高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)卷 第一部分 高考熱點(diǎn)專項(xiàng)練 考點(diǎn)七 靜電場(chǎng) 第59練 (模型方法)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、 第59練(模型方法)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) eq avs4alco1(（時(shí)間40分鐘）) 思維方法1帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合處理或用動(dòng)能定理處理2在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)一般從分解的角度處理，也可用動(dòng)能定理處理能量問(wèn)題3在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，一般是幾段運(yùn)動(dòng)的組合，抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對(duì)稱性的特征選擇題12022福州檢測(cè)如圖為示波管的工作原理圖電子經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后，垂直射入電壓為U2的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，極板間的距離為d，y為電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)發(fā)生的偏轉(zhuǎn)距離用“單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離”來(lái)描述示波管的靈

2、敏度，即 eq f(y,U2) (該比值越大則靈敏度越高)，下列可以提高示波管靈敏度的方法是()A減小U1 B增大U1C減小U2 D增大U222021湖南永州月考如圖所示，水平放置的平行板電容器兩極板間距為d，帶負(fù)電的微粒質(zhì)量為m、帶電荷量為q，它從上極板的邊緣以初速度v0射入，沿直線從下極板N的邊緣射出，設(shè)重力加速度大小為g.則()A微粒的加速度不為零B微粒的電勢(shì)能減少了mgdC.兩極板間的電勢(shì)差為 eq f(mgd,q) DM板的電勢(shì)低于N板的電勢(shì)32022河北衡水中學(xué)考試如圖所示，虛線1、2、3是豎直方向勻強(qiáng)電場(chǎng)中間距相等的等勢(shì)線將重力不可忽略、帶等量異種電荷的小球a、b同時(shí)以相等的速率

3、分別沿1、3等勢(shì)線拋出，t時(shí)刻兩小球經(jīng)過(guò)等勢(shì)線2.不計(jì)兩小球間的相互作用下列說(shuō)法正確的是()Aa的質(zhì)量比b的小B在t時(shí)刻，a的動(dòng)能比b的大C在t時(shí)刻，a和b的電勢(shì)能相等D在t時(shí)刻，a和b的動(dòng)量大小相等4(多選)一質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度大小v0從a點(diǎn)豎直向上射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右粒子通過(guò)電場(chǎng)中的b點(diǎn)時(shí)，速率為2v0，方向與電場(chǎng)方向一致，重力加速度為g.則()A粒子受到的電場(chǎng)力大小為mgB粒子受到的電場(chǎng)力大小為2mgC粒子從a到b機(jī)械能增加了2mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) D粒子從a到b機(jī)械能增加了 eq f(3mv eq oal(sup1(2),sdo1(

4、0) ,2) 52022重慶適應(yīng)性考試如圖所示，一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點(diǎn)與一條水平軌道相連，軌道都是光滑的軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶正電的小球，已知小球受到的電場(chǎng)力大小等于小球重力的 eq f(3,4) .為使小球剛好在圓軌道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則釋放點(diǎn)A距圓軌道最低點(diǎn)B的距離s為()A eq f(7,2) R B eq f(10,3) RC eq f(13,6) R D eq f(23,6) R6(多選)2022天津重點(diǎn)中學(xué)二聯(lián)如圖所示，在豎直放置的平行金屬板A、B之間加有恒定電壓U，A、B兩板的中央留有小孔O1、O2，

5、在B板的右側(cè)有平行于極板的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，電場(chǎng)范圍足夠大，感光板MN垂直于電場(chǎng)方向固定放置第一次從小孔O1處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)子，第二次從小孔O1處由靜止釋放一個(gè)粒子，不計(jì)粒子的重力，關(guān)于這兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是()A質(zhì)子和粒子在O2處的速度大小之比為12B質(zhì)子和粒子在整個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等C質(zhì)子和粒子打到感光板上時(shí)的動(dòng)能之比為12D質(zhì)子和粒子打到感光板上的位置相同7.(多選)傾角為30的光滑絕緣斜面底端O點(diǎn)固定一正點(diǎn)電荷，一帶正電的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放，沿斜面向下運(yùn)動(dòng)能夠到達(dá)的最低點(diǎn)是B點(diǎn)取O點(diǎn)所在的水平面為重力勢(shì)能的零勢(shì)能面，A點(diǎn)為電勢(shì)能零點(diǎn)，小物塊的重力勢(shì)能

6、E重、BA之間的電勢(shì)能E電隨它與O點(diǎn)間距離x變化關(guān)系如圖所示重力加速度g10 m/s2，由圖中數(shù)據(jù)可得()A小物塊的質(zhì)量為5 kgB在B點(diǎn)，E電25 JC從A點(diǎn)到B點(diǎn)，小物塊速度先增大后減小D從A點(diǎn)到B點(diǎn)，小物塊加速度先增大后減小82022湖南長(zhǎng)郡中學(xué)考試如圖甲所示，兩水平平行金屬板a、b間距為d，在兩板右側(cè)裝有熒光屏MN(絕緣)，O為其中點(diǎn)在兩板a、b上加上如圖乙所示的電壓，電壓最大值為U0.現(xiàn)有一束帶正電的離子(比荷為k)，從兩板左側(cè)中點(diǎn)以水平初速度v0連續(xù)不斷地射入兩板間的電場(chǎng)中，所有離子均能打到熒光屏MN上，已知金屬板長(zhǎng)L2v0t0，忽略離子間相互作用和熒光屏MN的影響，則在熒光屏上出

