高二物理-帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)練習(xí)題5(提高版)

1、高二物理 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)練習(xí)題一、選擇題：第1題圖11如圖1所示，實(shí)線為不知方向的三條電場線，從電場中M點(diǎn)以相同速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示。則（）Aa一定帶正電，b一定帶負(fù)電Ba的速度將減小，b的速度將增加Ca的加速度將減小，b的加速度將增加D兩個(gè)粒子的電勢能一個(gè)增加一個(gè)減小2如右圖所示，三個(gè)質(zhì)量相同，帶電荷量分別為+q、-q和0的小液滴a、b、c，從豎直放置的兩板中間上方由靜止釋放，最后從兩板間穿過，則在穿過極板的過程中 A電場力對(duì)液滴a、b做的功相同 B三者動(dòng)能的增量相同 C液滴a電勢能的增加量等于液滴b電勢能的減少量 D重力對(duì)三者做的功相同3.一帶電小球M

2、固定在光滑水平絕緣桌面上，在桌面內(nèi)的另一處放置另一帶電小N,現(xiàn)給N一個(gè)在桌面內(nèi)沿垂直MN連線方向的速度v0則第4題圖 A.若M, N為同種電荷，N球的諫度越來越小 B.若M, N為同種電荷，N球的加速度越來越小 C.若M, N為異種電荷，N球的速度越來越大 D.若M, N為異種電荷，N球的加速度越來越大4如圖所示，空間的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)電場，AA、BB、CC是該電場的三個(gè)等勢面，相鄰等勢面間的距離為0.5cm，其中BB為零勢能面。一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子沿AA方向以初動(dòng)能EK自圖中的P點(diǎn)進(jìn)入電場，剛好從C點(diǎn)離開電場。已知PA=2cm。粒子的重力忽略不計(jì)。下列說法中正確的是( )A該粒子到

3、達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是2EK B該粒子通過等勢面BB時(shí)的動(dòng)能是1.25EKC該粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢能是EK D該粒子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的電勢能是0.5EK5如圖所示，在真空室中有一水平放置的不帶電平行板電容器，板間距離為d，電容為C，上板B接地?，F(xiàn)有大量質(zhì)量均為m、帶電量均為q的小油滴，以相同的初速度持續(xù)不斷地從兩板正中間沿圖中虛線所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P點(diǎn)。如果能落到A板的油滴僅有N滴，且第Nl滴油滴剛好能飛離電場，假定落到A板的油滴的電量能被板全部吸收，不考慮油滴間的相互作用，重力加速度為g，則( )第一無電場區(qū)第一電場區(qū)第二無電場區(qū)第二電場區(qū)EEv06.質(zhì)量為m、電荷量為+q的小

4、球以初速度v0水平拋出。在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi)，存在著若干個(gè)如圖所示的無電場區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)，兩區(qū)域相互間隔、豎直高度相等，電場區(qū)水平方向無限長，已知每一電場區(qū)的場強(qiáng)大小相等、方向均豎直向上，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是A小球在水平方向一直作勻速直線運(yùn)動(dòng)B若場強(qiáng)大小等于mg/q，則小球經(jīng)過每一電場區(qū)的時(shí)間均相同C若場強(qiáng)大小等于2mg/q，則小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時(shí)間均相同D無論場強(qiáng)大小如何，小球通過所有無電場區(qū)的時(shí)間均相同 7.一平行板電容器的兩個(gè)極板水平放置，兩極板間有一帶電量不變的小油滴，油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力的大小與其速率成正比。若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時(shí)間后，

5、油滴以速率v勻速下降；若兩極板間的電壓為U，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速上升。若兩極板間電壓為-U,油滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小、方向?qū)⑹茿.2v、向下B2v、向上C. 3v、向下D. 3v、向上8.宇航員在探測某星球時(shí)發(fā)現(xiàn):該星球帶負(fù)電，而且?guī)щ娋鶆?；該星球表面沒有大氣；在一次實(shí)驗(yàn)中，宇航員將一個(gè)帶電小球(其帶電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于星球電量)置于離星球表面某一高度處無初速釋放，恰好處于懸浮狀態(tài).如果選距星球表面無窮遠(yuǎn)處的電勢為零，則根據(jù)以上信息可以推斷（ ）A.小球一定帶正電B.小球的電勢能一定小于零C.只改變小球的電量，從原高度無初速釋放后，小球仍處于懸浮狀態(tài)D.只改變小球離星球表面的高度，無初速釋

