安徽自主招生物理模擬試題：帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉

1、2016年安徽自主招生物理模擬試題:帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉【試題內(nèi)容來自于相關網(wǎng)站和學校提供】1：如圖所示，虛線為等勢面，實線為一帶電油滴（重力不可忽略）在勻強電場中的運動軌跡。若不計空氣阻力，則此帶電油滴從 a運動到 b的過程中，能量變化情況正確的是  A、油滴的動能增加B、油滴的電勢能減小，機械能增加C、油滴的動能和電勢能之和增加D、油滴的重力勢能和電勢能之和增加2：如圖甲是某電場中的一條電場線，A、B是這條電場線上的兩點，若將一負電荷從A點自由釋放，負電荷沿電場線從A到B運動過程中的速度圖象如圖乙所示A、該電場方向向左B、該電場為勻強電場 C、該電場中A點電

2、勢高于B點電勢 D、負電荷由A到B的過程中電勢能增加3：靜電透鏡是利用靜電場使電子束會聚或發(fā)散的一種裝置.其中某部分靜電場的分布如題3圖所示，虛線表示這個靜電場在紙平面內(nèi)的一簇等勢線，等勢線的形狀為軸對稱圖形，等勢線的電勢沿 軸正向增加，且相鄰兩等勢線的電勢差相等.一個電子從 點平行 軸射入電場中，從 點傳穿出電場后會聚到 軸上.則 A、電子沿 軸方向的分速度先加速后減速B、電子在 處的電勢能小于在 處的電勢能C、電子穿過電場的過程中，電場力始終做正功D、電子穿過電場的過程中，電場先做正功后做負功4：一帶電粒子在正電荷形成的電場中運動，運動軌跡為圖中所示的abcd曲線，下列判斷正確的

3、是（  ） A、粒子帶正電B、粒子通過a點時的速率比通過b點時小C、粒子通過a點時受到的電場力比通過b點時小D、粒子通過a點時的電勢能比通過c點時大5：如圖所示，A、B兩個帶電小球的質(zhì)量均為，所帶電荷量分別為和，兩球間用絕緣細線連接，A球又用絕緣細線懸掛在天花板上，細線長均為L?，F(xiàn)在兩球所在的空間加上一方向水平向左的勻強電場，電場強度，由于有空氣阻力，A、B兩球最后會達到新的平衡位置，則在這個過程中，兩個小球（）A、總重力勢能增加了  B、總重力勢能增加了  C、總電勢能減少了  D、總電勢能增加了 6：

4、如圖所示，質(zhì)量為 m、電荷量為 q的帶電粒子，以初速度 v 0垂直射入場強為 E,方向豎直向下的勻強電場中，該粒子在電場中的經(jīng)歷時間_后，其即時速度的方向與初速度方向成30º角。在這過程中粒子的電勢能增量為_。 7：氫核( ) 和氦核( )以相同的初動能垂直射入同一勻強電場,離開電場時它們的側移 y 1與 y 2之比分別為_;若從靜止開始先經(jīng)過同一加速電場后進入偏轉電場,離開電場時它們的側移 y 1與 y 2之比分別為_.8：帶電油滴質(zhì)量為m，沿與豎直方向成30°勻速下落，不計阻力，電場強度大小為E，方向豎直向下。則(1)油滴帶什么電_ _ (2)帶電量q_ _9：如圖所示

5、，一束粒子自下而上進人一水平方向的勻強電場后發(fā)生偏轉，則電場方向向         （填“左”或“右”）進人電場后，粒子的動能           （填“增加”、“減少”或“不變”）。 10：如圖所示，實線表示某電場中的三條電場線，虛線表示帶電粒子只在電場力作用下的運動軌跡，試判斷：粒子帶_電。粒子在_點加速度大。A、B兩點電勢較高的點是_。 11：如圖3-2-11所示，在豎直平面內(nèi)，有一半徑為R的絕緣的光滑圓環(huán)，圓

6、環(huán)處于場強大小為E，方向水平向右的勻強電場中，圓環(huán)上的A、C兩點處于同一水平面上，B、D分別為圓環(huán)的最高點和最低點。M為圓環(huán)上的一點，MOA=45°。環(huán)上穿著一個質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球，它正在圓環(huán)上做圓周運動，已知電場力大小qE等于重力的大小mg，且小球經(jīng)過M點時球與環(huán)之間的相互作用力為零。試確定小球經(jīng)過A、B、C、D點時的動能各是多少？ 12： （1）小球B剛進入勻強電場后的加速度大小。 （2）從開始運動到A剛要進入勻強電場過程的時間。 （3）小球B向下運動離M、N的最大距離。 13：（16分）制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為 的兩平行極板，如圖甲所示，加在極板

