【學(xué)練考】2021-2022學(xué)年高二人教版物理選修3-1練習(xí)冊(cè)：1.習(xí)題課：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-

習(xí)題課：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)點(diǎn)一帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)1．(多選)一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中只受靜電力作用時(shí)，它可能消滅的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()A．勻速直線運(yùn)動(dòng)B．勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)2．(多選)一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從兩帶電平行板的正中間沿與場(chǎng)強(qiáng)垂直的方向射入，如圖LX2-1所示，不計(jì)粒子所受的重力．當(dāng)粒子的入射速度為v時(shí)，它恰能穿過(guò)這一電場(chǎng)區(qū)域而不遇到金屬板上．現(xiàn)要使質(zhì)量為m、入射速度為eq\f(v,2)的粒子也能恰好穿過(guò)這一電場(chǎng)區(qū)域而不遇到金屬板，僅轉(zhuǎn)變一個(gè)物理量，則下列說(shuō)法可行的是()圖LX2-1A．使粒子所帶的電荷量減小為原來(lái)的eq\f(1,4)B．使兩極板間的電勢(shì)差減小為原來(lái)的一半C．使兩板間的距離增加為原來(lái)的2倍D．使兩極板的長(zhǎng)度減小為原來(lái)的一半3．(多選)如圖LX2-2所示，空間存在一勻強(qiáng)電場(chǎng)，其方向與水平方向間的夾角為30°，A、B連線與電場(chǎng)垂直，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球以初速度v0從A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球最終落在C點(diǎn)，速度大小仍是v0，且AB＝BC，則下列說(shuō)法中正確的是()圖LX2-2A．電場(chǎng)方向沿電場(chǎng)線斜向上B．電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝eq\f(mg,q)C．小球下落高度為eq\f(3,4)gt2D．此過(guò)程增加的電勢(shì)能等于eq\f(1,2)mg2t2學(xué)問(wèn)點(diǎn)二帶電粒子在周期性變化的電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)4．(多選)如圖LX2-3甲所示，A、B兩極板間加上如圖乙所示的交變電壓．A板的電勢(shì)為0，一質(zhì)量為m、電荷量為q的電子僅在靜電力作用下，在t＝eq\f(T,4)時(shí)刻由靜止釋放進(jìn)入兩極板開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)，恰好到達(dá)B板．則()圖LX2-3A．A、B兩板間的距離為eq\r(\f(qU0T2,16m))B．電子在兩板間的最大速度為eq\r(\f(qU0,m))C．電子在兩板間做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．若電子在t＝eq\f(T,8)時(shí)刻進(jìn)入兩極板，它將時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，最終打向B板學(xué)問(wèn)點(diǎn)三電場(chǎng)與重力場(chǎng)的綜合5．(多選)如圖LX2-4所示，在豎直平面內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，用絕緣細(xì)線拴住一帶正電的小球，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()圖LX2-4A．若靜電力大于重力，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí)，線的張力肯定最小B．若靜電力小于重力，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)b時(shí)，小球的速度肯定最大C．小球可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D．小球不行能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)6．如圖LX2-5所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向右，細(xì)線一端固定，另一端拴一帶正電小球，使球在豎直面內(nèi)繞固定端O做圓周運(yùn)動(dòng)．不計(jì)空氣阻力，靜電力和重力大小剛好相等，細(xì)線長(zhǎng)為r.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖中位置A時(shí)，細(xì)線在水平方向，拉力FT＝3mg.重力加速度大小為g，則小球的最小速度大小為()圖LX2-5A.eq\r(2gr)B．2eq\r(gr)C.eq\r(（6－2\r(2)）gr)D.eq\r(（6＋2\r(2)）gr)7．將帶正電、負(fù)電和不帶電的三個(gè)等質(zhì)量的小球A、B、C，分別以相同的水平速度由P點(diǎn)射入水平放置的平行金屬板間，已知上極板帶負(fù)電，下極板接地，P點(diǎn)到上、下兩板的距離相等，三個(gè)小球分別落在如圖LX2-6所示位置，則下列推斷錯(cuò)誤的是()圖LX2-6A．A小球帶正電、B小球不帶電、C小球帶負(fù)電B．三個(gè)小球在電場(chǎng)中的加速度的大小關(guān)系是aA<aB<aCC．三個(gè)小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等D．三個(gè)小球到達(dá)下板時(shí)的動(dòng)能關(guān)系是EkC>EkB>EkA8．(多選)如圖LX2-7所示，沿水平方向放置的平行金屬板a和b分別與電源的正、負(fù)極相連，a、b板的中心沿豎直方向各有一個(gè)小孔，帶正電的液滴從小孔的正上方P點(diǎn)由靜止自由落下，先后穿過(guò)兩個(gè)小孔后的速度為v1.