高三物理二輪復(fù)習(xí)練習(xí)-電場(chǎng)提能增分練(三)含解析

...wd......wd...WORD格式整理版...wd...提能增分練(三)帶電粒子在電場(chǎng)力作用下的四種典型運(yùn)動(dòng)[A級(jí)eq\a\vs4\al(——)奪高分]1．(2017·重慶一中模擬)以下四種情況：(1)在固定點(diǎn)電荷＋Q的電場(chǎng)中；(2)兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷＋Q和－Q，在它們連線的中垂面內(nèi)；(3)兩個(gè)固定的等量正點(diǎn)電荷＋Q，在它們連線的中垂面內(nèi)；(4)在一個(gè)自由點(diǎn)電荷＋Q的一側(cè)(點(diǎn)電荷質(zhì)量是電子的兩倍)。電子不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的是()解析：選B(1)在固定點(diǎn)電荷＋Q的電場(chǎng)中，電子受到＋Q的庫侖力，可繞＋Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A可能；(2)在兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷＋Q和－Q的電場(chǎng)中，電子所受的電場(chǎng)力垂直于圖中平面，不可能在此平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故B不可能；(3)根據(jù)電場(chǎng)的分布情況可知，電子所受的合電場(chǎng)力指向兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷＋Q連線的中點(diǎn)，由電場(chǎng)力提供向心力，可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故C可能；(4)在一個(gè)自由點(diǎn)電荷＋Q的一側(cè)，電子受到吸引力，點(diǎn)電荷＋Q和電子可繞連線上的某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成類雙星模型，故D可能；此題選不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的，應(yīng)選B。2.(多項(xiàng)選擇)(2017·廈門一中檢測(cè))如以以下列圖，一個(gè)點(diǎn)電荷只受電場(chǎng)力作用沿圓弧MN做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假設(shè)圓弧MN的弧長(zhǎng)為s，點(diǎn)電荷經(jīng)過圓弧M、N兩點(diǎn)的時(shí)間為t，經(jīng)過這兩點(diǎn)的速度偏向角為θ，不考慮點(diǎn)電荷對(duì)周圍電場(chǎng)的影響，則()A．M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)相等B．點(diǎn)電荷的加速度大小為a＝eq\f(sθ,t2)C．該點(diǎn)電荷所處的電場(chǎng)可能是兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的D．該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一定指向圓弧的圓心解析：選ABC點(diǎn)電荷只受電場(chǎng)力作用沿圓弧MN做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)力充當(dāng)向心力，與速度方向垂直，電場(chǎng)力不做功，所以MN兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，A正確；根據(jù)幾何知識(shí)可得圓弧所對(duì)圓心角為θ，所以運(yùn)動(dòng)半徑為r＝eq\f(s,θ)，點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)角速度為ω＝eq\f(θ,t)，故點(diǎn)電荷的向心加速度為a＝ω2r＝eq\f(θs,t2)，B正確；點(diǎn)電荷可以在兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷中垂面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以該點(diǎn)電荷所處的電場(chǎng)可能是兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的，故C正確；點(diǎn)電荷的電性未知，所以無法判斷電場(chǎng)強(qiáng)度方向，D錯(cuò)誤。3．(2017·衡水武邑中學(xué)調(diào)研)如以以下列圖，足夠大的光滑絕緣水平面上有三個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)，A和C圍繞B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A和B、C和B的距離分別是L1和L2，B恰能保持靜止。三質(zhì)點(diǎn)間只有靜電力的作用，則A和C的比荷(電荷量與質(zhì)量之比)的比值應(yīng)為()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L1,L2)))2B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,L1)))2C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L1,L2)))3D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,L1)))3解析：選C因?yàn)锳、C圍繞B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，B處于平衡狀態(tài)，可分析出A、C電性一樣，與B電性相反，對(duì)B有eq\f(kQAQB,L\o\al(2,1))＝eq\f(kQBQC,L\o\al(2,2))，解得eq\f(QA,QC)＝eq\f(L\o\al(2,1),L\o\al(2,2))。對(duì)A有eq\f(kQAQB,L\o\al(2,1))－eq\f(kQAQC,L1＋L22)＝mAωeq\o\al(2,A)L1，對(duì)C有eq\f(kQBQC,L\o\al(2,2))－eq\f(kQAQC,L1＋L22)＝mCωeq\o\al(2,C)L2，聯(lián)立各式得mAωeq\o\al(2,A)L1＝mCωeq\o\al(2,C)L2，因ωA＝ωC，所以有eq\f(mA,mC)＝eq\f(L2,L1)，則A和C的比荷的比值應(yīng)為eq\f(\f(QA,mA),\f(QC,mC))＝eq\f(QAmC,QCmA)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L1,L2)))3，選項(xiàng)C正確。4.如以以下列圖，A、B兩金屬板平行放置，在t＝0時(shí)刻將電子從A板附近由靜止釋放(電子的重力忽略不計(jì))。