2020高考物理一轮复习课时跟踪检测二十三带电粒子在电场中的运动.pdf

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1、【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】1/10 2020高考物理一轮复习课时跟踪检测二十三带电粒子在电场中的运动编 辑：_时 间：_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】2/10 对点训练：平行板电容器的动态分析1.(20 xx 宁波二模)如图所示，a、b 为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关S后，静电计的指针张开一个较小的角度，能使角度增大的办法是()A使 a、b 板的距离增大一些B使 a、b 板的正对面积减小一些C断开 S，使 a、b 板的距离增大一些D断开 S，使 a、b 板的正对面积增大一些解析：选 C 开关 S闭合，电容器两端的电势差不变，则静电计指针

2、的张角不变，故A、B 错误；断开S，电容器所带的电量不变，a、b 板的距离增大，则电容减小，根据U知，电势差增大，则指针张角增大，故C 正确；断开 S，电容器所带的电量不变，a、b 板的正对面积增大，电容增大，根据U知，电势差减小，则指针张角减小，故 D错误。2(20 xx 徐州调研)一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在P点，如图所示，以 C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、表示 P点的电势，W表示正电荷在 P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0，则下列关于各物理量与负极板移动距离 x 的关系图像中正确的是()解析：选 C 由

3、 C知，C与两极板间距离d 成反比，C与 x 不是线性关系，A错；电容器充电后与电源断开，电荷量不变，由C、【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】3/10 Q CU、UEd得 E是定值，B错；因负极板接地，电势为零，所以P 点电势为 E(Lx)，L 为 P 点到负极板的初始距离，E 不变，随 x 增大而线性减小，C对；由 W q 知 W与电势 变化情况一样，D错。3.20 xx 年 8 月 23 日，第七届中国国际超级电容器产业展览会在上海举行，作为中国最大超级电容器展，众多行业龙头踊跃参与，如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接，一带电油滴位于电容器中的P 点

4、且恰好处于平衡状态，在其他条件不变的情况下，现将平行板电容器的两极板非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中()A电容器的电容 C增大B电容器所带的电荷量Q减小C油滴将向下加速运动，电流计中的电流从N流向 MD油滴静止不动，电流计中的电流从M流向 N解析：选 B 将两极板缓慢地错开一些，两极板正对面积减小，根据电容的决定式C得知，电容减小，故A 错误；根据 Q CU，由于电容器电容减小，因两极板间电压U 不变，那么极板带的电量会减小，故B 正确；将平行板电容器的两极板非常缓慢地水平错开一些，由于电容器两板间电压不变，根据E，得知板间场强不变，油滴所受的电场力不变，则油滴将静止不动；再由C知，电容

5、器带电量减小，电容器处于放电状态，电路中产生顺时针方向的电流，则电流计中有 NM 的电流，故 C、D错误。对点训练：带电粒子在电场中的直线运动【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】4/10 4.多选 如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为m、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v0 由小孔进入电场，当M、N间电压为 U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M、N两板间距的处返回，则下述措施能满足要求的是()A使初速度减为原来的12B使 M、N间电压提高到原来的2 倍C使 M、N间电压提高到原来的4 倍D使初速度和 M、N间电压都减为原来的12

6、解析：选 BD 在粒子刚好到达N 板的过程中，由动能定理得qEd0mv02，所以 d，令带电粒子离开M板的最远距离为x，则使初速度减为原来的，x；使 M、N 间电压提高到原来的2 倍，电场强度变为原来的2 倍，x，使 M、N间电压提高到原来的4 倍，电场强度变为原来的4 倍，x；使初速度和M、N 间电压都减为原来的，电场强度变为原来的一半，x。5.真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场，一质量为 m的带电微粒恰好能沿图示虚线(与水平方向成 角)由 A 向 B 做直线运动，已知重力加速度为 g，微粒的初速度为v0，则()A微粒一定带正电B微粒一定做匀速直线运动C可求出匀强电场的电场强度D可求

7、出微粒运动的加速度【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】5/10 解析：选 D 因微粒在重力和电场力作用下做直线运动，而重力竖直向下，由微粒做直线运动条件知电场力必水平向左，微粒带负电，A 错；其合外力必与速度反向，大小为F，即微粒一定做匀减速直线运动，加速度为a，B错，D对；电场力 qEmgcot，但不知微粒的电荷量，所以无法求出其电场强度，C错。对点训练：带电粒子在匀强电场中的偏转6.如图所示，让大量的一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子从同一位置经过同一加速电场A 由静止开始加速，然后在同一偏转电场B 中偏转。忽略离子的重力及离子间的相互作用力。下列说法正确的是()A它们始终为一股

8、离子束B它们会分离为二股离子束C它们会分离为三股离子束D它们会分离为无数股离子束解析：选 A 离子在电场中加速，根据动能定理U1q mv02；在偏转电场中做类平抛运动，水平方向：Lv0t；竖直方向：yt2；联立可得：y，故可知离子射出偏转电场的偏转距离与粒子的电量和质量无关，所以三种离子始终为一股离子束，选项A正确。7.多选(20 xx 淮安期中)如图所示，虚线框的真空区域内存在着沿纸面方向的匀强电场(具体方向未画出)，一质子从 bc 边上的 M点以速度 v0 垂直于 bc 边射入电场，从cd 边上的 Q点飞出电场，不计质子重力。下列说法正确的有()A质子到 Q点时的速度可能大于v0B质子到

