《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 課時作業(yè)七 帶電粒子在電場中的運(yùn)動（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 課時作業(yè)七 帶電粒子在電場中的運(yùn)動（含解析）（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時作業(yè)七帶電粒子在電場中的運(yùn)動一、選擇題1(2016年高考課標(biāo)全國卷)關(guān)于靜電場的等勢面，下列說法正確的是()A兩個電勢不同的等勢面可能相交B電場線與等勢面處處相互垂直C同一等勢面上各點電場強(qiáng)度一定相等D將一負(fù)的試探電荷從電勢較高的等勢面移至電勢較低的等勢面，電場力做正功解析：在靜電場中，兩個電勢不同的等勢面不會相交，選項A錯誤；電場線與等勢面一定相互垂直，選項B正確；同一等勢面上的電場強(qiáng)度可能相等，也可能不相等，選項C錯誤；電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，移動負(fù)試探電荷時，電場力做負(fù)功，選項D錯誤答案：B2(2019年定州第三次月考)如圖1，勻強(qiáng)電場中的點A、B、C、D、E、
2、F、G、H為立方體的8個頂點已知G、F、B、D點的電勢分別為8 V、3 V、2 V、4 V，則A點的電勢為()圖1A1 V B1 VC2 V D3 V解析：在勻強(qiáng)電場中，由公式UEd知，沿著任意平行且相等的距離電勢差相等，由于GFCB，且GFCB，則有GFCB，代入數(shù)據(jù)解得CGFB8 V3 V2 V7 V，同理，ABDC，解得ABDC2 V4 V7 V1 V，故B正確答案：B3(2018年高考天津卷)如圖2所示，實線表示某電場的電場線(方向未標(biāo)出)，虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下的運(yùn)動軌跡，設(shè)M點和N點的電勢分別為M、N，粒子在M和N時加速度大小分別為aM、aN，速度大小分別為vM、vN
3、，電勢能分別為EpM、EpN.下列判斷正確的是()圖2AvMvN，aMaN BvMvN，MNCMN，EpMEpN DaMaN，EpMEpN解析：由粒子的軌跡知電場力的方向偏向右，因粒子帶負(fù)電，故電場線方向偏向左，由沿電場線方向電勢降低，可知NM，EpMEpN.N點電場線比M點密，故場強(qiáng)EMEN，由加速度a知aMvN.綜上所述，選項D正確答案：D4(2019年菏澤一中質(zhì)檢)如圖3為靜電除塵機(jī)原理示意圖，廢氣先經(jīng)過一個機(jī)械過濾裝置再進(jìn)入靜電除塵區(qū)，帶負(fù)電的塵埃在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的，圖中虛線為電場線(方向未標(biāo))不考慮塵埃在遷移過程中的相互作用和電荷量的變化，則()圖3A
4、電場線方向由放電極指向集塵極B圖中A點電勢高于B點電勢C塵埃在遷移過程中做勻變速運(yùn)動D塵埃在遷移過程中電勢能減小解析：帶負(fù)電的塵埃在電場力的作用下向集塵極遷移，則知集塵極帶正電荷，是正極，所以電場線方向由集塵極指向放電極，故A錯誤；集塵極帶正電荷，A點更靠近放電極，所以圖中A點電勢低于B點電勢，故B錯誤；由圖可知放電極與集塵極間為非勻強(qiáng)電場，所以塵埃所受的電場力是變化的，塵埃不可能做勻變速運(yùn)動，故C錯誤；帶電塵埃所受的電場力方向與位移方向相同，電場力做正功，所以在遷移過程中電勢能減小，故D正確答案：D5(2019年定州中學(xué)月考)如圖4所示，三條平行等間距的虛線表示電場中的三個等勢面，電勢值分別
