减速直线运动，2s末速度减为零；2~3s内沿反方向做初速度为零的匀加速直线运动，3~4s内继续

做匀减速直线运动，4s末速度减为零，回到出发点，因此粒子做往复运动，故A错误；

B.由选项A分析中可知0〜1s内电场力做正功，1〜2s内电场力做负功。总功为0,故B正确：

CD.由选项A分析中2s末带电粒子离原出发点最远，4s末带电粒子回到原出发点。故C错误，D正确。

故选BD.,

10.如图（a）所示，AB是一对平行的金属板，在两板间加一周期为T的交变电压U,A板的电势“A=0,B

板的电势"B随时间，的变化规律如图（〃）所示。现有一电子从A板的小孔进入两板间的电场内，设电子的

初速度和重力的影响均可忽略，电子在一周期内未碰到B极板，则（）

A.若电子是在仁0时刻进入的，它将一直向B板运动

T

B.若电子是在仁一时刻进入的，它时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上

4

T

C.若电子是在右一时刻进入的，它最后一定打在B板上,

8

D.若电子是在右一时刻进入的，它将从A板小孔射出

8

【答案】ACD

【详解】

A.电子在片0时刻进入时，在一个周期内，前半个周期受到的电场力向上，向上做加速运动，后半个周期

受到的电场力向下，继续向上做减速运动，7时刻速度为零，接着周而复始，所以电子一直向B板运动，一

定会到达B板。故A正确。

TT113

B.电子是在六一时刻进入的，在-----T,电了受到的电场力向上，向上做加速运动，在一丁~一丁内，

44224

335

受到的电场力向下，继续向上做减速运动，-T时刻速度为零，一7~7向下加速运动，T~-T向下减速

444

到零，反向继续运动，周而复始，因为一个周期内向上运动距离等于向下运动距离，所以电子最后不会打

到B板，故B错误；

T—T1

C.若电子是在右一时刻进入的，在一个周期内：在~—T,电子受到的电场力向上，向上做加速运动，

8827r

1777

在一T~—T内，受到的电场力向下，继续向上做减速运动，一T时刻速度为零，一丁~丁向下加速运动，

2888

9

T~—T向下减速到零，反向继续运动，周而复始，因为一个周期内向上运动距离大于向下运动距离，所以

8

电子时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上。故C正确。

3T3Tl15

D.电子是在六一时刻进入的，在2------T,电子受到的电场力向上，向上做加速运动，在一内，

88228

受到的电场力向下，继续向上做减速运动，时刻速度为零，27~丁向下加速运动，向下减

OOO

速到零，反向继续运动，周而复始，因为一个周期内向上运动距离小于向下运动距离，所以电子从A板小

孔射出。故D正确。

故选ACDo

11.一对平行金属板A、B（如图甲所示），A、B间电压UAB随时间f变化如图乙所示。一个不计重力的负

电荷口原来固定在A、B的正中央。处，某时刻，无初速度释放电荷，则有关该电荷运动情况的说法正确的

是（）

A.若仁0时刻释放该电荷，则电荷可能打到B板上

T

B.若右一时刻释放该电荷，则电荷可能打到A板上

4

T

C.若右一时刻释放该电荷，则电荷一定能打到A板上

8

D.若仁江时刻释放该电荷，则电荷一定能打到B板上

8

【答案】BC

【详解】

A.若片。时刻释放该电荷，电荷在前半个周期内受到的电场力向左，向A板做匀加速直线运动；后半个周

期内电场力向右，向A板做匀减速直线运动，接下去周而复始重复，电荷一定能打到A板上，不能打B板

上。故A错误;

