2024高考物理一輪復(fù)習(xí)規(guī)范演練32帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題含解析新人教版

PAGE6-規(guī)范演練32帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題[抓基礎(chǔ)]1.將如圖所示的交變電壓加在平行板電容器A、B兩板上，起先B板電勢(shì)比A板電勢(shì)高，這時(shí)有一個(gè)原來(lái)靜止的電子正處在兩板的中間，它在電場(chǎng)力作用下起先運(yùn)動(dòng)，設(shè)A、B兩極板間的距離足夠大，下列說(shuō)法正確的是（）A.電子始終向著A板運(yùn)動(dòng)B.電子始終向著B板運(yùn)動(dòng)C.電子先向A板運(yùn)動(dòng)，然后返回向B板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)D.電子先向B板運(yùn)動(dòng)，然后返回向A板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)答案：D2.（2024·廣州二模）a、b兩離子從平行板電容器兩板間P處垂直電場(chǎng)入射，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖.若a、b的偏轉(zhuǎn)時(shí)間相同，則a、b肯定相同的物理量是（）A.荷質(zhì)比 B.入射速度C.入射動(dòng)能 D.入射動(dòng)量解析：y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qUt2,2md)，其中y、t、U、d相同，所以eq\f(q,m)相同.答案：A3.（2024·重慶高三調(diào)研）如圖所示，豎直面內(nèi)分布有水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電粒子沿直線從位置a向上運(yùn)動(dòng)到位置b，在這個(gè)過(guò)程中，帶電粒子（）A.只受到電場(chǎng)力作用 B.帶正電C.做勻減速直線運(yùn)動(dòng) D.機(jī)械能守恒答案：C4.（2024·貴州黔東南二模）質(zhì)量為m的物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，帶電荷量為＋Q，起先時(shí)讓它靜止在傾角為α＝60°的固定光滑絕緣斜面頂端，整個(gè)裝置放在方向水平、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝eq\f(\r(3)mg,Q)的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，斜面高為H，釋放物塊后，物塊落地的速度大小為（）A.eq\r(（2＋\r(3)）gH) B.eq\r(\f(5,2)gH)C.2eq\r(2gH) D.2eq\r(gH)解析：對(duì)物塊進(jìn)行受力分析，物塊受重力和水平向左的電場(chǎng)力.電場(chǎng)力F＝QE＝eq\r(3)mg，重力和水平向左的電場(chǎng)力的合力與水平方向夾角β＝30°，依據(jù)動(dòng)能定理有mgH＋Feq\r(3)H＝eq\f(1,2)mv2－0，解得v＝2eq\r(2gH)，故C正確.答案：C5.（多選）（2024·河南洛陽(yáng)一模）如圖所示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無(wú)初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)E1之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最終打在屏上.整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么（）A.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2對(duì)三種粒子做功一樣多B.三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大C.三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同D.三種粒子肯定打到屏上的同一位置解析：依據(jù)動(dòng)能定理有qE1d＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，得三種粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后獲得的速度v1＝eq\r(\f(2qE1d,m)).在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，由l＝v1t2及y＝eq\f(1,2)eq\f(qE2,m)teq\o\al(2,2)得，帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的側(cè)位移y＝eq\f(E2l2,4E1d)，則三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的側(cè)位移大小相等，又三種粒子帶電荷量相同，依據(jù)W＝qE2y得，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2對(duì)三種粒子做功一樣多，選項(xiàng)A正確．依據(jù)動(dòng)能定理，qE1d＋qE2y＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，得到粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2打開屏上時(shí)的速度v2＝eq\r(\f(2（qE1d＋qE2y）,m))，由于三種粒子的質(zhì)量不相等，故v2不一樣大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．粒子打在屏上所用的時(shí)間t＝eq\f(d,\f(v1,2))＋eq\f(L′,v1)＝eq\f(2d,v1)＋eq\f(L′,v1)(L′為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)左端到屏的水平距離)，由于v1不一樣大，所以三種粒子打在屏上的時(shí)間不相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．依據(jù)vy＝eq\f(qE2,m)t2及tanθ＝eq\f(vy,v1)得，帶電粒子的偏轉(zhuǎn)角的正切值tanθ＝eq\f(E2l,2E1d)，即三種帶電粒子的偏轉(zhuǎn)角相等，又由于它們的側(cè)位移相等，故三種粒子打到屏上的同一位置，選項(xiàng)D正確．答案：AD6.如圖所示，豎直放置的兩塊足夠長(zhǎng)的平行金屬板電容器充上電后，板間電勢(shì)差為U，兩板間距離為d.現(xiàn)用絕緣絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成θ＝30°角的小球恰好平衡，且此時(shí)與右板的距離為b.