7、A、B間的電壓 作周期性變化，其正向電壓為 ，反向電壓為 ， 電壓變化的周期為2r，如圖乙所示.在t=0時，極板B附近的一個電子，質(zhì)量為m、電荷量為e，受電場作用由靜止開始運動.若整個運動過程中，電子未碰到極板A，且不考慮重力作用. （1）若 ，電子在02r時間內(nèi)不能到達極板 ，求 應滿足的條件； （2）若電子在 時間內(nèi)未碰到極板B，求此運動過程中電子速度 隨時間t變化的關系； （3）若電子在第 個周期內(nèi)的位移為零，求k的值。 14：（10分）如圖所示，一長為L的細線上端固定，下端拴一質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于一水平向右的勻強電場E中，當細線偏角為=45 0時，小球處于平衡狀態(tài)， 試問:(1

8、)小球的帶電荷量q多大? (2)若細線的偏角從45 0增加到90 0，然后由靜止釋放小球，細線到達豎直位置時小球速度?該位置繩子對球的拉力為多少？15：如圖(a)，平行金屬板A和B間的距離為d ，它們的右端安放著靶MN（可金屬板右側上下移動也可在紙面內(nèi)轉動），現(xiàn)在A、B板上加上如圖（ b）所示的方波形電壓， t=0時A板比B板的電勢高，電壓的正向值為 U 0，反向值也為 U 0?，F(xiàn)有由質(zhì)量為 m的帶正電且電荷量為 q的粒子組成的粒子束，從AB的中點O以平行于金屬板方向OO /的速度大小為 持續(xù)不斷射入，所有粒子在AB間的飛行時間均為T，且不會與金屬板相碰，不計重力影響。求： （1）金屬板長度

9、（2）粒子飛出電場時位置離O /點的距離范圍 （3）要使粒子能全部打在靶MN上，靶MN的長度至少多大？ 答案部分1、A,B試題分析：電場線和等式線是相互垂直的，粒子由a到b，由運動軌跡可判出粒子受電場力與重力的合力向上，且合力與速度方向夾角為銳角，所以電場力與重力的合力做正功，由動能定理可知，油滴的動能增大；故A正確；過程中，重力的做負功，所以電場力做正功，且電場力大于重力，故油滴的電勢能減小，機械能增大，B正確，而由于重力和電場力的合力做正功，故重力勢能與電勢能之和減小，C錯誤，由于油滴在運動中，電勢能減小，減小的電勢能轉化為油滴的動能及重力勢能，故動能和電勢能之和應減小，減小部分變成了油滴

10、的重力勢能；故D錯誤； 考點：考查了帶電粒子在電場中的偏轉 點評：帶電粒子在電場中的偏轉類題目，較好的考查了曲線運動、動能定理及能量關系，綜合性較強，故在高考中經(jīng)常出現(xiàn)，在學習中應注意重點把握。 2、A,B負電荷從A點自由釋放，所受電場力方向向右，負電荷所受電場力與電場方向相反，所以該電場方向向左，故A正確根據(jù)vt圖像可知，負電荷加速度恒定，即所受電場力恒定，可確定該電場為勻強電場，故B正確沿著電場線電勢在降低，因為電場方向向左，所以該電場中A點電勢低于B點電勢，故C錯誤負電荷由A到B的過程中電場力做正功，所以電勢能減少，故D錯誤故選AB3、C試題分析：在 軸方向電子所受電場力先是右偏下，則電

11、子水平速度沿 軸不斷增加，電子所受電場力后是左偏上，則水平速度沿 軸依然增加，選項A錯誤.由電勢能 可知， ， ，則 ，選項B錯誤.電子由 至 電場力做功 ，電子帶負電 ；沿 軸正向電勢增加， ，故 ，則電場力一直做正功，選項C正確、選項D錯誤.故選D. 考點：本題考查了電場線和等勢面、帶電粒子在電場中的運動、電場力做功. 4、A,C試題分析：根據(jù)軌跡彎曲方向得出電場力的方向，從而確定帶電粒子的電性。根據(jù)動能定理比較a點、b點的速度大?。桓鶕?jù)電場線的疏密比較電場力的大??；根據(jù)電場力做功比較電勢能的大小。 A、軌跡彎曲的方向大致指向合力的方向，知電場力背離正電荷方向，所以該粒子帶正電。故A正確。