9、Q点时的速度可能等于v0【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】6/10 C质子到 Q点时的速度方向可能与cd 边平行D质子到 Q点时的速度方向可能与cd 边垂直解析：选 ABD 若电场强度水平向右，则质子从M点到 Q点电场力做正功，动能变大，此时质子到Q点时的速度大于v0，选项 A 正确；若电场强度方向垂直于MQ 连线向下，则质子从M点到 Q点电场力不做功，动能不变，此时质子到Q点时的速度等于v0，选项 B 正确；质子能到达Q 点说明电场力有向右的分量，则到达Q 点后一定有水平向右的分速度，即质子到Q点时的速度方向不可能与cd 边平行，选项C 错误；若电场方向斜向右下方，则质子有水平向

10、右的加速度和竖直向下的加速度，当运动到Q 点时，竖直方向速度可能减小为零，而只具有水平向右的速度，此时质子到Q 点时的速度方向与 cd 边垂直，选项 D正确。8.多选(20 xx 汕头模拟)一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿垂直极板方向。两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带电粒子a 和 b，从电容器边缘同一竖直线上的不同位置(如图)沿相同的水平方向同时射入两平行板之间，经过相同时间两粒子落在电容器下极板同一点P 上。若不计重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是()A粒子 a 的比荷大于粒子 b 的比荷B粒子 a 射入时的初速度大于粒子b 的初速度C若只减小两极板间的电压，则两粒

11、子可能同时落在电容器下极板边缘上D若只增大粒子b 射入时的初速度，则两粒子可能在两极板之间的某一位置相遇【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】7/10 解析：选AC 粒子在电场中只受电场力作用，电场力与初速度方向垂直，所以，粒子做类平抛运动；在竖直方向，两粒子运动时间相同，a 的位移大于 b 的位移，所以，a 的加速度大于 b 的加速度，又有加速度 a，所以，a 的比荷大于 b 的比荷，故 A正确；在水平方向，两粒子运动时间相同，运动位移相同，所以，两粒子射入时的初速度相等，故B 错误；若只减小两极板间的电压，则两粒子的加速度同比减小，那么在竖直方向上，位移和加速度的比值仍旧相等，即

12、a、b 从原来高度落下需要的时间仍旧相同，所以两粒子可能同时落在电容器下极板边缘上，故C 正确；若只增大粒子b 射入时的初速度，则在水平方向上b 的位移恒大于a 的位移，那么两粒子不可能在两板之间的某一位置相遇，故D错误。考点综合训练9.(20 xx 苏州八校联考)如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L0.1 m，两板间距离d0.4 cm，有一束相同微粒组成的带正电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下极板上，微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为m 2106 k

13、g，电量 q1108 C，电容器电容为 C106 F。求：(g 10 m/s2)(1)为使第一个粒子能落在下板中点，则微粒入射速度v0 应为多少？(2)以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？解析：(1)第一个粒子只受重力：gt2t 0.02 s，v02.5 m/s。【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】8/10(2)以 v0 速度入射的带电粒子，恰打到下极板右边缘时，有t10.04 s，at12，ag4由 mg qEmaEQdCn600个。答案：(1)2.5 m/s(2)600 个10.(20 xx 扬州模拟)静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，

14、其装置如图所示。A、B 为两块平行金属板，间距d0.40 m，两板间有方向由 B指向 A，大小为 E1.0103 N/C 的匀强电场。在 A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的初速度大小均为v02.0 m/s，质量 m 5.01015 kg、带电量为 q2.01016 C。微粒的重力和所受空气阻力均不计，油漆微粒最后都落在金属板B上。试求：(1)微粒打在 B板上的动能；(2)微粒到达 B板所需的最短时间；(3)微粒最后落在 B板上所形成的图形及面积的大小。解析：(1)电场力对每个微粒所做的功为：W qEd 2.0 1016

15、1.0 1030.40 J 8.0 10 14 J微粒从 A板到 B板过程，根据动能定理得 WEktEk0则得：Ekt W Ek0W mv02 8.010 145.010152.02J 9.010 14 J。(2)微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短。【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】9/10 由 Ektmvt2 得：vt m/s 6.0 m/s根据运动学公式得：dt所以微粒到达 B板所需的最短时间为：t s 0.1 s。(3)根据对称性可知，微粒最后落在B 板上所形成的图形是圆形。由牛顿第二定律得：a m/s240 m/s2由类平抛运动规律得：R v0t1dat12则圆形

16、面积为：SR2(v0t1)2 v023.142.02 m2 0.25 m2。答案：(1)9.0 10 14 J(2)0.1 s(3)形成的图形是圆形0.25 m211(20 xx 邯郸质检)如图，等量异种点电荷固定在水平线上的M、N 两点上，有一质量为m、电荷量为 q(可视为点电荷)的小球，固定在长为L 的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与 MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于 MN 的垂直平分线上距MN 为 L 处。现在把杆拉起到水平位置，由静止释放，小球经过最低点B时速度为 v，取 O点电势为零，忽略q 对等量异种电荷形成电场的影响。求：(1)小球经过 B点时对杆的拉力大小；(2)在Q、Q形成的电场中，A点的电势 A；(3)小球继续向左摆动，经过与A等高度的 C点时的速度大小。【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】10/10 解析：(1)小球经 B点时，在竖直方向有Fmg mv2LFmg mv2L由牛顿第三定律知，小球对细杆的拉力大小Fmg m。(2)由于取 O点电势为零，而 O在 MN 的垂直平分线上，所以B0小球从 A到 B过程中，由动能定理得mgL q(AB)mv2A。(3)由电场对称性可知，CA即 UAC 2A小球从 A到 C过程，根据动能定理qUAC mvC2vC。答案：(1)mgm(2)(3)2v24gL