已知重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A.小球受四個(gè)力作用，其中電場(chǎng)力與繩的拉力的合力等于重力B.小球帶正電，帶電荷量是eq\f(\r(3)mgd,U)C.若剪斷絲線，小球須要經(jīng)過(guò)t＝eq\r(\f(2\r(3)b,g))遇到金屬板D.若剪斷絲線，小球的電勢(shì)能將增加答案：C7.如圖所示，一平行板電容器的兩極板與一電壓恒定的電源相連，極板水平放置，極板間距為d；在下極板上疊放一厚度為l的金屬板，其上部空間有一帶電粒子P靜止在電容器中.當(dāng)把金屬板從電容器中快速抽出后，粒子P起先運(yùn)動(dòng).重力加速度為g.粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為（）A.eq\f(l,d)g B.eq\f(d－l,d)gC.eq\f(l,d－l)g D.eq\f(d,d－l)g解析：抽出前qE1＝mg，抽出后mg－qE2＝ma.由電壓不變得E1（d－l）＝E2d，聯(lián)立解得a＝eq\f(l,d)g.答案：A8.（2024·惠州模擬）如圖所示是一個(gè)說(shuō)明示波管工作原理的示意圖，電子經(jīng)電壓U1加速后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量是h，兩平行板間的距離為d，電勢(shì)差為U2，板長(zhǎng)為L(zhǎng).為了提高示波管的靈敏度（每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量eq\f(h,U2)），可采納的方法是（）A.增大兩板間的電勢(shì)差U2B.盡可能使板長(zhǎng)L短些C.使加速電壓U1上升些D.盡可能使板間距離d小些答案：C[提素養(yǎng)]9.如圖所示，平行板電容器與電源相連，下極板接地.一帶電油滴位于兩極板的中心P點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將平行板電容器兩極板在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)和O′點(diǎn)快速順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)45°，則（）A.P點(diǎn)處的電勢(shì)降低B.帶電油滴仍將保持靜止?fàn)顟B(tài)C.帶電油滴將水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.帶電油滴到達(dá)極板前具有的電勢(shì)能不斷增加答案：C10.（多選）如圖甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的板長(zhǎng)和板間距離相等，板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性改變的電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與兩板垂直，在t＝0時(shí)刻，一不計(jì)重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，粒子射入電場(chǎng)時(shí)的速度為v0，t＝T時(shí)刻粒子剛好沿MN板右邊緣射出電場(chǎng)，則（）甲乙A.該粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向肯定是平行于極板方向的B.在t＝eq\f(T,2)時(shí)刻，該粒子的速度大小為2v0C.若該粒子在eq\f(T,2)時(shí)刻以速度v0進(jìn)入電場(chǎng)，則粒子會(huì)打在板上D.若該粒子的入射速度變?yōu)?v0，則該粒子將在t＝eq\f(T,2)時(shí)刻射出電場(chǎng)答案：AD11.如圖所示，a、b、c三條虛線為電場(chǎng)中的等勢(shì)面，等勢(shì)面b的電勢(shì)為零，且相鄰兩個(gè)等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，一個(gè)帶正電的粒子（粒子重力不計(jì)）在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為10J，在電場(chǎng)力作用下從A運(yùn)動(dòng)到B時(shí)速度為零，當(dāng)這個(gè)粒子的動(dòng)能為7.5J時(shí)，其電勢(shì)能為（）A.12.5J B.2.5JC.0 D.－2.5J解析：依據(jù)動(dòng)能定理可知，帶電粒子從A到B，電場(chǎng)力做功為－10J，則帶電粒子從A運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面b時(shí)，電場(chǎng)力做功為－5J，粒子在等勢(shì)面b時(shí)動(dòng)能為5J.帶電粒子在電場(chǎng)中的電勢(shì)能和動(dòng)能之和為5J，當(dāng)動(dòng)能為7.5J時(shí)，其電勢(shì)能為－2.5J.答案：D12.（多選）（2024·安徽蚌埠質(zhì)檢）如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置（與電源斷開），電容為C，板間距離為d，上極板正中心有一小孔.質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止起先下落，穿過(guò)小孔到達(dá)下極板處的P點(diǎn)時(shí)速度恰好為零（空氣阻力忽視不計(jì)，極板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，重力加速度為g）.下列說(shuō)法正確的是（）A.電容器所帶電荷量Q＝eq\f(Cmgh,q)B.電容器板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq\f(mg（h＋d）,qd)C.若下板下移eq\f(d,2)的距離，小球到達(dá)P點(diǎn)（原下板處）時(shí)速度恰為零D.若下板水平右移一小段距離，小球到達(dá)下板處時(shí)速度恰為零答案：BC13.空間存在水平方向的大小不變、方向周期性改變的電場(chǎng)，其改變規(guī)律如圖所示（取水平向右為正方向）.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子（重力不計(jì)），起先處于圖中的A點(diǎn).在t＝0時(shí)刻將該粒子由靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0，剛好運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，且瞬時(shí)速度為零.已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0.試求：（1）電場(chǎng)改變的周期T應(yīng)滿意的條件；（2）A、B之間的距離.解析：（1）經(jīng)過(guò)時(shí)間t0，瞬時(shí)速度為零，故時(shí)間t0為周期的整數(shù)倍，即t0＝nT，解得T＝eq\f(t0,n)（n為正整數(shù)）.（2）作出v-