5、為10 V、20 V、30 V，實線是一帶電粒子(不計重力)在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動軌跡，a、b、c是軌跡上的三個點下列說法正確的是()圖4A粒子在三點的電勢能大小關(guān)系為EpcEpaEkaEkc解析：由題圖可知，電場的方向是向上的，而粒子受力是向下的，故粒子帶負(fù)電，而帶負(fù)電的粒子無論是沿a、b、c運(yùn)動，還是沿c、b、a運(yùn)動，都會得到如圖的軌跡，故C錯誤粒子在電場中運(yùn)動時，只有電場力做功，故電勢能與動能之和是恒定不變的，帶負(fù)電的粒子在b點時的電勢能最大，在c點的電勢能最小，則可判斷帶電粒子在c點的動能最大，在b點的動能最小，故A正確，D錯誤因表示電場中三個等勢面的三條虛線是平行且等間距的，由此可判斷電場
6、是勻強(qiáng)電場，所以帶電粒子在電場中各點受到的電場力相等，故B錯誤答案：A6如圖5所示，無限大均勻帶正電的薄板豎直放置，其周圍空間的電場可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場光滑絕緣細(xì)管垂直穿過板中間小孔，一個可視為質(zhì)點的帶負(fù)電小球在細(xì)管內(nèi)運(yùn)動以小孔為原點建立x軸，規(guī)定x軸正方向為加速度a和速度v的正方向，下圖分別表示x軸上各點的電勢、小球的加速度a、速度v和動能Ek隨x變化的圖象，其中正確的是()圖5解析：在x0范圍內(nèi)，當(dāng)x增大時，同理可知電勢差均勻減小，x圖線應(yīng)為向下傾斜的直線，選項A錯誤在x0范圍內(nèi)，電場力向左，加速度向左，為負(fù)值，選項B錯誤在x0范圍內(nèi)，圖線也為曲線，選項C錯誤在x0范圍內(nèi)，圖線也為傾斜的直線，
7、選項D正確答案：D7(2019年六安一中高考模擬卷)(多選)如圖6所示a、b、c、d為勻強(qiáng)電場中的等勢面，一個質(zhì)量為m電荷量為q(q0)的粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動A、B為其運(yùn)動軌跡上的兩點已知該粒子在A點的速度大小為v1，在B點的速度大小為v2，方向與等勢面平行A、B連線長為L，連線與等勢面間的夾角為，不計粒子受到的重力，則()圖6Av1可能等于v2B等勢面b的電勢比等勢面c的電勢高C粒子從A運(yùn)動到B所用時間為D勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為解析：A.電場為勻強(qiáng)電場，等勢面水平，則電場線豎直，粒子軌跡彎曲向上，則受力向上，AB電場力做負(fù)功，速度減小，A錯誤；B.受力向上，粒子帶正電，則場強(qiáng)向上，c點電勢
8、高于b點電勢，B錯誤；C.粒子在A點速度v1，B點速度大小為v2，等勢面方向速度不變，為v2，t，C正確；D.yLsin，AB間電勢差為UAB，由動能定理qUABqEymv12mv22得E，D正確答案：CD8(多選)如圖7所示，空間某區(qū)域存在著非勻強(qiáng)電場，實線表示該電場的電場線，過O點的虛線MN表示該電場的一個等勢面，兩個相同的帶正電的粒子P、Q分別從A、B兩點以相同的初速度開始運(yùn)動，速度方向垂直于MN，A、B連線與MN平行，且都能從MN左側(cè)經(jīng)過O點設(shè)粒子P、Q在A、B兩點的電勢能分別為Ep1和Ep2，經(jīng)過O點時的速度大小分別為v1和v2.粒子的重力不計，則()圖7Av1v2 Bv1v2CEp