現(xiàn)使a板不動(dòng)，保持開(kāi)關(guān)S打開(kāi)或閉合，b板向上或向下平移一小段距離，然后相同的液滴仍從P點(diǎn)自由落下，先后穿過(guò)兩個(gè)小孔后的速度為v2.下列說(shuō)法中正確的是()圖LX2-7A．若保持開(kāi)關(guān)S閉合，向下移動(dòng)b板，則v2>v1B．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再打開(kāi)，向下移動(dòng)b板，則v2>v1C．若保持開(kāi)關(guān)S閉合，無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，都有v2＝v1D．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間再打開(kāi)，無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，都有v2<v19．(多選)如圖LX2-8所示，在粗糙水平面上固定一個(gè)點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無(wú)初速度釋放一個(gè)帶有恒定電荷量的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止，則從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中()圖LX2-8A．小物塊所受的靜電力漸漸減小B．小物塊具有的電勢(shì)能漸漸削減C．M點(diǎn)的電勢(shì)肯定高于N點(diǎn)的電勢(shì)D．小物塊電勢(shì)能的變化量肯定等于小物塊克服摩擦力所做的功10．(多選)如圖LX2-9所示，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板間的距離為d，在距極板右端L處有一豎直放置的屏M，一個(gè)帶電荷量為q、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從兩極板中心射入板間，最終垂直打在M屏上，則()圖LX2-9A．極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(mg,q)B．極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(2mg,q)C．質(zhì)點(diǎn)在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于質(zhì)點(diǎn)從極板右端運(yùn)動(dòng)到M屏的時(shí)間D．質(zhì)點(diǎn)在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于質(zhì)點(diǎn)從極板右端運(yùn)動(dòng)到M屏的時(shí)間11．在光滑絕緣水平面上放置一質(zhì)量m＝0.2kg、電荷量q＝5×10－4C的帶正電的小球，小球系在長(zhǎng)L＝0.5m的絕緣細(xì)線上，線的另一端固定在O點(diǎn)．整個(gè)裝置置于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與水平面平行且沿OA方向，如圖LX2-10所示(此圖為俯視圖)．現(xiàn)給小球一初速度使其繞點(diǎn)O做圓周運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)細(xì)線的張力F＝140(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?2)求運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的最小動(dòng)能．(3)若小球運(yùn)動(dòng)到動(dòng)能最小的位置時(shí)細(xì)線被剪斷，則小球經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間其動(dòng)能與在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等？此時(shí)小球距A點(diǎn)多遠(yuǎn)？圖LX2-10習(xí)題課：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．BCD[解析]帶電粒子只要處在電場(chǎng)中，就會(huì)受到靜電力的作用，肯定有加速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)靜電力方向與粒子的運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；當(dāng)靜電力方向與粒子的運(yùn)動(dòng)方向有肯定夾角時(shí)，粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；在點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，帶電粒子有可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確．2．ACD[解析]設(shè)金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩極板間的距離為d，兩極板間的電勢(shì)差為U，依題意有eq\f(1,2)·eq\f(qU,dm)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,v)))eq\s\up12(2)＝eq\f(d,2)，即mv2d2＝qUL2，要使粒子恰好穿過(guò)電場(chǎng)區(qū)域，必需滿(mǎn)足上式．因此可單獨(dú)使q或U減小為原來(lái)的eq\f(1,4)，也可使d增大為原來(lái)的2倍，還可使L減小到原來(lái)的eq\f(1,2)，故選項(xiàng)A、C、D正確．3．BC[解析]帶正電小球從A點(diǎn)到C點(diǎn)，由動(dòng)能定理，WG－W電＝0，靜電力做負(fù)功，電場(chǎng)線斜向下，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；mglcos30°－qElcos30°＝0，解得qE＝mg，選項(xiàng)B正確；靜電力和重力的合力大小為eq\r(3)mg，方向與豎直方向夾角為30°，在豎直方向上，加速度ay＝eq\f(\r(3)mgcos30°,m)＝eq\f(3,2)g，h＝eq\f(1,2)ayt2＝eq\f(3,4)gt2，選項(xiàng)C正確；此過(guò)程重力做功W＝mgh＝eq\f(3,4)mg2t2，電勢(shì)能增加eq\f(3,4)mg2t2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．