7、現(xiàn)亮線的長(zhǎng)度為()AkdU0t eq oal(sup11(2),sdo4(0) B eq f(kU0t eq oal(sup1(2),sdo1(0) ,2d) C eq f(kU0t eq oal(sup1(2),sdo1(0) ,d) D eq f(3kU0t eq oal(sup1(2),sdo1(0) ,2d) 9.(多選)如圖所示，坐標(biāo)系Oxyz的z軸方向豎直向上，所在空間存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從z軸上的A點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向水平拋出，A點(diǎn)坐標(biāo)為(0，0，L)，重力加速度為g，場(chǎng)強(qiáng)E eq f(mg,q) .下列說(shuō)法正確的是()A小球做非勻變速曲線

8、運(yùn)動(dòng)B小球運(yùn)動(dòng)的軌跡所在的平面與xOy平面的夾角為45C小球的軌跡與xOy平面交點(diǎn)的坐標(biāo)為(v0 eq r(f(2L,g) ，L，0)D小球到達(dá)xOy平面時(shí)的速度大小為 eq r(v eq oal(sup1(2),sdo1(0) 4gL) 二、非選擇題102022福建廈門(mén)一中月考相距很近的平行板電容器，在兩板中心各開(kāi)有一個(gè)小孔，如圖甲所示，靠近A板的小孔處有一電子槍，能夠持續(xù)均勻地發(fā)射出電子，電子的初速度為v0，質(zhì)量為m，電荷量為e，在A、B兩板之間加上如圖乙所示的交變電壓，其中0kmb，選項(xiàng)A錯(cuò)誤根據(jù)動(dòng)能定理可知，對(duì)a球有maa0y eq f(1,2) mav eq oal(sup11(2)

9、,sdo4(a) eq f(1,2) mav eq oal(sup11(2),sdo4(0) ，對(duì)b球有mba0y eq f(1,2) mbv eq oal(sup11(2),sdo4(b) eq f(1,2) mbv eq oal(sup11(2),sdo4(0) ，可得vavb，即在t時(shí)刻小球a的速度大小等于小球b的速度大小，在t時(shí)刻，因?yàn)閙amb，所以a的動(dòng)能比b的大，a的動(dòng)量大于b的動(dòng)量，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤在t時(shí)刻兩小球的電勢(shì)相等，又兩球帶異種電荷，故在t時(shí)刻兩球電勢(shì)能不等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤4答案：BC解析：帶電粒子的運(yùn)動(dòng)可以分解為豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)和水平方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

10、設(shè)粒子受到的電場(chǎng)力為F，根據(jù)動(dòng)量定理，在豎直方向有mgtmv0，在水平方向有Ft2mv0，聯(lián)立解得F2mg，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確設(shè)a、b之間的豎直高度為h，在豎直方向有v eq oal(sup11(2),sdo4(0) 2gh，粒子從a到b的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能增加量Epmgh eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) ，動(dòng)能增加量Ek eq f(1,2) m（2v0）2 eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) eq f(3,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) ，粒子從a到b機(jī)械能增加了EEpEk eq f

11、(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) eq f(3,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) 2mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) ，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤5答案：D解析：已知qE eq f(3,4) mg，重力與電場(chǎng)力的合力F為等效重力，F(xiàn) eq r(（mg）2blc(rc)(avs4alco1(f(3,4)mg)sup12(2) eq f(5,4) mg，F(xiàn)與豎直方向成37角斜向右下過(guò)圓軌道圓心作與豎直方向成角的直線如圖，在直線與圓軌道的交點(diǎn)C處，等效重力F指向圓心，C點(diǎn)即為等效最高點(diǎn)小球剛好在圓軌道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在等效最高

12、點(diǎn)，軌道對(duì)小球的彈力為零，等效重力提供向心力，由牛頓第二定律得Fm eq f(v2,R) ，解得v eq r(f(5,4)gR) .小球從水平軌道到達(dá)等效最高點(diǎn)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得qEsmgR（1cos ）qER sin eq f(1,2) mv20，解得s eq f(23R,6) ，D正確6答案：CD解析：根據(jù)動(dòng)能定理有 eq f(1,2) mv20qU，解得v eq r(f(2qU,m) ，質(zhì)子（ eq oal(sup11(1),sdo4(1) H）和粒子（ eq oal(sup11(4),sdo4(2) He）的比荷之比為21，故兩者在O2處的速度大小之比為 eq r(2) 1，選項(xiàng)A錯(cuò)

