高三物理二轮复习练习-电场提能增分练(三)含解析

...wd......wd...WORD格式整理版...wd...提能增分练(三)带电粒子在电场力作用下的四种典型运动[A级eq\a\vs4\al(——)夺高分]1．(2017·重庆一中模拟)以下四种情况：(1)在固定点电荷＋Q的电场中；(2)两个固定的等量异种点电荷＋Q和－Q，在它们连线的中垂面内；(3)两个固定的等量正点电荷＋Q，在它们连线的中垂面内；(4)在一个自由点电荷＋Q的一侧(点电荷质量是电子的两倍)。电子不可能做匀速圆周运动的是()解析：选B(1)在固定点电荷＋Q的电场中，电子受到＋Q的库仑力，可绕＋Q做匀速圆周运动，故A可能；(2)在两个固定的等量异种点电荷＋Q和－Q的电场中，电子所受的电场力垂直于图中平面，不可能在此平面内做匀速圆周运动，故B不可能；(3)根据电场的分布情况可知，电子所受的合电场力指向两个等量正点电荷＋Q连线的中点，由电场力提供向心力，可以做匀速圆周运动，故C可能；(4)在一个自由点电荷＋Q的一侧，电子受到吸引力，点电荷＋Q和电子可绕连线上的某一点做匀速圆周运动，构成类双星模型，故D可能；此题选不可能做匀速圆周运动的，应选B。2.(多项选择)(2017·厦门一中检测)如以以下列图，一个点电荷只受电场力作用沿圆弧MN做匀速圆周运动，假设圆弧MN的弧长为s，点电荷经过圆弧M、N两点的时间为t，经过这两点的速度偏向角为θ，不考虑点电荷对周围电场的影响，则()A．M、N两点的电势相等B．点电荷的加速度大小为a＝eq\f(sθ,t2)C．该点电荷所处的电场可能是两个等量同种点电荷所产生的D．该电场的电场强度方向一定指向圆弧的圆心解析：选ABC点电荷只受电场力作用沿圆弧MN做匀速圆周运动，则电场力充当向心力，与速度方向垂直，电场力不做功，所以MN两点的电势相等，A正确；根据几何知识可得圆弧所对圆心角为θ，所以运动半径为r＝eq\f(s,θ)，点电荷运动角速度为ω＝eq\f(θ,t)，故点电荷的向心加速度为a＝ω2r＝eq\f(θs,t2)，B正确；点电荷可以在两个等量同种点电荷中垂面上做匀速圆周运动，所以该点电荷所处的电场可能是两个等量同种点电荷所产生的，故C正确；点电荷的电性未知，所以无法判断电场强度方向，D错误。3．(2017·衡水武邑中学调研)如以以下列图，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A和C围绕B做匀速圆周运动，A和B、C和B的距离分别是L1和L2，B恰能保持静止。三质点间只有静电力的作用，则A和C的比荷(电荷量与质量之比)的比值应为()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L1,L2)))2B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,L1)))2C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L1,L2)))3D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,L1)))3解析：选C因为A、C围绕B做匀速圆周运动，B处于平衡状态，可分析出A、C电性一样，与B电性相反，对B有eq\f(kQAQB,L\o\al(2,1))＝eq\f(kQBQC,L\o\al(2,2))，解得eq\f(QA,QC)＝eq\f(L\o\al(2,1),L\o\al(2,2))。对A有eq\f(kQAQB,L\o\al(2,1))－eq\f(kQAQC,L1＋L22)＝mAωeq\o\al(2,A)L1，对C有eq\f(kQBQC,L\o\al(2,2))－eq\f(kQAQC,L1＋L22)＝mCωeq\o\al(2,C)L2，联立各式得mAωeq\o\al(2,A)L1＝mCωeq\o\al(2,C)L2，因ωA＝ωC，所以有eq\f(mA,mC)＝eq\f(L2,L1)，则A和C的比荷的比值应为eq\f(\f(QA,mA),\f(QC,mC))＝eq\f(QAmC,QCmA)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L1,L2)))3，选项C正确。4.如以以下列图，A、B两金属板平行放置，在t＝0时刻将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)。分别在A、B两板间加上以下哪种电压时，有可能使电子到不了B板()解析：选B加A图电压，电子从A板开场向B板做匀加速直线运动；加B图电压，电子开场向B板做匀加速运动，再做加速度大小一样的匀减速运动，速度减为零后做反向匀加速运动及匀减速运动，由电压变化的对称性可知，电子将做周期性往复运动，所以电子有可能到不了B板；加C图电压，电子先匀加速，再匀减速到静止，完成一个周期，电子一直向B板运动，即电子一定能到达B板；加D图电压，电子的运动与C图情形一样，只是加速度是变化的，所以电子也一直向B板运动，即电子一定能到达B板，综上所述可知选项B正确。5．平行板间有如以以下列图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t＝0时刻开场将其释放，运动过程无碰板情况。在以下各选项所示的图像中，能正确定性描述粒子运动的速度图像的是()解析：选A0～eq\f(T,2)时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动。eq\f(T,2)～T时间内做加速度恒定的匀减速直线运动，由电压变化的对称性可知，在T时刻速度减为零。此后周期性重复，故A正确。6．(多项选择)(2017·青岛模拟)如以以下列图为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像。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，则以下说法中正确的选项是()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，电场力做的总功为零解析：选CD设第1s内粒子的加速度大小为a1，第2s内的加速度大小为a2，由a＝eq\f(qE,m)可得，a2＝2a1，可知，1.5s末粒子的速度为零，然后反方向运动，至3s末回到原出发点，粒子的速度为0，由动能定理可知，此过程中电场力做功为零，综上所述，可知C、D正确。7.如以以下列图，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以一样的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从BC的中点P射出，粒子b由AB的中点O射入，从顶点C射出。假设不计重力，则a和b的比荷之比是()A．1∶2B．2∶1C．1∶8D．8∶1解析：选D设粒子初速度为v0，AB间距为d，则d＝eq\f(1,2)×eq\f(qaE,ma)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\f(1,2)lBC,v0)))2，eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)×eq\f(qbE,mb)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(lBC,v0)))2。