2.2带电粒子在电场中的运动 同步练习（Word版含解析）.docx

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1、粤教版（2019）必修三2.2带电粒子在电场中的运动一、单选题1.如图甲，在某电场中的。点先后无初速度释放两个正点电荷I和上电荷仅在电场力的作用下沿直线向4运动，两电荷的动能区随位移x变化的关系如图乙。若/的电荷量为小则可知（）图甲图乙A.电荷n的电荷量为+B.C.D.2.电荷II受到的电场力大小为外=%此电场一定为匀强电场且场强大小E = 也qx0E选。点为电势零点，/点的电势为9A =3q质量为加的带电小球由空中某点。无初速度地自由下落，经过时间看,加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过时间/小球又回到P点。整个过程中不计空气阻力且小球未落地，重力加速度为g,则（）A.电场强度的大小为

2、学9B.整个过程中小球电势能减少了 ：8C.从。点到最低点的过程中，小球重力势能减少了加D.从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少了3.两个等量同种正点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线中垂线上有4仄C三点如图甲所示。一个电荷量为2xl0-3c、质量为0.1kg的小物块（可视为质点）从。点由静止释放，其运动的四图像如图乙所示，图像中8点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。下列说法正确的是（）-% ic O参考答案:【详解】B.由动能定理可知，电荷的动能纭随位移工的变化图线的斜率表示该电荷所受的电场力，故电荷I和n所受的电场力分别为故B错误；C.由图可知，电场力为恒

3、力，则电场强度大小方向均不变，为匀强电场，根据F = qE可知，匀强电场的电场大小e = 3_ = l故C正确;A.又所以电荷n的电荷量为,故a错误;D.电荷I由。到4的过程中，有选。点为电势零点，力点的电势故D错误。故选C。2. D答案第1页，共14页【详解】A.设电场强度为加电场后小球的加速度大小为圆 取竖直向下为正方向，则有v=gtqE-mg a=m,口 4mga 3g, E-q%2 =一（/）可得故A错误；B.整个过程中静电力做功W=qE- gt2=2mg2t2所以小球电势能减少了 22g,故B错误;C.从。点到最低点的过程中，小球下降的距离1=_1靖+包=”2gz 十 2a 3所以小

4、球重力势能减少Ep-mgx2mg 2上3故C错误;D.小球运动到最低点时，速度为零，从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少AEk= ； mv2= ； mg2/故D正确。故选D。3. B【详解】A.由C到/的过程中电场力的方向与电荷的运动方向相同，电场力做正功，物块的电势 能一直减小，A错误；8. 8点斜率最大，加速度最大，电场力最大，电场强度最大，根据牛顿第二定律得答案第2页，共14页qE = ma根据图像得a- m/s29-6解得E = 50V/mC.根据电场线形状，由。点到/点电势逐渐降低，C错误;D.根据动能定理得Uab= Uba解得Uab = 25VD错误。故选B。4.

5、D【详解】a.若电压是甲图，or时间内，电场力先向左后向右，则电子先向左做匀加速直线运动， 后做匀减速直线运动，即电场力先做正功后做负功，电势能先减少后增加，故A错误； B.电压是乙图时，在0;T时间内，电子向右先加速后减速，即电场力先做正功后做负 功，电势能先减少后增加，故B错误；C.电压是丙图时，电子先向左做加速度先增大后减小的加速运动，过了;7后做加速度先 增大后减小的减速运动，到T时速度减为0,之后重复前面的运动，故电子一直朝同一方 向运动，故C错误；113D.电压是丁图时，电子先向左加速，到了丁后向左减速，7T后向右加速，丁丁后向右减 424速，7时速度减为零，之后重复前面的运动，故