12、 B、從a到b，電場力做負功，根據(jù)動能定理，動能減小，a點動能大于b點動能，則a點速度大于b點的速度。故B錯誤。 C、b點的電場線比a點電場線密，所以b點的電場強度大于a點的電場強度，所以粒子在a點的電場力比b點小。故C正確。 D、從a到b，電場力做負功，電勢能增加。所以a點的電勢能小于b點的電勢能。故D錯誤。 故選：AC、 考點：電場線的疏密表示電場的強弱，電場力做正功，電勢能減小，電場力做負功，電勢能增加。 5、A以AB小球整體受力：重力和拉力等大反向，A上面的繩子處于豎直狀態(tài)；A位置不動，對B小球進行受力分析，AB繩子與水平方向夾角為45°向右。，B球上升了L-Lcos45&#

13、176;重力勢能增加=   A對，B錯；電場力做正功，電勢能減少：，C，D都錯。6、     粒子進入電場后，只受到電場的力和重力，方向都是豎直向下的，把這兩個力視為合力，則粒子在電場中做平拋運動， 水平方向的速度不變，豎直方向從0勻速增加， 射出電場的即時速度的方向與初速度方向成30度角，將速度分解 豎直方向的速度分量是： , 粒子在電場中的外力F=qE+mg, 加速度a=F/m=g+qE/m, 則粒子在電場中運行的時間為： 電勢能增量即為增加的動能： = 7、 1：2      

14、1：1 略 8、 負電、mg/E 帶電液滴勻速下落，受力平衡，所以液滴受到的電場力方向豎直向上，由于場強E方向豎直向下，所以液滴帶負電，由mg=qE可知帶電量q=mg/E 9、 左、增加 略 10、 正 B  B 試題分析：粒子只受電場力作用，由粒子運動軌跡可得粒子帶正電，由B處電場線較密，可得 B點的電場強度較大，且粒子在B點受力方向與該處的場強方向相同，則粒子在B點加速度較大，沿電場方向電勢降低，所以由電場線性質(zhì)可得B點的電勢較高，即 考點：考查了帶電粒子在電場中的偏轉 11、 根據(jù)牛頓第二定律 當小球從M點運動到A點的過程中，電場力和重力做功分別為 根據(jù)動能定理得： 同理： 1

15、2、 （1） （2）0.3s（3）S=1.3m （1）小球B剛進入電場時，以A、B球及輕桿為一整體，做加速度為a的勻加速運動由牛頓第二定律：    （2分） 得   （2分） （2）B球進入電場前，A、B球及輕桿整體做自由落體運動，時間t 1    （1分） 得： B球進入電場瞬間速度：    （1分） 從B球進入電場到A球剛要進入電場過程，A、B球整體做勻加速運動，時間t 2     （2分） 解方程得： 從開始運動到A剛要進入勻強電場過程中的

16、時間     （1分） （3）設小球B向下運動離MN最大距離為S，A、B球整體從開始運動到到達最低點過程，由動能定理：     （2分） 得：S="1.3m   " （1分） 13、 （1） （2） （3） 本題考查帶電粒子在電場中的運動、勻變速直線運動的規(guī)律，屬于變力多過程問題，解題的關鍵是找到相似點，進行類比計算；同時要兼顧整個過程的重復性，把復雜多變的過程分解為許多常見的簡單過程進行計算。 （1）電子在0 時間內(nèi)做勻加速運動 加速度的大小  

17、;                                             位移       

18、                                               在 時間內(nèi)先做勻減速運動，后反向做勻加速運動

19、加速度的大小                                              初速度的大小   

20、0;                                             勻減速運動階段的位移    

21、60;                                  依據(jù)題意         解得        

22、                 （2）在 時間內(nèi) 速度增量                                

23、60;                   在 時間內(nèi) 加速度的大小     速度增量                         &#

24、160;                        （a）當 時 電子的運動速度                        

25、0;   解得                       （b）當 時 電子的運動速度                 解得                  （3）電子在 時間內(nèi)的位移  電子在 時間內(nèi)的位移  由式可知     由式可知  依據(jù)題意   解得     14、 解（1）q ="mg/E" (2) T=mg 試題分析： （1）小球在電場中受到重力、電場力和細線的拉力而處于平衡狀態(tài)。根