（測控導航）高考物理一輪 第六章《電場》第4課時基礎知能提升訓練題 新人教版

第課時帶電粒子在電場中的運動(二)【測控導航】知識點題號1.示波管2、7、102.帶電粒子在交變電場中的運動4、83.帶電粒子在復合場中的運動1、3、5、6、9、111~6題為單選題;7~9題為多選題1.如圖所示的示波管,當兩偏轉電極XX'、YY'電壓為零時,電子槍發(fā)射的電子經加速電壓加速后會打在熒光屏上的正中間(圖示坐標的O點,其中x軸與XX'電場的場強方向平行,x軸正方向垂直于紙面指向紙內,y軸與YY'電場的場強方向平行).若要電子打在圖示坐標的第Ⅲ象限,則(D)A.X、Y接電源的正極,X'、Y'接電源的負極B.X、Y'接電源的正極,X'、Y接電源的負極C.X'、Y接電源的正極,X、Y'接電源的負極D.X'、Y'接電源的正極,X、Y接電源的負極解析:電子槍發(fā)射的帶負電的電子在電場力作用下向第Ⅲ象限偏轉,故Y'、X'是帶正電的極板.故選項D正確.電子槍發(fā)射的電子帶負電,若要求向下偏轉,必須把下極板接電源正極;若要求向左,必須把左極板接電源正極,電子在這兩個方向的電場力共同作用下到達預定的位置.2.(2012黃岡期末)在豎直向下的勻強電場中,有a、b、c、d四個帶電質點,各以水平向左、水平向右、豎直向下和豎直向上的速度做勻速直線運動,不計質點間的相互作用力,則下列說法中錯誤的是(A)A.c、d帶異種電荷B.a、b帶同種電荷且電勢能均不變C.d的電勢能減小,重力勢能增大D.c的電勢能增大,機械能減小解析:各個質點所受重力均向下,要使它們分別以水平向左、水平向右、豎直向下和豎直向上的速度做勻速直線運動,所受電場力均向上,各個質點均帶負電,且與重力平衡,選項A錯誤;a、b沿等勢面運動,帶同種電荷且電勢能均不變,選項B正確;d豎直向上運動,電場力做正功,d的電勢能減小,重力勢能增大,選項C正確;c豎直向下運動,電場力做負功,電勢能增大,重力勢能減小,機械能減小,選項D正確.3.將如圖所示的交變電壓加在平行板電容器A、B兩極板上,開始B板電勢比A板電勢高,這時有一個原來靜止的電子正處在兩板的中間,它在電場力作用下開始運動,設A、B兩極板間的距離足夠大,下列說法中正確的是(D)A.電子一直向著A板運動B.電子一直向著B板運動C.電子先向A板運動,然后返回向B板運動,之后在A、B兩板間做周期性往復運動D.電子先向B板運動,然后返回向A板運動,之后在A、B兩板間做周期性往復運動解析:開始B板電勢高,電子在電場力作用下向B板運動,0~T4內做加速運動,T4~T2內做減速運動,T2時速度為零,在T2帶電粒子在交變電場中運動,分析的有效方法是畫vt圖像.例如本題的vt圖像大致如圖所示,由圖中的“面積”的意義就可判斷出往復運動的特點.4.(2012淄博一模)在光滑絕緣水平面的P點正上方O點固定了一電荷量為+Q的點電荷,在水平面上的N點,由靜止釋放質量為m,電荷量為-q的檢驗電荷,該檢驗電荷經過P點時速度為v,圖中θ=60°,規(guī)定電場中P點的電勢為零.則在+Q形成的電場中(B)A.N點電勢高于P點電勢B.N點電勢為-mC.P點電場強度大小是N點的2倍D.檢驗電荷在N點具有的電勢能為-12mv解析:在+Q形成的電場中,N點電勢低于P點電勢,選項A錯誤;此檢驗電荷的機械能與電勢能之和保持不變,此檢驗電荷在N點電勢能等于mv2/2,N點電勢為-mv5.(2012江蘇四市聯(lián)考)如圖所示,實線為電視機顯像管主聚焦電場中的等勢面.a、b、c、d為圓上的四個點,則下列說法中正確的是(B)A.a、b、c、d四點電勢不等,但電場強度相同B.一電子從b點運動到c點,電場力做的功為9.6×10-20JC.若一電子從左側沿中心軸線穿越電場區(qū)域,將做加速度增加的加速直線運動D.一束電子從左側平行于中心軸線進入電場區(qū)域,將會從右側平行于中心軸線穿出解析:a、b、c、d四點電勢不等,但電場強度大小相等,方向不相同,選項A錯誤;一電子從b點運動到c點,電場力做的功為e(0.80-0.20)V=9.6×10-20J,選項B正確;若一電子從左側沿中心軸線穿越電場區(qū)域,將做加速度先增加后減小的加速直線運動,選項C錯誤;因為電場線不水平,故一束電子從左側平行于中心軸線進入電場區(qū)域,從右側穿出時將散開,選項D錯誤.6.如圖(甲)所示,兩平行金屬板豎直放置,左極板接地,中間有小孔,右極板電勢隨時間變化的規(guī)律如圖(乙)所示,電子原來靜止在左極板小孔處,不計電子的重力,下列說法中正確的是(C)A.從t=0時刻釋放電子,電子時而向右運動,時而向左運動,最后打到右極板上B.從t=0時刻釋放電子,電子可能在兩板間振動C.從t=T/4時刻釋放電子,電子可能在兩板間振動,也可能打到右極板上D.