AB[解析]電子在靜電力作用下，加速度大小不變，方向變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電子在t＝eq\f(T,4)時(shí)刻進(jìn)入兩極板，先加速后減速，在t＝eq\f(3T,4)時(shí)刻到達(dá)B板，則eq\f(1,2)·eq\f(qU0,md)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,4)))eq\s\up12(2)＝eq\f(d,2)，解得d＝eq\r(\f(qU0T2,16m))，選項(xiàng)A正確；在t＝eq\f(T,2)時(shí)速度最大，則vm＝eq\f(qU0,md)·eq\f(T,4)＝eq\r(\f(qU0,m))，選項(xiàng)B正確；若電子在t＝eq\f(T,8)時(shí)刻進(jìn)入兩極板，在eq\f(T,8)～eq\f(T,2)電子做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移x＝eq\f(1,2)·eq\f(qU0,md)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3T,8)))eq\s\up12(2)＝eq\f(9d,8)，已經(jīng)到達(dá)B板，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．BC[解析]由于小球的電荷量未知，故其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有多種可能．若小球所受靜電力與重力平衡，則小球僅在細(xì)線拉力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；若小球所受重力與靜電力不平衡，則小球可能做變速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；若靜電力大于重力，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí)，速度最大，線的張力肯定最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若靜電力小于重力，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)b時(shí)，小球的速度肯定最大，選項(xiàng)B正確．6．C[解析]小球在A點(diǎn)，F(xiàn)T＋Eq＝meq\f(veq\o\al(2,A),r)，則速度vA＝2eq\r(gr)，由A到等效最高點(diǎn)，由動(dòng)能定理，Eqr(1－cos45°)－mgrsin45°＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)，解得vm＝eq\r(（6－2\r(2)）gr)，選項(xiàng)C正確．7．C[解析]由于A的水平射程x最遠(yuǎn)，A的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝eq\f(x,v0)最長(zhǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．A的加速度aA＝eq\f(2h,t2)最小(設(shè)平行金屬板間距為2h)，而C的加速度aC最大，即aA<aB<aC，選項(xiàng)B正確．A帶正電，所受靜電力方向與重力方向相反；B不帶電；C帶負(fù)電，所受靜電力方向與重力方向相同，選項(xiàng)A正確．由動(dòng)能定理知EkC>EkB>EkA，選項(xiàng)D正確．8．BC[解析]帶電液滴由靜止下落到穿過(guò)a板小孔的整個(gè)過(guò)程，重力做功WG＝mgh，克服靜電力做功WF＝qU，由動(dòng)能定理有mgh－qU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1).若保持開(kāi)關(guān)S閉合，無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板，兩極板間的電勢(shì)差都不變，克服靜電力做功不變，則v2＝v1，選項(xiàng)C正確．若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再打開(kāi)，移動(dòng)b板后，兩極板所帶的電荷量不變，但兩極板間的電勢(shì)差變化，當(dāng)向上移動(dòng)b板時(shí)，兩極板間的電勢(shì)差變大，克服靜電力做的功WF′>WF，則v2<v1；當(dāng)向下移動(dòng)b板時(shí)，兩極板間的電勢(shì)差變小，克服靜電力做的功W″F<WF，則v2>v1.選項(xiàng)B正確．9．AB[解析]在遠(yuǎn)離電荷Q的過(guò)程中，小物塊所受到的靜電力減?。∥飰K在靜電力的作用下從靜止開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)，靜電力做正功，電勢(shì)能削減，由動(dòng)能定理知，靜電力做的功與摩擦力做的功的代數(shù)和為零，即電勢(shì)能的變化量的負(fù)值等于克服摩擦力做的功，選項(xiàng)A、B正確，D錯(cuò)誤．由于不知道電荷的性質(zhì)，故無(wú)法推斷M、N兩點(diǎn)電勢(shì)的凹凸，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．10．BC[解析]由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性可知，質(zhì)點(diǎn)在沿平行極板方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；由粒子垂直打在M屏上可知Eq－mg＝mg，故E＝eq\f(2mg,q)，選項(xiàng)B正確．11．(1)4×104N/C(2)10J(3)eq\f(\r(2),10)seq\r(2)m[解析](1)小球由A到A關(guān)于圓心的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B，由動(dòng)能定理有2qEL＝|ΔEk|，可得E＝4×104N/C.(2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度為vA，由牛頓其