13、誤在A、B間a eq f(qU,md) ，則質(zhì)子的加速度大，所以質(zhì)子運(yùn)動(dòng)時(shí)間短；進(jìn)入右側(cè)電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)，由h eq f(1,2) eq f(Eq,m) t2，可知質(zhì)子做類平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也短，故質(zhì)子在整個(gè)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，選項(xiàng)B錯(cuò)誤對(duì)整個(gè)過(guò)程，由動(dòng)能定理得Ek0q（UEh），故帶電粒子的末動(dòng)能與電荷量成正比，所以質(zhì)子和粒子打到感光板上時(shí)的動(dòng)能之比為12，選項(xiàng)C正確帶電粒子由O2到MN板，豎直方向上有h eq f(1,2) eq f(Eq,m) t2，水平方向上有xvt，又v eq r(f(2qU,m) ，聯(lián)立解得x2 eq r(f(Uh,E) ，所以質(zhì)子和粒子打到感光板上的位

14、置相同選項(xiàng)D正確7答案：BC解析：由題圖可知，物塊在距斜面底端x12 m處，重力勢(shì)能為100 J，由重力勢(shì)能的定義有E重mgx1sin 30，解得m10 kg，A項(xiàng)錯(cuò)；物塊在沿光滑斜面下滑的過(guò)程中，只有重力和電場(chǎng)力做功，物塊的機(jī)械能與電勢(shì)能之和保持不變，由題圖可知，物塊機(jī)械能與電勢(shì)能之和為100 J，物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)（x1.5 m）電勢(shì)能最大，動(dòng)能為零，重力勢(shì)能為75 J，所以物塊在B點(diǎn)的電勢(shì)能E電25 J，B項(xiàng)正確；物塊從A點(diǎn)靜止釋放，到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)速度為零，所以物塊從A到B過(guò)程中，速度先增大后減小，加速度先減小后增大，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)8答案：C解析：離子在兩板間運(yùn)動(dòng)，沿水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)

15、動(dòng)時(shí)間t eq f(L,v0) 2t0，所有離子運(yùn)動(dòng)時(shí)間都等于電場(chǎng)變化的周期，作出各個(gè)時(shí)刻射入電場(chǎng)的離子在板間沿電場(chǎng)方向上運(yùn)動(dòng)的vyt圖象，如圖所示，由圖象可知，離子離開(kāi)兩板間時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度vy均相同，vyt圖象與t軸圍成的面積表示沿電場(chǎng)方向的位移，由圖象可知0時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的離子沿電場(chǎng)方向的位移最大，t0時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的離子沿電場(chǎng)方向的位移最小離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度a eq f(qU0,md) eq f(kU0,d) ，離子離開(kāi)兩板間時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為vyat0 eq f(kU0t0,d) ，由圖象面積可得，離子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的最大位移ymax eq f(1,2) （t02t0）at0

16、eq f(3kU0t eq oal(sup1(2),sdo1(0) ,2d) ，離子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的最小位移為ymin eq f(1,2) t0at0 eq f(kU0t eq oal(sup1(2),sdo1(0) ,2d) ，屏上亮線的長(zhǎng)度為yymaxymin eq f(kU0t eq oal(sup1(2),sdo1(0) ,d) ，C正確9答案：BCD解析：小球始終受到重力與電場(chǎng)力，因此可等效成一個(gè)恒定的力，且此力方向與初速度方向垂直，所以做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；由于重力與電場(chǎng)力大小相等，所以小球在這兩個(gè)力的合力所在平面運(yùn)動(dòng)，且與水平面成45角，故B正確；小球在z軸方向做自由落體運(yùn)

17、動(dòng)，只受重力，且初速度為零，所以小球到達(dá)xOy平面所用時(shí)間t eq r(f(2L,g) ，小球在x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則發(fā)生的位移為v0 eq r(f(2L,g) ，而在y軸方向小球只受電場(chǎng)力，初速度為零，因此發(fā)生的位移為 eq f(1,2) eq f(Eq,m) eq blc(rc)(avs4alco1(r(f(2L,g) eq sup12(2) L，所以小球的軌跡與xOy平面交點(diǎn)的坐標(biāo)為 eq blc(rc)(avs4alco1(v0r(f(2L,g)，L，0) ，故C正確；小球在重力與電場(chǎng)力的共同作用下產(chǎn)生的加速度為 eq r(2) g，則小球最后到達(dá)xOy平面時(shí)在重力和電場(chǎng)力的合力方

18、向上速度的增加量為 eq r(2) g eq r(f(2L,g) ，所以小球最后到達(dá)xOy平面時(shí)的速度大小為 eq r(v eq oal(sup1(2),sdo1(0) 4gL) ，故D正確10答案：（1） eq f(r(6),3) v0 eq f(2r(3),3) v0（2） eq f(L2,8d) 解析：（1）電子經(jīng)過(guò)電容器內(nèi)的電場(chǎng)后，速度要發(fā)生變化，設(shè)在0kT時(shí)間內(nèi)，穿出B板的電子速度為v1，kTT時(shí)間內(nèi)射出B板的電子速度為v2根據(jù)動(dòng)能定理有：eU0 eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(1) eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) ，eU0 eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(2) eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) 將U0 eq f(mv eq oal(sup1(2),sdo1(0) ,6e) 代入上式，得：v1 eq f(r(6),3) v0，v2 eq