第10章　作业18　带电粒子在电场和重力场中的运动-物理人教版必修第三册

作业18带电粒子在电场和重力场中的运动(分值：100分)1～5题每题8分，6题12分，共52分1.(多选)(2024·抚州市高二期中)如图所示，某一空间为真空，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动。下列说法正确的是()A．微粒只能带负电荷B．微粒可能做匀加速直线运动C．仅改变初速度的方向(与原速度不共线)，微粒将做曲线运动D．运动过程中微粒电势能减小2.(多选)(2023·南阳市高二月考)如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则()A．小球可能做匀速圆周运动B．当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小C．当小球运动到最高点a时，小球的电势能一定最小D．当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大3．(2024·广东省高二期中)如图所示，一个正方体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是()A．三个液滴的运动时间相同B．三个液滴在真空盒中都做类平抛运动C．液滴1所带电荷量最大D．三个液滴落到底板时的速度大小相同4.如图所示，一个带负电的油滴以初速度v0从P点斜向上进入水平方向的匀强电场中，v0与水平方向的夹角θ＝45°，若油滴到达最高点时速度大小仍为v0，则油滴最高点的位置在()A．P点的左上方 B．P点的右上方C．P点的正上方 D．上述情况都可能5.(2023·上海市青浦高级中学高二期中)如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从P点以相同的初速度垂直电场方向进入匀强电场E中，它们分别落到A、B、C三点，则可判断()A．三个小球到达正极板时的动能关系是EkA>EkB>EkCB．三个小球在电场中运动的时间tA＝tB＝tCC．三个小球在电场中运动的加速度关系是aC>aB>aAD．落到A点的小球带负电，落到B点的小球不带电6．(12分)如图所示，在范围足够大的、沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为L＝0.4m的绝缘细线把质量为m＝0.4kg、电荷量为q＝＋2C的小球悬挂在O点，在B点时小球静止，细线与竖直方向的夹角为θ＝37°。已知A、C两点分别为细线悬挂小球的水平位置和竖直位置，求：(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)(3分)匀强电场的电场强度大小；(2)(4分)将小球从A点由静止释放，小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小；(3)(5分)如果要使小球能绕O点做完整的圆周运动，则小球在A点时沿垂直于OA方向运动的初速度最小为多少？(结果可用根号表示)7、8题每题10分，9题15分，共35分7．(2024·宣城市高二期中)空间存在水平向左的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的带电液滴在电场中的A点(图中未画出)以大小为v0的初速度水平向右射入电场。液滴经过一段时间运动到A点下方的B点，液滴运动到B点时，速度大小为5v0，速度方向与竖直方向夹角为37°，sin37°＝0.6，重力加速度为g，不计空气阻力，则匀强电场的电场强度大小为()A.eq\f(mg,2q)B.eq\f(\r(2)mg,2q)C.eq\f(\r(2)mg,q)D.eq\f(mg,q)8.(多选)如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为30°，且mg＝qE，重力加速度为g，则()A．电场方向竖直向上B．小球运动的加速度大小为gC．小球上升的最大高度为eq\f(v02,4g)D．小球返回原位置所用时间为eq\f(v0,g)9．(15分)如图所示，水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径为R。整个轨道处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E。现有一电荷量为＋q、质量为m的带电体(可视为质点)，在水平轨道上的P点由静止释放，带电体通过半圆形轨道的最高点C时对轨道恰好无压力，然后落至水平轨道上的D点，重力加速度为g，且qE＝mg。求：(1)(5分)带电体到达半圆形轨道最低点B时的速度大小；(用g、R表示)(2)(6分)带电体在从P开始运动到C点的过程中对轨道的最大压力；(用m、g表示)(3)(4分)带电体离开C点后经多长时间动能最小。(用g、R表示)(13分)10.用长为1.4m的轻质柔软绝缘细线，拴一质量为1.0×10－2kg、电荷量为2.0×10－8C的小球，细线的上端固定于O点。现加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与铅垂线成37°角，如图所示。现向左拉小球使细线水平且拉直，静止释放，则(sin37°＝0.6