以上两式联立可解得：eq\f(qa,ma)∶eq\f(qb,mb)＝8∶1，故D正确。8．(2017·陕西师大附中质检)如以以下列图，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在距板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则以下结论正确的选项是()A．板间电场强度大小为eq\f(mg,q)B．板间电场强度大小为eq\f(mg,2q)C．质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D．质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间解析：选C根据质点垂直打在M屏上可知，质点在两板中央运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转，mg<qE，A、B错误；根据运动的合成和分解，质点沿水平方向做匀速直线运动，质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等，C正确，D错误。9．(多项选择)如以以下列图，竖直向下的匀强电场里，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕O做圆周运动，以下四种说法中正确的选项是()A．带电小球可能做匀速圆周运动B．带电小球可能做变速圆周运动C．带电小球通过最高点时，细线的拉力一定最小D．带电小球通过最低点时，细线的拉力有可能最小解析：选ABD当小球所受重力与电场力合力为零时，绳子的拉力提供向心力，合外力做功为零，小球可能做匀速圆周运动，故A正确；当小球所受重力与电场力合力不为零时，合外力对小球所做的功不为零，小球速度大小发生变化，小球可能做变速圆周运动，故B正确；当小球做匀速圆周运动时，细线的拉力提供向心力，在圆周上任何一点细线的拉力大小都相等，如果小球做变速圆周运动，小球带正电时，在最高点细线拉力最小，如果小球带负电，在最高点细线拉力最大，故C错误；小球所受重力与电场力不相等，做变速圆周运动，且小球带负电时，在最低点细线拉力最小，故D正确。[B级eq\a\vs4\al(——)冲总分值]10．(2017·大庆铁人中学模拟)如以以下列图，L为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上O点套有一质量为m、带电荷量为－q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为＋Q的点电荷，杆上a、b两点到＋Q的距离相等。Oa之间距离为h1，ab之间距离为h2，使小环从图示位置的O点由静止释放后，通过a点的速率为eq\r(3gh1)，则以下说法正确的选项是()A．小环通过b点的速率为eq\r(g3h1＋2h2)B．小环从O到b，电场力做的功可能为零C．小环在Oa之间的速度是先增大后减小D．小环在Oa之间的速度是先减小后增大解析：选A由题意易知，a、b两点是＋Q所产生的电场中的两个等势点，所以小环从a到b的过程中只有重力做功，根据动能定理，研究小环从a到b的过程得：mgh2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,b)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,a)，解得vb＝eq\r(g3h1＋2h2)，故A正确；小环在Oa之间运动过程中，重力和电场力均做正功，小环在ab之间运动过程中，重力做正功，电场力做功为0。所以从O到b的过程中电场力做正功，故B错误；小环在Oa之间运动过程，重力和电场力均做正功，速度一直增大。故C、D错误。11．(多项选择)一个质量为m，电荷量为＋q的小球以初速度v0水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着假设干个如以以下列图的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔，竖直高度相等，电场区水平方向无限长。每一电场区的场强大小相等，方向均竖直向上，不计空气阻力，以下说法正确的选项是()A．小球在水平方向一直做匀速直线运动B．假设场强大小等于eq\f(mg,q)，则小球经过每一电场区的时间均一样C．假设场强大小等于eq\f(2mg,q)，则小球经过每一无电场区的时间均一样D．无论场强大小假设何，小球通过所有无电场区的时间均一样解析：选AC将小球的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，水平方向不受外力，做匀速直线运动，故A正确；竖直方向，在无电场区只受重力，加速度为g，竖直向下，有电场区除重力外，还受到向上的恒定的电场力作用，加速度的大小和方向取决于合力的大小和方向，当电场强度等于eq\f(mg,q)时，电场力大小等于mg，故在电场区小球所受的合力为零，在无电场区小球做匀加速运动，故经过每个电场区，小球的速度均不相等，因而小球经过每一无电场区的时间均不相等，故B错误；当电场强度等于eq\f(2mg,q)时，电场力大小等于2mg，故在电场区小球所受的合力大小等于mg，方向竖直向上，加速度大小等于g，方向竖直向上，根据运动学公式，有：经过第一个无电场区y＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，v1＝gt1，经过第一个电场区，y＝v1t2－eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，v2＝v1－gt2，联立解得t1＝t2，v2＝0。接下来小球的运动重复前面的过程，即每次通过无电场区竖直方向上都是做自由落体运动，每次通过电场区竖直方向上都是做末速度为零匀减速直线运动，故C正确；通过前面的分析可知，场强不同时，小球通过每个无电场区的初速度不一定一样，所以，通过电场的时间不同，故D错误。12．两块水平平行放置的导体板如图甲所示，大量电子(质量m、电荷量e)由静止开场，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过。问：(1)这些电子通过两板之间后，侧向位移的最大值和最小值分别是多少(2)侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子刚穿出两板之间时的动能之比为多少解析：画出电子在t＝0时和t＝t0时进入电场的v­t图像如图1和图2。(1)vy1＝eq\f(eU0,md)t0，vy2＝eq\f(eU0,md)×2t0＝eq\f(2eU0t0,md)，ymax＝2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)vy1t0＋vy1t0))＝3vy1t0＝eq\f(3eU0t\o\al(2,0),