6、电子做往复运动，故D正确。故选Do5. C答案第3页，共14页【详解】AB.带电物体做匀速直线运动，受重力、支持力、摩擦力水平向左和水平向右的电场力， 电场方向向左，则物体带负电，根据平衡得qE = /Limg解得(/ = 7.5x10-4CAB错误；CD.使物体向右加速，则合力一定水平向右，所以电场力的水平分力一定沿水平方向向 右，电荷带负电，故电场方向斜向左上方或斜向左下方，但只有电场方向沿左下方时，加 速度的值最大，设电场方向与水平方向夹角为仇由牛顿第二定律得qE cos 0 qE sin 8) = ma即qE)2 +(/&，sin(6 +。) 一 jumg = nuiqE 4tan a

7、 二一qE 3 即a = 53。当sin(6 + a) = 1时，加速度最大，此时即故B错误；C.根据沿着电场线方向，电势逐渐降低，故故C正确。故选C。9. C【详解】A.无法确定电势高低，A错误；B.轨迹向两侧弯曲，两个带电粒子电性一定相反，B错误；CD.轨迹向电场力方向弯曲，粒子从尸运动到。的过程中，电场力做正功，电势能减少， C正确；同理，粒子从P运动到b的过程中，电势能也减少，D错误。故选Co10. B【详解】答案第6页，共14页带电雨滴在电场力和重力作用下保持静止，根据平衡条件电场力和重力必然等大反向mg=Eq其中m=pVV =兀户3p乜仃3mg _产 3解得103x-x3.14x1

8、0-9x101042C 4x10-9C故选B。11. D【详解】A.曲线运动的合力指向弯曲一侧，故从电荷的运动轨迹可以看出，电荷受到排斥力，已 知点电荷甲带正电，故乙为正电荷，A错误；B.点电荷甲带正电荷，越靠近正电荷处的电势越高，则有Gm % 0 sB错误；C.根据E骂r因为rNrS故Es 0N所以正电荷乙在点的电势能最大，则有答案第7页，共14页D正确。故选D。12. C【详解】AB.正点电荷周围的电场线是向外扩散状，所以左边的电场线比右边的电场线密集，所以EmE沿着电场线方向电势是降低，所以。m9n，故A错误，B错误；C.在该电场中的正电荷受到的电场力从点向N点，M点向N点移动一个正点电

9、荷， 电场力做正功。故C正确；D.因为所以电荷在M点受到的电场力大。故D错误。故选C。13. C【详解】A.电场线垂直等势面，过4、b两点的等势面不平行，4、b点的电场强度方向不同，故A 错误；BC.电子在b点的所受电场力指向轨迹凹侧，还应与电场线上在该点的切线重合，应是水 平向右，电场线方向水平向左，故B错误，C正确；D.根据电场线垂直等势面，大致画出电场线方向应向左，Q点的电势大于b点的电势，故D错误。故选C。14. C【详解】A.在从0.50m1.25m范围内，动能变化等于克服电场力做的功，则有AEk=qE/x图线的斜率绝对值为答案第8页，共14页解得匀强电场的场强为E = lxlO8N

10、/C故A错误；B.根据图乙可知，物块在0.50m时离开弹性绳，物块在0.40m时速度最大，此时弹簧弹力和电场力相等，所以物块在平衡位置处弹性绳伸长/x=0.5m-0.4m=0.1 m根据胡克定律可得公 20N/m故B错误;C根据能量守恒定律可知，弹性绳弹性势能的最大值Ep（尸 qENx2x 1.25J=2.5J故C正确；D.因物块离开弹性绳后受恒定的电场力作用，可知物块在全过程中的运动不是简谐振 动，选项D错误。故选C。15. D【详解】A.图中喷枪与被涂物之间的实线不代表电场线，因为电场线从正电荷出发到负电荷，A错误；B.该电场不是匀强电场，颗粒运动过程中所受的电场力不是恒力，涂料颗粒在电场

