专题4：粒子在电场中的运动 期末专项汇编-2021-2022年高中物理人教版必修三（2019版） WORD版含解析.docx

1、专题4：粒子在电场中的运动一：单项选择题1.如图所示，电子在电势差为U1的电场中加速后，垂直进入电势差为U2的偏转电场，在满足电子能射出的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是()AU1变大、U2变大BU1变小、U2变大CU1变大、U2变小DU1变小、U2变小2.如图所示，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从BC的中点P射出，粒子b由AB的中点O射入，从顶点C射出。若不计重力，则a和b的比荷(即粒子的电荷量与质量之比)之比是()A.12 B.21 C.18 D.813.如图所示装置，从A板释放的一个无初速

2、电子向B板方向运动，下列对电子的描述中错误的是()A电子到达B板时的动能是eUB电子从B板到C板时动能变化为零C电子到达D板时动能是3eUD电子在A板和D板之间往复运动4在光滑水平面上有一荷质比1.0107C/kg的带正电小球，静止在O点，以O点为原点，在水平面内建立坐标系Oxy，现突然加一沿x轴正方向、电场强度为2.0106V/m的匀强电场，小球开始运动。经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，电场强度大小不变。则小球运动的轨迹和位置坐标正确的是下图中的()5如图(a)所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压t0时，Q板比P板电势高5 V，此时在两板的正中央M点

3、放一个电子，速度为零，电子在静电力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化假设电子始终未与两板相碰在0t81010 s的时间内，这个电子处于M点的右侧、速度方向向左且大小逐渐减小的时间是()A0t21010 sB21010 st41010 sC41010 st61010 sD61010 st81010 s6. 如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()A U1U218 B U1U214C U1U212D U1U2117如图,

4、 质量为m、电荷量为+q的小球。从地面B点正上方的A点以某一初速度水平抛出, 经过时间t后,球落在水平面上C点,落地时的动能为Ek。若空间增加竖直向下的匀强电场,且场强大小E=mg/q，小球仍以相同的速度从A点抛出，重力加速度为g,则（ ）A落地点位于BC中点B落地点位于BC中点左侧C落地时动能小于2Ek D在空中运动的时间小t/2二：不定向项选择题8. 图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v.下面的说法中正确的是()A如果A、K间距离减半而电

5、压仍为U，则电子离开K时的速度仍为vB如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为v/2C如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为vD如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为v/29.如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示。电子原来静止在左极板小孔处(不计重力作用)。下列说法中正确的是()A.从t0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B.从t0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C.从t时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D.从t时刻释放电子，电子必将打到左极板上

6、10. 如图所示，匀强电场场强方向竖直向下，在此电场中有a、b、c、d四个带电粒子(不计粒子间的相互作用)，各以水平向左、水平向右、竖直向上和竖直向下的速度做匀速直线运动，则下列说法错误的是()Ac、d带异种电荷Ba、b带同种电荷且电势能均不变Cd的电势能减小，重力势能也减小Dc的电势能减小，机械能增加三：计算题11.如图所示，一质量为m、带有电荷量q的小物体，可以在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向，小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力Ff作用，且FfqE.设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保

7、持不变，求它在停止运动前所通过的总路程12如图所示，电荷量均为q、质量分别为m和2m的小球A和B，中间连接质量不计的细绳，在方向竖直向上的匀强电场中以速度v0匀速上升，某时刻细绳断开。求：（1）电场的场强及细绳断开后A、B两球的加速度；（2）当B球速度为零时，A球的速度大小；（3）自绳断开至B球速度为零的过程中，两球组成系统的机械能增量为多少？ABm2mE13如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L0.4 m，两板间距离d4103 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已

8、知微粒质量为m4105 kg，电量q1108 C(g10 m/s2)问：(1)微粒入射速度v0为多少？(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？14如图所示，一平行板电容器水平放置，板间距离为d，上极板开有一小孔，质量均为m、带电荷量均为q的两个带电小球(视为质点)，其间用长为l的绝缘轻杆相连，处于竖直状态，已知d2l，今使下端小球恰好位于小孔中，由静止释放，让两球竖直下落。当下端的小球到达下极板时，速度刚好为零。试求：(1)两极板间匀强电场的电场强度；(2)两球运动过程中的最大速度。15一个带正电荷量为q，质量为m的小球，

9、恰能静止在光滑绝缘的斜面轨道上A点，已知半径为R的竖直圆形轨道与光滑斜面平滑对接，斜面倾角，为使小球能到圆周轨道的最高点B，需要给小球提供一个初速度v取重力加速度为g，开始A、B等高求（1）电场强度为多大？（2）为使小球能通过B点，初速度v至少多大？ （3）在（2）的情况下取最小值v，则小球到B点时速度多大？参考答案与解析一：单项选择题1.B2.D3.C4.C5.D6.A7.C二：不定项选择题8.AC9.AC10.AC11.【答案】【解析】电场力做功与路径无关，滑动摩擦力始终做负功，由于FfqE，小物体最终停留在O端由动能定理得：qEx0Ffs0mv，解得s.12【答案】（1）E；，方向竖直向

10、上； ，方向竖直向下；（2）；（3）【解析】（1）设电场强度为E，把小球A、B看作一个系统，由于绳未断前作匀速运动，有：解得：。细绳断后，根据牛顿第二定律，有：对A球：解得：，方向竖直向上。对B球：解得：，负号表示方向竖直向下。（2）细绳断开前后两绳组成的系统满足外力这和为零，所以系统总动量守恒。设B球速度为零时，A球的速度为，根据动量守恒定律，得：解得：（3）设自绳断开到球B速度为零的时间为，则：解得：在该时间内A的位移为：由功能关系知，电场力对A做的功等于物体A的机械能改变，有：。同理，B的机械能改变为：在这一过程中电场力对两球均做正功，故系统的机械能增加：。13.解析：(1)v0t，gt

11、2(2分)可解得v010 m/s(1分)(2)电容器的上板应接电源的负极当所加的电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出a12(2分)a1(2分)解得：U1120 V(1分)当所加的电压为U2时，微粒恰好从上板的右边缘射出a22(2分)a2(1分)解得U2200 V(1分)所以120 VU200 V(2分)答案：(1)10 m/s(2)与负极相连120 VU200 V14：(1)(2)解析： (1)两球由静止开始下落到下端的小球到达下极板的过程中，由动能定理得2mgdEqdEq(dl)0解得E(2)两球由静止开始下落至上端小球恰好进入小孔时两球达到最大速度，此过程利用动能定理得2mglEql解得v15（1）（2）（3）【解析】【详解】在A点，小球受重力、水平向右的电场力和垂直轨道向上的弹力，根据平衡条件知，解得：要使小球能通过B点，则小球能通过等效最高点，设等效最高点速度为v，根据牛顿第二定律有，解得：，从A到等效最高点根据动能定理有：解得：；取最小值v的情况下，由A到B由动能定理有：解得：