TTT

B.如果板间距离足够大。若7=一时刻释放该电荷，电荷在--一时间内，电场力向左，粒子向A板做匀

442

T3T3T3T

加速直线运动；一--时间内，电场力向右，粒子向A板做匀减速直线运动，——时刻速度为零；--T

2444

5T5TT

向B板做匀加速直线运动；厂一向B板做匀减速直线运动，二时刻速度为零。所以r=一时刻释放该电

444

荷，该电荷可能打到A板上，故B正确；

TTTT7T

C.若/=一时刻释放该电荷，一一一时间内，电场力向左，粒子向A板做匀加速直线运动；一一时间内,

88228

电场力向右，粒子向A板做匀减速直线运动，工时刻速度为零。巨，时间内，电场力向右，粒子向B

88

9T9TTIT

板做匀加速直线运动；7-—时间内，粒子向B板做匀减速直线运动，——时刻速度为零。在一-一时间

8888

内的位移大于?-，时间内的位移，所以在一个周期内粒子向A板靠近。接下去重复，所以电荷一定能

88

打到A板上，故C正确；

3TT

D.由于题目中没有给出两板间距所以在-----时间内，电场力向左，粒子向A板做匀加速直线运动，有

82

可能打在A板上。故D错误。

故选BCo

12.匀强电场的电场强度E随时间，变化的图象如图所示。当U0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电

粒子（带正电），设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是（）

E/(V-nr1)

40

0

-20

A.带电粒子将始终向同一个方向运动B.2s末带电粒子回到原出发点

C.3s末带电粒子的速度为零D.0~3s内，电场力的冲量为零

【答案】CD

【详解】

A.由牛顿第二定律可知，带电粒子在第1s内的加速度为

%=也

m

第2s内加速度为

“2=2q-E-

m

故

a2=2a\

因此先加速Is再减小0.5s时速度为零，接下来的0.5s将反向加速，17图象如图所示:

带电粒子在前.1秒匀加速运动，在第二秒内先做匀减速后反向加速，所以不是始终向一方向运动，故A错

误；

B.根据速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，在/=2s时，带电粒子没有回到出发点，故B错

误；

C.由解析中的图可知，粒子在第1s内做匀加速运动，第2s内做匀减速运动，3s末的瞬时速度刚减到0,

故C正确；

D.因为第3s末粒子的速度刚好减为0,根据动量定理知粒子只受电场力作用，前3s内动量变化为0,即电

场力的冲量为零，故D正确。

故选CD.,

13.如图甲，A板的电势为0,B板的电势随时间的变化规律如图乙所示，电子只受电场力的作用，且初速

度为零，A,B板间距离比较大。则（）

--------------------B［的

“。一i□一

A

1,_歹_:7!疗$

=（中甲）%----（乙--）--

A.若电子在f=0时刻进入，它将一直向8板运动

B.若电子在f=0时刻进入，它将时而向3板运动，时而向A板运动，最后打在3板上

T

C.若电子在『=一时刻进入，它将时而向B板运动，时而向4板运动，最后打在8板上

8

T

D.若电子是在一时刻进入，它将时而向8板，时而向A板运动

4

【答案】ACD

【详解】

AB.电子若是在匚0时刻进入，先受向上的电场力作用，加速向上运动，之后受向下的电场力作用做匀减

速直线运动，速度时间图象如图所示

由图可知，电子将一宜向8板运动，故A正确，B错误；

C.若0<r<4，电子先加速向8板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此

4

反复运动，每次向上运动的距离大于向下运动的距离，最终打在8板上，故C正确；

T

D.若电子是在右一时刻进入的先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动

4

至零：如此反复运动。每次向上运动的距离等于向下运动的距离，做往复运动，故D正确。

故选ACDo

14.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。（不计重力作用）下列说法中正确的是（）

A.从f=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上

B.从£=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动

T

C.从时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上

4

D.从/=至时刻释放电子，电子必将打到左极板上

8

【答案】AC

【详解】

TT

AB.从r=0时刻释放电子，前一内，电子受到的电场力向右，电子向右做匀加速直线运动；后一内，电子

22

受到向左的电场力作用，电子向右做匀减速直线运动；接着周而复始，所以电子一直向右做单向的直线运

动，直到打在右板上，B错误A正确；

TTT

C.从/=一时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速一，接着匀减速一，速度减小到

444

TT

零后，改为向左再匀加速一，接着匀减速一，即在两板间振动；如果两板间距离不够大，则电子在第一次

44

向右运动过程中就有可能打在右极板上，C正确；

D.若从「=易，时刻释放电子，电子有可能到达右极板，也有可能从左极板射出，也可能在两板间振动，

这取决于两板间的距离，D错误。

故选AC。

15.如图中所示，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（不计重力作用），下列说法中正确的是（）