分別在A、B兩板間加上以下哪種電壓時(shí)，有可能使電子到不了B板()解析：選B加A圖電壓，電子從A板開場(chǎng)向B板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；加B圖電壓，電子開場(chǎng)向B板做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度大小一樣的勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零后做反向勻加速運(yùn)動(dòng)及勻減速運(yùn)動(dòng)，由電壓變化的對(duì)稱性可知，電子將做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以電子有可能到不了B板；加C圖電壓，電子先勻加速，再勻減速到靜止，完成一個(gè)周期，電子一直向B板運(yùn)動(dòng)，即電子一定能到達(dá)B板；加D圖電壓，電子的運(yùn)動(dòng)與C圖情形一樣，只是加速度是變化的，所以電子也一直向B板運(yùn)動(dòng)，即電子一定能到達(dá)B板，綜上所述可知選項(xiàng)B正確。5．平行板間有如以以下列圖的周期性變化的電壓。重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t＝0時(shí)刻開場(chǎng)將其釋放，運(yùn)動(dòng)過程無碰板情況。在以下各選項(xiàng)所示的圖像中，能正確定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖像的是()解析：選A0～eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)粒子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。eq\f(T,2)～T時(shí)間內(nèi)做加速度恒定的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由電壓變化的對(duì)稱性可知，在T時(shí)刻速度減為零。此后周期性重復(fù)，故A正確。6．(多項(xiàng)選擇)(2017·青島模擬)如以以下列圖為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像。當(dāng)t＝0時(shí)，在此勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放一個(gè)帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用，則以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)B．2s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)C．3s末帶電粒子的速度為零D．0～3s內(nèi)，電場(chǎng)力做的總功為零解析：選CD設(shè)第1s內(nèi)粒子的加速度大小為a1，第2s內(nèi)的加速度大小為a2，由a＝eq\f(qE,m)可得，a2＝2a1，可知，1.5s末粒子的速度為零，然后反方向運(yùn)動(dòng)，至3s末回到原出發(fā)點(diǎn)，粒子的速度為0，由動(dòng)能定理可知，此過程中電場(chǎng)力做功為零，綜上所述，可知C、D正確。7.如以以下列圖，矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩個(gè)帶正電的粒子a和b以一樣的水平速度射入電場(chǎng)，粒子a由頂點(diǎn)A射入，從BC的中點(diǎn)P射出，粒子b由AB的中點(diǎn)O射入，從頂點(diǎn)C射出。假設(shè)不計(jì)重力，則a和b的比荷之比是()A．1∶2B．2∶1C．1∶8D．8∶1解析：選D設(shè)粒子初速度為v0，AB間距為d，則d＝eq\f(1,2)×eq\f(qaE,ma)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\f(1,2)lBC,v0)))2，eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)×eq\f(qbE,mb)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(lBC,v0)))2。以上兩式聯(lián)立可解得：eq\f(qa,ma)∶eq\f(qb,mb)＝8∶1，故D正確。8．(2017·陜西師大附中質(zhì)檢)如以以下列圖，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，在距板右端L處有一豎直放置的光屏M，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從兩板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，則以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是()A．板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(mg,q)B．板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(mg,2q)C．質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等D．質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間解析：選C根據(jù)質(zhì)點(diǎn)垂直打在M屏上可知，質(zhì)點(diǎn)在兩板中央運(yùn)動(dòng)時(shí)向上偏轉(zhuǎn)，在板右端運(yùn)動(dòng)時(shí)向下偏轉(zhuǎn)，mg<qE，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成和分解，質(zhì)點(diǎn)沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等，C正確，D錯(cuò)誤。9．(多項(xiàng)選擇)如以以下列圖，豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)里，用絕緣細(xì)線拴住的帶電小球在豎直平面內(nèi)繞O做圓周運(yùn)動(dòng)，以下四種說法中正確的選項(xiàng)是()A．帶電小球可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．帶電小球可能做變速圓周運(yùn)動(dòng)C．帶電小球通過最高點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力一定最小D．帶電小球通過最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力有可能最小解析：選ABD當(dāng)小球所受重力與電場(chǎng)力合力為零時(shí)，繩子的拉力提供向心力，合外力做功為零，小球可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A正確；當(dāng)小球所受重力與電場(chǎng)力合力不為零時(shí)，合外力對(duì)小球所做的功不為零，小球速度大小發(fā)生變化，小球可能做變速圓周運(yùn)動(dòng)，故B正確；當(dāng)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線的拉力提供向心力，在圓周上任何一點(diǎn)細(xì)線的拉力大小都相等，如果小球做變速圓周運(yùn)動(dòng)，小球帶正電時(shí)，在最高點(diǎn)細(xì)線拉力最小，如果小球帶負(fù)電，在最高點(diǎn)細(xì)線拉力最大，故C錯(cuò)誤；小球所受重力與電場(chǎng)力不相等，做變速圓周運(yùn)動(dòng)，且小球帶負(fù)電時(shí)，在最低點(diǎn)細(xì)線拉力最小，故D正確。