9、1Ep2解析：由題意知兩個相同的帶正電粒子P、Q分別從A、B兩點以相同的初速度運(yùn)動，且都能從MN左側(cè)經(jīng)過O點，電場力對兩個粒子都做正功，再由電場線和等勢面的垂直關(guān)系以及沿著電場線方向電勢逐漸降低，可知B點的電勢B高于A點的電勢A，B點與O點的電勢差大于A點與O點的電勢差，對兩個粒子分別運(yùn)用動能定理有qUm(v2v02)，而UBOUAO，可知兩個粒子經(jīng)過O點時的速度v1v2，則選項A錯誤，B正確；再由電勢能公式Epq，知Ep10的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E103 V/m，比荷為1.0105 C/kg的帶正電的粒子P從A板中心O處由靜止釋放，其運(yùn)動軌跡恰好經(jīng)過M( m，1
10、m)點粒子P的重力不計圖11(1)求金屬板A、B之間的電勢差UAB；(2)若在粒子P經(jīng)過O點的同時，在y軸右側(cè)勻強(qiáng)電場中某點由靜止釋放另一帶電粒子Q，使P、Q恰能在運(yùn)動中相碰假設(shè)Q的質(zhì)量是P的質(zhì)量的2倍，帶電情況與P相同，Q的重力及P、Q之間的相互作用力均忽略不計，求粒子Q所有釋放點的集合解：(1)設(shè)粒子P的質(zhì)量為m、帶電荷量為q，從O點進(jìn)入勻強(qiáng)電場時的速度大小為v0.由題意可知，粒子P在y軸右側(cè)勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動設(shè)該粒子從O點運(yùn)動到M( m，1 m)點所用時間為t0，由類平拋運(yùn)動規(guī)律可得xMv0t0，yM t02，解得v0104 m/s.在金屬板A、B之間，由動能定理得qUABmv02，
11、解得UAB1 000 V.(2)設(shè)P、Q在右側(cè)電場中運(yùn)動的加速度分別為a1、a2，粒子Q從坐標(biāo)N(x、y)點釋放后，經(jīng)時間t與粒子P相遇對于P有Eqma1對于Q有Eq2ma2且xv0ta1t2ya2t2聯(lián)立以上各式解得yx2，其中x0即粒子Q的釋放點N(x，y)的坐標(biāo)滿足方程yx2(x0)12如圖12所示，開有小孔的平行板水平放置，兩極板接在電壓大小可調(diào)的電源上，用噴霧器將油滴噴注在小孔上方已知兩極板間距為d，油滴密度為，電子電荷量為e，重力加速度為g，油滴視為球體，油滴運(yùn)動時所受空氣的粘滯阻力大小Ff6rv(r為油滴半徑、為粘滯系數(shù)，且均為已知量)，油滴所帶電荷量是電子電荷量的整數(shù)倍，噴出的
12、油滴均相同，不考慮油滴間的相互作用圖12(1)當(dāng)電壓調(diào)到U時，可以使帶電的油滴在板間懸?。划?dāng)電壓調(diào)到時，油滴能在板間以速度v向下勻速運(yùn)動求油滴所帶電子的個數(shù)n及油滴勻速運(yùn)動的速度v；(2)當(dāng)油滴進(jìn)入小孔時與另一油滴粘連在一起形成一個大油滴，以速度v1(已知)豎直向下進(jìn)入小孔，為防止碰到下極板，需調(diào)整電壓，使其減速運(yùn)行，若將電壓調(diào)到2U，大油滴運(yùn)動到下極板處剛好速度為零，求大油滴運(yùn)動到下極板處時的加速度及這一過程粘滯阻力對大油滴所做的功解：(1)油滴靜止時，電場力與重力平衡，有mg勻速下降時，有6rvmg其中質(zhì)量mr3聯(lián)立可得n，v.(2)大油滴質(zhì)量為2m，所帶電荷量為2q，當(dāng)它運(yùn)動到下極板時速度恰好為零，故2q2mg2ma聯(lián)立解得ag，方向豎直向上油滴從上極板到下極板由動能定理可得2mgd2q2UWf02mv12，mr3聯(lián)立解得Wfgdr3v12r3r3(2gdv12)- 10 -
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