從t=3T/8時刻釋放電子,電子必將打到右極板上解析:若t=0時刻釋放電子,電子將重復先加速后減速,直到打到右極板,不會在兩板間振動,所以選項A,B錯誤;若從t=T/4時刻釋放電子,電子先加速T/4,再減速T/4,有可能電子已達到右極板,若此時未達到右極板,則電子將在兩極板間振動,所以選項C正確;同理,若從t=3T/8時刻釋放電子,電子有可能達到右極板,也有可能從左極板射出,這取決于兩板間的距離,所以選項D錯誤.7.如圖所示是某種靜電礦料分選器的原理示意圖,帶電礦粉經漏斗落入水平勻強電場后,分落在收集板中央的兩側,對礦粉分離的過程,下列表述正確的有(BD)A.帶正電的礦粉落在右側B.電場力對礦粉做正功C.帶負電的礦粉電勢能變大D.帶正電的礦粉電勢能變小解析:電容器提供的勻強電場水平向左,帶正電的礦粉受到向左的電場力,落在左側,選項A錯誤;無論帶正電的礦粉還是帶負電的礦粉,在水平方向的電場力與水平位移方向一致,做正功,選項B正確;WAB=EpA-EpB,又WAB為正功,電勢能一定減小,選項C錯誤,選項D正確.8.如圖,豎直向上的勻強電場中,絕緣輕質彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接,施加外力F將小球向下壓至某位置靜止.現(xiàn)撤去F,使小球沿豎直方向運動,在小球由靜止到離開彈簧的過程中,重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2,小球離開彈簧時的速度為v,不計空氣阻力,則上述過程中(AB)A.小球的重力勢能增加-W1B.小球的電勢能減少W2C.小球的機械能增加W1+12mvD.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒解析:由功能關系可知,在小球由靜止到離開彈簧的過程中,小球的重力勢能增加-W1,小球的電勢能減少W2,選項A、B正確;小球的機械能增加W2,小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能和電勢能之和保持不變,選項C、D錯誤.9.(2012四川資陽三模)如圖所示,在位于豎直平面內的直角坐標系xOy的第Ⅰ象限存在著方向平行于y軸的勻強電場(圖中未畫出).場強大小為5×103V/m.一個可視為質點的帶電小球在t=0時刻從y軸上的a點以沿x軸正方向的初速度進入電場,圖中的b、c、d是從t=0時刻開始每隔0.1s記錄到的小球位置,已知重力加速度大小是10m/s2.則下列說法中正確的是(BD)A.小球從a運動到d的過程中,機械能一定增大B.小球從a運動到d的過程中,電勢能一定增大C.小球的初速度是60m/sD.小球的比荷(qm)是1×10-3解析:由小球在豎直方向相等時間內的位移差Δy=aT2=2×2.5cm,解得a=5m/s2,說明小球從a運動到d的過程中,電場力做負功,機械能減小,電勢能增大,選項A錯誤B正確;由x=vT解得小球的初速度是0.6m/s,選項C錯誤;小球所受電場力大小由mg-qE=ma得qE=mg/2,小球的比荷qm=1×10-3C10.(2013攀枝花市統(tǒng)考)如圖所示,虛線PQ、MN間存在如圖所示的水平勻強電場,一帶電粒子質量為m=2.0×10-11kg、電荷量為q=+1.0×10-5C,從a點由靜止開始經電壓為U=100V的電場加速后,垂直于勻強電場進入勻強電場中,從虛線MN的某點b(圖中未畫出)離開勻強電場時速度與電場方向成30°角.已知PQ、MN間距為20cm,帶電粒子的重力忽略不計.求:(1)帶電粒子剛進入勻強電場時的速率v1;(2)勻強電場的場強大小E;(3)ab兩點間的電勢差Uab.解析:(1)帶電粒子在電壓為U的電場加速運動,由動能定理得:qU=12m代入數(shù)據(jù)得v1=1.0×104(2)帶電粒子在水平勻強電場中運動,沿初速度方向做勻速運動,帶電粒子沿電場方向做勻加速運動.設帶電粒子在水平勻強電場的加速度為a,運動時間為t,離開勻強電場時平行于電場方向的分速度為vy,由牛頓第二定律及運動學規(guī)律得:qE=ma,d=v1t,vy=at又由題意得:tan30°=v1解得:E=3×103N/C≈1.732×103N/C.(3)帶電粒子從a到b的過程中由動能定理得:qUab=12mv2=12m(v1解得:Uab=400V.答案:(1)1.0×104m/s(2)1.732×1011.(2013瀘州市一診)在光滑絕緣的水平面上有半圓柱形的凹槽ABC,截面半徑為R=0.4m.空間有豎直向下的勻強電場,一個質量m=0.02kg,帶電荷量q=+1.0×10-3C的小球(可視為質點)以初速度v0=4m/s從A點水平飛入凹槽,恰好撞在D點,D與O的連線與水平方向夾角為θ=53°,重力加速度取g=10m/s2,sin53°=0.8.cos53°=0.6,試求:(1)小球從A點飛到D點所用的時間t;(2)電場強度E的大小;(3)從A點到D點帶電小