高考物理 高频考点穿透卷 专题17 带电粒子在电场中的运动（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题17 带电粒子在电场中的运动一.题型研究一（一）真题再现1.(2016全国卷)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器()A极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变【答案】D【题型】选择题【难度】较易（二）试题猜想2.(2016天津)如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角

2、。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则()A增大，E增大 B增大，Ep不变C减小，Ep增大 D减小，E不变【答案】D【解析】若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，根据C可知，C变大；根据QCU可知，在Q一定的情况下，两极板间的电势差减小，则静电计指针偏角减小；根据E，QCU，C联立可得，E，可知E不变；P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，故Ep不变；由以上分析可知，选项D正确。 【题型】选择题【难度】较易3.（2012海南）将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷分别用d、U、E和Q表示.下列说

3、法正确的是（ ）A.保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半B.保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍C.保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半D.保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半【答案】AD【题型】多选题【难度】一般4.如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一灵敏的静电计相接将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U及电容器两极板间的场强E的变化情况是()AQ变小，C不变，U不变，E变小BQ变小，C变小，U不变，E不变CQ不变，C变小，U变大，E不变DQ不变，C变小，U变大，E

4、变小【答案】C【解析】电容器未接电源，故电容器的电荷量Q不变，A、B错误；根据C及E、C可知，当两极板间的距离d增大时，C变小，U变大，三式联立可得E，故电场强度E不变，C正确，D错误【题型】选择题【难度】一般二.题型研究二（一）真题再现5.(2015新课标)如图，两平行的带电金属板水平放置若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将()A保持静止状态B向左上方做匀加速运动C向正下方做匀加速运动D向左下方做匀加速运动【答案】D【题型】选择题【难度】一般6.（2012新课标）如图，平行板电容

5、器的两个极板与水平地面成角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子A所受重力与电场力平衡 B电势能逐渐增加C动能逐渐增加 D做匀变速直线运动 【答案】BD【解析】受力分析如图所示，知重力与电场力的合力与速度方向相反，所以粒子做匀减速直线运动，动能减小，所以A、C错误，D正确；因为电场力与速度方向夹角为钝角，所以电场力做负功，电势能增加，即B正确。 【题型】选择题【难度】一般7.（2013新课标）一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方处的P点有一带电粒子，

6、该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未写极板接触)返回。若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将A.打到下极板上 B.在下极板处返回C.在距上极板处返回 D.在距上极板处返回【答案】D【题型】选择题【难度】一般8.(2015新课标)如图，一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30.不计重力求A、B两点间的电势差【答案】【题型】计算题【难度】一般9(2014新课标)如图，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，BO

7、A=600，OB=OA，将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点。使此小球带电，电荷量为q（q0），同时加一匀强电场、场强方向与OAB所在平面平行。现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若将该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点的动能是初动能的6倍。重力加速度大小为g。求（1）无电场时，小球到达A 点时的动能与初动能的比值；（2）电场强度的大小和方向。【答案】（1）（2）电场方向与竖直向下的方向的夹角为30【解析】（1）设小球的初速度为，初动能为，从O点运动到A点的时

8、间为t，令OA=d，则，根据平抛运动的规律有 又有 由式得 设小球到达A点时的动能为，则 由式得 在均强电场中，沿任一直线，电势的降落是均匀的。设直线OB上M点与A点等电势，M与O点的距离为x，如图，则有 解得x=d。MA为等势线，电场必与其垂线OC方向平行。设电场方向与竖直向下的方向的夹角为，由几何关系可得 =30 即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30。设场强的大小为E，有 由式得 【题型】计算题【难度】困难（二）试题猜想10如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的

9、右边缘B处射出，则()A微粒达到B点时动能为mvB微粒的加速度大小等于gsin C两极板的电势差UMND微粒从A点到B点的过程电势能减少【答案】C【题型】选择题【难度】一般11.如图所示，R0为定值电阻，电源电动势E恒定，内阻不能忽略，当开关闭合，滑片P位于滑动变阻器R左端点a时，水平放置的平行金属板间有一带电液滴正好处于静止状态，在将滑片P由左端点a滑向右端点b的过程中，下列关于液滴的带电情况及运动情况(液滴始终没与极板相碰)分析正确的是()A液滴带正电，液滴将向上做匀加速直线运动B液滴带正电，液滴将以原平衡位置为中心做往复运动C液滴带正电，液滴将向上先做变加速再做变减速直线运动D液滴带负电

10、，液滴将向上做变速直线运动【答案】C【题型】选择题【难度】较难12(2014安徽理综)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔质量为m、电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间【答案】（1）（2） C（3）【解析】(1)由v22gh得v (2)在极板间带电小球受重力和电场力作用，有qEmgma且v202ad，得E由UEd、QCU得QC(

11、3)由题得hgt、0vat2、tt1t2，综合可得t 【题型】计算题【难度】一般13如图所示，质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB2v0，方向与电场的方向一致，则A、B两点的电势差为() A.B.C.D.【答案】C【题型】选择题【难度】一般14如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图已知电子的质量是m，电荷量为e，在xOy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场和，两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子在ABCD区域内

12、运动经历的时间和电子离开ABCD区域的位置；(2)在电场区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置【答案】(1)2(2L，)(2)所有释放点的位置在xy曲线上在沿y轴上根据牛顿第二定律可得：eEmay轴方向上运动的位移为yat，显然假设成立所以电子在ABCD区域内运动经历的时间tt1t2t32电子离开时的位置坐标为(2L，)(2)设释放点在电场区域中，其坐标为(x，y)，在电场中电子被加速到v1，然后进入电场做类平抛运动，并从D点离开，有eExmv，yat2()2解得xy，即在电场区域内满足此方程的点即为所求释放点的位置【题型】计算题【难度】较难滚动

13、训练（百强校模拟）1如图是测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面AB与水平面相切于B点且固定，带有遮光条的小物块自曲面上某一点静止释放，最终停留在水平面上C点，P为光电计时器的光电门，已知当地重力加速度为g(1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如下图所示，则遮光条的宽度d=_cm (2)实验中除了测定遮光条的宽度外，还必需测量的物理量有_A小物块质量mB遮光条通过光电门的时间C光电门到C点的距离D小物块释放点的高度(3)为了减小实验误差，某同学采用图象法来处理实验数据，图象如图所示已知该图线的斜率为，则可求出水平面与小物块之问的动摩擦因数_(用上(1)、(2)两小题题测量的物理量字母及表

14、示)【答案】（1）1.060 （2）BC （3） 【解析】（1）主尺的刻度：1cm，游标尺上的第11个刻度与主尺的刻度对齐，读数是：0.0512=0.60mm，总读数：10mm+0.60mm=10.60mm=1.060 cm；（3）由公式： 可知， ，则以为纵坐标，以s为横坐标，斜率： ，解得动摩擦因数为： 【题型】实验题【难度】一般2某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=

15、_mm。（2）下列实验要求中不必要的一项是_（请填写选项前对应的字母）。A应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B应使A位置与光电门间的距离适当大些C应将气垫导轨调至水平D应使细线与气垫导轨平行（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是_（请填写选项前对应的字母）。A. 作出“图象”B作出“图象”C. 作出“图象”D. 作出“图象”【答案】（1）2.30 （2）A （3）C（3）根据牛顿第二定律： ，滑块通过光电门的速度为： ，根据运动学公式： ，代入可得： ，解得： ，所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应做出的图像，故选C。【题型】实验题【难度】较难13