[B級(jí)eq\a\vs4\al(——)沖總分值]10．(2017·大慶鐵人中學(xué)模擬)如以以下列圖，L為豎直、固定的光滑絕緣桿，桿上O點(diǎn)套有一質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的小環(huán)，在桿的左側(cè)固定一電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，桿上a、b兩點(diǎn)到＋Q的距離相等。Oa之間距離為h1，ab之間距離為h2，使小環(huán)從圖示位置的O點(diǎn)由靜止釋放后，通過a點(diǎn)的速率為eq\r(3gh1)，則以下說法正確的選項(xiàng)是()A．小環(huán)通過b點(diǎn)的速率為eq\r(g3h1＋2h2)B．小環(huán)從O到b，電場(chǎng)力做的功可能為零C．小環(huán)在Oa之間的速度是先增大后減小D．小環(huán)在Oa之間的速度是先減小后增大解析：選A由題意易知，a、b兩點(diǎn)是＋Q所產(chǎn)生的電場(chǎng)中的兩個(gè)等勢(shì)點(diǎn)，所以小環(huán)從a到b的過程中只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理，研究小環(huán)從a到b的過程得：mgh2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,b)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,a)，解得vb＝eq\r(g3h1＋2h2)，故A正確；小環(huán)在Oa之間運(yùn)動(dòng)過程中，重力和電場(chǎng)力均做正功，小環(huán)在ab之間運(yùn)動(dòng)過程中，重力做正功，電場(chǎng)力做功為0。所以從O到b的過程中電場(chǎng)力做正功，故B錯(cuò)誤；小環(huán)在Oa之間運(yùn)動(dòng)過程，重力和電場(chǎng)力均做正功，速度一直增大。故C、D錯(cuò)誤。11．(多項(xiàng)選擇)一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為＋q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi)，存在著假設(shè)干個(gè)如以以下列圖的無電場(chǎng)區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，兩區(qū)域相互間隔，豎直高度相等，電場(chǎng)區(qū)水平方向無限長(zhǎng)。每一電場(chǎng)區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向均豎直向上，不計(jì)空氣阻力，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．假設(shè)場(chǎng)強(qiáng)大小等于eq\f(mg,q)，則小球經(jīng)過每一電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均一樣C．假設(shè)場(chǎng)強(qiáng)大小等于eq\f(2mg,q)，則小球經(jīng)過每一無電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均一樣D．無論場(chǎng)強(qiáng)大小假設(shè)何，小球通過所有無電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均一樣解析：選AC將小球的運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向正交分解，水平方向不受外力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；豎直方向，在無電場(chǎng)區(qū)只受重力，加速度為g，豎直向下，有電場(chǎng)區(qū)除重力外，還受到向上的恒定的電場(chǎng)力作用，加速度的大小和方向取決于合力的大小和方向，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度等于eq\f(mg,q)時(shí)，電場(chǎng)力大小等于mg，故在電場(chǎng)區(qū)小球所受的合力為零，在無電場(chǎng)區(qū)小球做勻加速運(yùn)動(dòng)，故經(jīng)過每個(gè)電場(chǎng)區(qū)，小球的速度均不相等，因而小球經(jīng)過每一無電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均不相等，故B錯(cuò)誤；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度等于eq\f(2mg,q)時(shí)，電場(chǎng)力大小等于2mg，故在電場(chǎng)區(qū)小球所受的合力大小等于mg，方向豎直向上，加速度大小等于g，方向豎直向上，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有：經(jīng)過第一個(gè)無電場(chǎng)區(qū)y＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，v1＝gt1，經(jīng)過第一個(gè)電場(chǎng)區(qū)，y＝v1t2－eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，v2＝v1－gt2，聯(lián)立解得t1＝t2，v2＝0。接下來小球的運(yùn)動(dòng)重復(fù)前面的過程，即每次通過無電場(chǎng)區(qū)豎直方向上都是做自由落體運(yùn)動(dòng)，每次通過電場(chǎng)區(qū)豎直方向上都是做末速度為零勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；通過前面的分析可知，場(chǎng)強(qiáng)不同時(shí)，小球通過每個(gè)無電場(chǎng)區(qū)的初速度不一定一樣，所以，通過電場(chǎng)的時(shí)間不同，故D錯(cuò)誤。12．兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板如圖甲所示，大量電子(質(zhì)量m、電荷量e)由靜止開場(chǎng)，經(jīng)電壓為U0的電場(chǎng)加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入兩板之間。當(dāng)兩板均不帶電時(shí)，這些電子通過兩板之間的時(shí)間為3t0；當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的周期性電壓時(shí)，恰好能使所有電子均從兩板間通過。問：(1)這些電子通過兩板之間后，側(cè)向位移的最大值和最小值分別是多少(2)側(cè)向位移分別為最大值和最小值的情況下，電子剛穿出兩板之間時(shí)的動(dòng)能之比為多少解析：畫出電子在t＝0時(shí)和t＝t0時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)的v-t圖像如圖1和圖2。(1)vy1＝eq\f(eU0,md)t0，vy2＝eq\f(eU0,md)×2t0＝eq\f(2eU0t0,md)，ymax＝2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)vy1t0＋vy1t0))＝3vy1t0＝eq\f(3eU0t\o\al(2,0),