甲乙

A.从，=（）时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上

B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间作往复运动

C.从/=工时刻释放电子，电子必将在两板间作往复运动

4

D.从，=工时刻释放电子，电子可能打到右极板上

4

【答案】AD

【详解】

AB.由题意可知，结合图象，从

/=0

时刻释放电子，释放的电子在前一T时间内先向右匀加速运动，接着T;~7时间内，继续向右匀减速运动,

22

T

下一个一时间继续重复先匀加速再匀减速，直到打到右极板上，所以A正确，B错误；

2

CD.若从

4

TT

时刻释放电子，电子先向右匀加速运动一时间，接着向右匀减速运动一时间，这时电场方向还没有改变，

44

TTT

电子将向左匀加速运动一时间，接着向左匀减速运动一时间，再向右匀加速运动一时间，最终可能打到右

444

极板上，所以C错误，D正确。

故选AD。

16.如图甲所示平行金属板AB之间距离为6cm,两板间电场强度随时间如图乙规律变化设场强垂直与金属

板由A指向8为正，周期T=8X10-5S,某带正电的粒子，电荷量为8.0x10-19c质量为lExlO.kg,

于某时刻在两板间中点处由静止释放（不计粒子重力，粒子与金属板碰撞后即不再运动）则（）

ABE/V-m

图甲

A.若粒子于U0时释放，则一定能运动到B板

B.若粒子于时释放，则一定能运动到B板

2

C.若粒子于/=工时释放，则一定能运动到A板

4

D.若粒子于「=匹时释放，则一定能运动到A板

O

【答案】AD

【详解】

A.粒子在板间运动的加速度

=108m/s2

m1.6x10-26

在772时间内粒子的位移

x,=1a(y)2=1xl08x(4xl0-5)2m=8xl0_2m=8cm

因再＞^=3cm,故若粒子于片0时释放，则一定能运动到B板，选项A正确；

B.若粒子于时秣放，则粒子向A板运动，最后到达A板，选项B错误；

2

TTT

C.若粒子于/=一时释放，在一-一的时间内粒子向8板加速，位移为

442

832_2

x2=g"(；)2=-^xl0x(2xl0-)m=2xl0m=2cm

T3T

在一--的时间内粒子向B板减速，位移为项=/=2©111,故此时已经到达了B板，选项C错误;

24

3T3TT

D.若粒子于，=——时释放，则在-的时间内粒子向3板加速，位移为

882

r8522

x2=；=-^xl0x(10)m=0.5x10m=0.5cm

T5T

在一一的时间内粒子向8板减速，位移为

28

,=芯=0.5cm

在叉-T的时间内粒子向A板加速，位移为

8

i37"1

28-522

x2=-a(--)=—xlOx(3xl0)m=4.5xl0~m=4.5cm

282

因

4.5cm-2x0.5cm=3.5cm>3cm

故此时粒子已经到达4板，选项D正确；

故选AD.