11、中运 动时加速度不恒定，B错误；C.涂料颗粒在电场中运动中，电场力做正功，电势能减小，C错误；D.被涂物上的尖端处，电荷密度大，该处电场强度大，颗粒所受电场力大，涂料附着较 多，D正确。故选Do答案第9页，共14页16.2qR【详解】 口点电荷从力点由静止释放，则在电场力作用下将做匀变速直线运动，则从/到C由动能 定理EqR = g mVg解得由题意可知，场强方向沿4。方向，则过圆心做4。的平行线，则交圆周与。点，从4点到。点电势差最大,电势能变化最大，则33 oAEp = Eq - FD = Eq R = - mv;减小【详解】1据题带电液滴沿直线由6运动到力带电液滴所受重力与电场力的合力一

12、定与其运动方向在同一直线上，对液滴进行受力分析，其受力情况如图所示，则电场力方向一定水平向右，与场强方向相反，所以该液滴带负电2由图可得物体所受合力为答案第10页，共14页A.由C到力的过程中物块的电势能先减小后变大B. 8点为中垂线上的电场强度最大的点，大小为E=50V/mC.由。点到力点电势逐渐升高D. A、3两点间的电势差，43=675V4.如图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子（不计重力），当两板间的电压分别如图2中甲、乙、丙、丁所示时，电子在板间运动（假设不与板相碰），下列说法正确的是（）A.电压是甲图时，在07时间内，电子的电势能一直减少B.电压是乙图时，在01时间内，电子的

13、电势能先增加后减少C.电压是丙图时，电子在板间做往复运动D.电压是丁图时，电子在板间做往复运动5.如图所示，绝缘的水平面上有一质量为0.1kg的带电物体，物体与水平面间的动摩擦因数=0.75,物体恰能在水平向左的匀强电场中向右匀速运动，电场强度f=lxlO3N/C, g取10m/s2。则下列说法正确的是（）F = y/lmg = ma故物体的加速度为a = 6g3由于液滴从静止开始做加速运动，故合力的方向与运动的方向相同，电场力的方向和运动方向夹角为锐角，电场力对物体做正功，液滴的电势能减小918. mgLtan sin【详解】 小球释放后，在电场力、重力和绳子拉力的作用下在图中最低点和最高点

14、之间的范围内摆 动，其平衡位置就在最低点和最高点之间的圆弧的中点。即在平衡位置处绳子与竖直方向的夹角为此时有当速度为零时相应偏角为，的此过程中，小球在电场方向的位移为S = Lsin。得电场力做的功为0= FS = mgL tan sin 019. (1)匀减速运动；理由见解析；(2) 4xlO4N/C,方向水平向左；(3) 10m/s【详解】(l)微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动，在垂直于AB方向上的重力和电场力 的分力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，微粒所受合力的方向由B指向A,与初 速度”方向相反，微粒做匀减速运动。(2)在垂直于AB方向上，有qEsin 3 - mg co

15、s 0 = Q解得电场强度为E=4x1()4n/C电场强度的方向水平向左。答案第11页，共14页(3)微粒由4运动到8 口寸的速度出=0时；微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得代入数据，解得v=10m/s20. (1) 4.0xl07m/s ; (2) 1 x 10-3m ； (3) 0.06m【详解】(1)电子经加速电压加速后有=mvt代入数据解得% = JL = 4.0 xlO7 m/s(2)在偏转电场中有eU2md联立解得y = 1 x 10-3 m2mdy0(3)电子射出偏转电场后有%y=yVv = at,+y=T联立解得x = 0.06m答案第12页，共14页【详解】(1)质子在左

16、边的加速电场中有解得即质子则进入偏转电场时的速度为(2)质子在右边的偏转电场中可分解为沿板方向的匀速直线运动和垂直板方向的匀加速直线运动，所以沿板方向x L %，垂直板方向而加速度F eU?a =-m md由以上各式解得(3)质子先在加速电场中电场力对其做正功，而后又在偏转电场中，尽管做曲线运动，但电场力对它仍然做正功，且电场力做功与路径无关。所以整个过程由动能定律得：eq +=4-0所以质子射出电场时的动能为线=叫+争答案第13页，共14页22. (1)负电；(2) 0.125N； (3) 7.5xlO4N/C【详解】(1)由图可知小球受到水平向左的电场力，与场强方向相反，故小球带负电。(2