6、放后，小球仍處于懸浮狀態(tài)OKBPOAhdUQK9.長度均為L的平行金屬板AB相距為d，接通電源后，在兩板之間形成勻強(qiáng)磁場.在A板的中間有一個(gè)小孔K，一個(gè)帶+q的粒子P由A板上方高h(yuǎn)處的O點(diǎn)自由下落，從K孔中進(jìn)入電場并打在B板上K點(diǎn)處.當(dāng)P粒子進(jìn)入電場時(shí)，另一個(gè)與P相同的粒子Q恰好從兩板間距B板處的O點(diǎn)水平飛人，而且恰好與P粒子同時(shí)打在K處.如果粒子進(jìn)入電場后，所受的重力和粒子間的作用力均可忽略不計(jì)，判斷以下正確的說法是（ ）A.P粒子進(jìn)入電場時(shí)速度的平方滿足(a為粒子在電場中所受電場力產(chǎn)生的加速度大小)B.將P、Q粒子電量均增為2q，其它條件不變，P、Q粒子同時(shí)進(jìn)入電場后，仍能同時(shí)打在K點(diǎn)C.

7、保持P、Q原來的電量不變，將O點(diǎn)和O點(diǎn)均向上移動(dòng)相同的距離；且使P、Q同時(shí)進(jìn)入電場，則P粒子將先擊中K點(diǎn)D.其它條件不變，將Q粒子進(jìn)入電場時(shí)的初速度變?yōu)樵瓉淼?倍，將電源電壓也增加為原來的2倍，P、Q同時(shí)進(jìn)入電場，仍能同時(shí)打在K點(diǎn)二、計(jì)算題：10.質(zhì)量為m=1.0kg、帶電量q=+2.5104C的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在質(zhì)量為M=2.0kg的絕緣長木板的左端，木板放在光滑水平面上，滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2，木板長L=1.5m，開始時(shí)兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，所在空間加有一個(gè)方向豎直向下強(qiáng)度為E=4.0104N/C的勻強(qiáng)電場，如圖所示.取g=10m/s2，試求:(1)用水平力F0拉小滑塊，

8、要使小滑塊與木板以相同的速度一起運(yùn)動(dòng)，力F0應(yīng)滿足什么條件？(2)用水平恒力F拉小滑塊向木板的右端運(yùn)動(dòng)，在1.0s末使滑塊從木板右端滑出，力F應(yīng)為多大？(3)按第(2)問的力F作用，在小滑塊剛剛從木板右端滑出時(shí)，系統(tǒng)的內(nèi)能增加了多少？(設(shè)m與M之間最大靜摩擦力與它們之間的滑動(dòng)摩擦力大小相等，滑塊在運(yùn)動(dòng)中帶電量不變)FMEmLAObaBEO11.如圖所示，在絕緣水平面上，相距為L的A、B兩點(diǎn)處分別固定著兩個(gè)等量正電荷.a、b是AB連線上兩點(diǎn)，其中Aa=Bb=,O為AB連線的中點(diǎn).一質(zhì)量為m帶電量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動(dòng)能E0從a點(diǎn)出發(fā)，沿AB直線向b運(yùn)動(dòng)，其中小滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)

9、能為初動(dòng)能的n倍(n1)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能恰好為零，小滑塊最終停在O點(diǎn)，求：(1)小滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù).(2)Ob兩點(diǎn)間的電勢差Uob.(3)小滑塊運(yùn)動(dòng)的總路程S.12.如圖所示，一矩形絕緣木板放在光滑水平面上，另一質(zhì)量為m、帶電量為q的小物塊沿木板上表面以某一初速度從A端沿水平方向滑入，木板周圍空間存在足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場已知物塊與木板間有摩擦，物塊沿木板運(yùn)動(dòng)到B端恰好相對(duì)靜止若將勻強(qiáng)電場的方向改為豎直向上，大小不變，且物塊仍以原初速度沿木板上表面從A端滑入，結(jié)果物塊運(yùn)動(dòng)到木板中點(diǎn)時(shí)相對(duì)靜止求：物塊所帶電荷的性質(zhì)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小13下圖是某種靜電分選器的原理示意圖。兩個(gè)豎直