17.在如图所示的空间里，xoy平面为光滑水平地面，质量机=0.4kg、带电量q=1.6x10空可视为质点的

小球以vo=lm/s的速度从A点沿y轴负方向运动，从某时刻起在空间加上平行于x轴的匀强交变电场，

以此时刻为t=0,电场强度E随时间的变化如图所示（以沿x轴正向为E的正方向），0A=2m。则（）

A.越早加电场，小球从A到达x轴的时间越短

B.小球从A点开始运动时刻加电场，小球能垂直打在x轴上

C.小球到达x轴时离。点最远可达1m

D.小球到达x轴时的速度最大可达2m/s

【答案】BC

【详解】

A.不管何时加电场，小球沿y轴方向都做匀速直线运动，运动到x轴的时间都是相同的

加=2s

%

故A选项错误；

B.小球从4点运动时加电场，沿x轴方向速度在周期性变化，周期为1s,当时间为2s时x轴方向速度恰

好为0,故可以垂直打在x轴上，故B选项正确；

C.小球从4点加电场到达x轴时离O点最远则

,12,

x-4x—at~=1m

2

故C选项正确：

D.小球到达x轴时，沿x轴方向最大速度

匕=af=lm/s

此时合速度最大

V=J%2+匕2_0mzs

故D选项错误。

故选BCo

18.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，在图中，反映电子速度V、位移x和加速度。三个物理量随时间/的变化规律可能正

确的是（）

§|D二：：

•〜°t:7

-U11~

甲z..

【答案】BC

【详解】

TTT

分析电子一个周期内的运动情况：0〜一时间内，电子从静止开始向B板做匀加速直线运动，------时间

442

TT3T3T

内沿原方向做匀减速直线运动，一时刻速度为零。-------时间内向A板做匀加速直线运动，——〜T时

2244

间内做匀减速直线运动。接着周而复始。

A.电子做匀变速直线运动时X，图象应是抛物线，故A错误。

BD.根据匀变速运动速度图象是倾斜的直线可知，B图符合电子的运动情况。故B正确，D错误。

C.根据电子的运动情况：匀加速运动和匀减速运动交替产生，而匀变速运动的加速度大小不变，图象

应平行于横轴，故C正确。

故选BC。

19.如图S）所示，在两平行金属板中央有一个不计重力的静止电子，当两板间所加的的电压分别如图"）

中甲、乙、丙、丁所示时，关于电子在板间的运动（假设不与两板相碰），下列说法正确的是（）

A.电压是甲图时，在0~7时间内，电子的电势能先减少后增加

B.电压是乙图时，在0~工时间内，电子的电势能先增加后减少

2

C.电压是丙图时，电子在板间做往复运动

D.电压是丁图时，电子在板间做往复运动

【答案】AD

【详解】

A.若是甲图，0~7时间内粒子先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，即电场力先做正功后做负功，

电势能先减少后增加，故A正确；

T

B.电压是乙图时，在0~一时间内，电子先加速后减速，即电场力先做正功后做负功，电势能先减少后增

2

加，故B错误；

T

C.电压是丙图时，电子先做加速度先增大后减小的加速运动，过了一做加速度先增加后减小的减速运动,

2

到了时速度减为0,之后继续朝同一方向加速减速，故粒子一直朝同一方向运动，C错误；

TT3T

D.电压是丁图时，电子先加速，到一后减速，一后反向加速，——后反向减速，T时减为零，之后又加速…；

424

故粒子做往复运动，D正确。

故选ADo

20.如图(a)所示，两水平平行正对的金属板M、N间距为4,加有如图(b)所示的交变电压。一质量为

m、电荷量为q的带正电的微粒被固定在两板正中间的P点，在f=0时刻释放该粒子，3犯时间内粒子未到

达极板。则在0~3*)时间内，下列说法正确的是()

V

・P

图⑷

A.从r=o开始，粒子向M板运动

B.粒子从幻开始一直向N板运动

C.0~2fo时间内，电场力对粒子做的功为，咫2幻2

D.3幻时，重力对粒子做功的瞬时功率为，叫2”

【答案】AD

【详解】

AB.电场力为

F-qE-2mg

右0时刻，电场力向上，0~4时间向上匀加速，加速度为g；%~2/0时间向上匀减速，加速度为3g;2/0~3%

时间向下匀减速，加速度为g;从尸0开始，粒子向M极运动；从为开始一直向N极运动；故A正确，B

3

错误；

C.0~%时间向上匀加速，根据位移时间关系公式，位移为国2to时间向上匀减速，根据位

移时间关系公式，位移、速度分别为