17、)小球受力分析如图由平衡条件知7 = _ =。125Ncos 6(3)由平衡条件可得=tan 0 mg解得E = 7.5x104N/C答案第14页，共14页/7777777777777777777777777777777777A.物体带正电B.物体所带的电荷量绝对值为7.5x104cC.若使物体向右加速运动，则电场方向应变为斜向左下方且与水平方向成37。角D.若使物体向右加速运动，则加速度的最大值为I.25m/s26.两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等差等势面如图中虚线所示，一带负电的 粒子以某一速度从图中。点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电 力作用，则下列关于带电粒子的

18、判断正确的是（）A. Q、b、c、d、e各点中。点电势最高B. b点和d点的电场强度相同C.粒子在。点的电势能大于在。点的电势能D.粒子从。点运动到e点的过程中的动能先减小后增大7 .如图甲所示，在无限大的空间内，边长为的正方形四个顶点分别固定着电荷量 相等的正电荷，。点为正方形的几何中心，以。为原点，沿中垂线指向无穷远建立x 轴，设无穷远处电势为零，通过电势传感器测出中垂线上各点电势随距离x的变化图 像如图乙所示。久。、。、d四个点为两条中垂线上距中心。点等距离的点，有电子、 气核、笊核、晁核四个带电粒子，分别从久b、c、d四个点由静止释放，不计粒子的 重力，以下说法正确的是（ ）A.每条中

19、垂线上电场强度为零的点除无穷远处外还有两处8 .每条中垂线上电场强度相同的点有两处C.若气、笊、晁三个粒子最终能到达无穷远处，其速度大小关系为珠,珠D.电子、笊、瓶可能围绕中心。做往复运动8 .如图所示，实线表示某电场的电场线，虚线表示一带正电的粒子只在电场力作用下 的运动轨迹，设4和8点的电势分别为（PA和（PB,粒子在/、8两点加速度大小分别为 团和班，速度大小为门和性 电势能分别为助力和切8,下列判断正确的是（）A. vavbB. aAaBC. （pa 8 相距 =3m。g=10m/s2, sin37=0.6, cos37=0.8)求：(1)微粒在电场中做什么运动，并说明理由；(2)电场

20、强度的大小和方向；(3)要使微粒从/点运动到8点，微粒射入电场时的最小速度。B.A20 . 一个初速度为零的电子在经q= 4500V的电压加速后，垂直平行板间的匀强电场 从距两极板等距处射入，如图所示，若两板间距d = L0cm,板长3= 3.0cm,两板间 的电压L=200V；已知电子的带电量为e = -L6xl()79C,质量m = 9.0xl(r29kg ,不 计重力，求：(1)电子经加速电压加速后以多大的速度进入偏转电场；(2)电子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离乃(3)电子射出偏转电场后经过下极板所在平面上的夕点，如图所示，则。点到下极板 右端的距离X。21.如图所示，有一质

21、子电量为e,质量为加由静止经电压。/加速后，进入两块间距 为d电压为的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能从下板右边缘穿出电场，求:(1)质子刚进入偏转电场S时的速度；(2)在偏转电场。2中运动的时间和金属板的长；(3)质子穿出电场时的动能。22.如图所示，一质量m= L0xl(r2kg、电荷量绝对值4 = 1.0xl(r6c的小球，用绝缘细 线悬挂在水平向右的匀强电场中，电场足够大，静止时悬线与竖直方向夹角8 = 37。若小球的电荷量始终保持不变，重力加速度g = 10m/s2 , sin37。=0.6, cos370 =0.8 o(1)小球带什么性质的电荷；(2)求绳子的拉力7大小为多少；(3)求匀强电场的电场强度的大小