10、放置的平行金屬板帶有等量異號(hào)電荷，形成勻強(qiáng)電場。分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等?；旌显谝黄鸬腶、b兩種顆粒從漏斗出口下落時(shí)，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負(fù)電。經(jīng)分選電場后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上。已知兩板間距d=0.1m，板的長度l=0.5m，電場僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質(zhì)量之比均為1105C/kg。設(shè)顆粒進(jìn)入電場時(shí)的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計(jì)。要求兩種顆粒離開電場區(qū)域時(shí)，不接觸到極板但有最大偏轉(zhuǎn)量。重力加速度g取10m/s2。（1）左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓多大？（2）若兩帶電平行板的下端距傳

11、送帶A、B的高度H=0.3m，顆粒落至傳送帶時(shí)的速度大小是多少？（3）設(shè)顆粒每次與傳送帶碰撞反彈時(shí)，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向速度大小的一半。寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達(dá)式。并求出經(jīng)過多少次碰撞，顆粒反彈的高度小于0.01m。14如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運(yùn)動(dòng)的簡化模型示意圖。在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi)，存在兩個(gè)場強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場I和II，兩電場的邊界均是邊長為L的正方形（不計(jì)電子所受重力）。（1）在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子，求電子離開ABCD區(qū)域的位置。（2）在電場I區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子，電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開，求所有釋放點(diǎn)的位置

12、。（3）若將左側(cè)電場II整體水平向右移動(dòng)L/n（n1），仍使電子從ABCD區(qū)域左下角D處離開（D不隨電場移動(dòng)），求在電場I區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。參考答案：1C 2AD 3B 4A 5BCD 6AC 7C 8D 9A10解:(1)當(dāng)拉力F0作用于滑塊m上，木板能夠產(chǎn)生的最大加速度為:為使滑塊與木板共同運(yùn)動(dòng)，滑塊最大加速度amaM 對(duì)于滑塊有:即為使滑塊與木板之間無相對(duì)滑動(dòng)，力F0不應(yīng)超過6.0N.(2)設(shè)滑塊相對(duì)于水平面的加速度為a1，木板的加速度為a2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系可知: ， ，滑動(dòng)過程中木板的加速度a2=2.0m/s2 ，則可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a1=5.0m/s2 對(duì)滑塊:(3)在

13、將小滑塊從木板右端拉出的過程中，相同的內(nèi)能增加了:J11解：(1)由Aa=Bb=,O為AB連線的中點(diǎn)得：a、b關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，則 Uab=0 設(shè)小滑塊與水平面間的摩擦力大小為f，對(duì)于滑塊從ab過程，由動(dòng)能定理得： 而f=mg 由式得： （2）對(duì)于滑塊從Ob過程，由動(dòng)能定理得： 由式得： (3)對(duì)于小滑塊從a開始運(yùn)動(dòng)到最終在O點(diǎn)停下的整個(gè)過程，由動(dòng)能定理得： 而 由式得： 12解：電場方向改為豎直向上后，物塊相對(duì)木板運(yùn)動(dòng)的位移變小，說明摩擦力變大，它們之間的壓力變大了，物塊所受的電場力向下，所以物塊帶負(fù)電設(shè)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E，木板質(zhì)量為M、長度為L，物塊的初速度為v0，物塊和木板共同速度為v當(dāng)

14、電場方向向下時(shí)：由物塊在豎直方向受力平衡得：N1+qE = mg 由物塊與木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：mv0 = (M + m)v (可以用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解)由系統(tǒng)能量守恒得：N1L = mv02- (m+M)v2 當(dāng)電場方向向上時(shí)：由物塊在豎直方向受力平衡得： qE+mg = N2 由物塊與木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：mv0 = (M + m)v (可以用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解) 由系統(tǒng)能量守恒得：N2L =mv02- (m+M)v2 解得：E = 13解：（1）左板帶負(fù)電荷，右板帶正電荷。依題意，顆粒在平行板間的豎直方向上滿足 l=gt2在水平方向上滿足 兩式聯(lián)立得 （2）根據(jù)動(dòng)能定理，顆粒落到水平傳送帶上滿足 解得 （3）在豎直方向顆粒作自由落體運(yùn)動(dòng)，它第一次落到水平傳送帶上沿豎直方向的速度。反彈高度根據(jù)題設(shè)條件，顆粒第n次反彈后上升的高度 當(dāng)n=4時(shí)，hn0.01m14解：（1）設(shè)電子的質(zhì)量為m，電量為e，電子在電場I中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，出區(qū)域I時(shí)的為v0，此后電場II做類平拋運(yùn)動(dòng)，假設(shè)電子從CD邊射出，出射點(diǎn)縱坐標(biāo)為y，有解