湖北省荆门市2018届高考物理复习 专题 带电粒子在电场中运动练习题(二)

带电粒子在电场中运动练习题(二)

一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）

( )1.如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接，下

极板接地。一带电油滴位于两板中央的P 点且恰好处于平衡状态。现将平行板电

容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则

A.带电油滴将沿竖直方向向上运动

B.带电油滴将沿竖直方向向下运动

C.P 点的电势将降低

D.电容器的电容减小，电容器的带电量将减小

（ ）2.如图所示，M 、N 是组成电容器的两块水平放置的平行金属极板，M 中间有一小孔。M 、N 分别接到电压恒定的电源两端(未画出)。小孔正上方有一点A ，A 与极板N 的距离为h ，

与极板M 距离为h/3，某时刻有一带电微粒从A 点由静止下落，到达极板N 时速度刚好为零。

若将极板N 向上平移2h/9，该微粒再从A 点由静止下落，则进入电场后速度为

零的位置与极板M 间的距离为 A.

h 52 B.h 154 C.h 158 D.h 18

5

( )3.如图所示，M 、N 是两块水平放置的平行金属板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可变电阻，开关S 闭合。质量为m 的带正电的微粒从P 点以水平速度v 0射

入金属板间，沿曲线打在N 板上的O 点，若经下列调整后，微粒仍从P 点以

水平速度v 0射入，则关于微粒打在N 板上的位置说法正确的是

A.保持开关S 闭合，增大R 1，微粒打在O 点左侧

B.保持开关S 闭合，增大R 2，微粒打在O 点左侧

C.断开开关S ，M 极板稍微上移，微粒打在O 点右侧

D.断开开关S ，M 极板稍微下移，微粒打在O 点右侧

( )4.如图所示的实验装置中，平行板电容器两极板的正对面积为S ，两极板的间距为d ，

电容器所带电荷量为Q ，电容为C ，静电计指针的偏转角为α，平行板中

间悬挂了一个带电小球，悬线与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是

A.若增大d ，则α减小，θ减小

B.若增大Q ，则α减小，θ不变

C.将A 板向上提一些，α增大，θ增大

D.在两板间插入云母片，则α减小，θ不变

（ ）5.如图所示装置处于真空中，现有质子、氘核和α粒子都从O 点由静止释放，经过

同一加速电场U 0和偏转电场U 1，最后粒子均打在与OO ′垂直的荧光屏上（已知质子、氘核和

α粒子质量之比为1：2：4，电量之比为1：1：2，不计粒子的重力影响）．下列说法中正确

的是

A．三种粒子在偏转电场中运动时间之比为1：2：1

B．三种粒子飞出偏转电场时的速率之比为2：1：

1

C．三种粒子打在荧光屏上的位置不同

D．偏转电场的电场力对种粒子做功之比为1：1：2

( )11。如图所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB为该环的

水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的直径AB及其以下部分处

于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑．现将一质量为m，带电荷量

为＋q的小球从管中A点由静止释放，已知qE＝mg，以下说法正确的是

A．小球释放后，到达最低点D时速度最大

B．小球释放后，第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力之比

为5∶1

C．小球释放后，到达B点时速度为零，并在BDA间往复运动

D．小球释放后，第一次和第二次经过最高点C时对管壁的压力之比为1∶1，且方向相同二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）

( )7.如图所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑。如果只逐渐增大M1M2之间的电势差，则

A.在荧屏上的亮斑向上移动

B.在荧屏上的亮斑向下移动

C.偏转电场对电子做的功增大

D.偏转电场的电场强度减小

( )8.如图所示，用长L＝0.50 m的绝缘轻质细线，把一个质量m＝1.0 g带电小球悬挂在

均匀带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离d＝5.0 cm，两板间

电压U＝1.0×103V。静止时，绝缘细线偏离竖直方向θ角，小球偏离竖直线的距离

a＝1.0 cm。取g＝10 m/s2。则下列说法正确的是

A.两板间电场强度的大小为2.0×104 V/m

B.小球带的电荷量为1.0×10－8 C

C.若细线突然被剪断，小球在板间将做类平抛运动

D.若细线突然被剪断，小球在板间将做匀加速直线运动

( )9.某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示。

在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则在－x0～x0区间内

A.该静电场是匀强电场

B.该静电场是非匀强电场

C.电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐减小

D.电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐增大

( )10.如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点由静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到A关于O 的对称点A′过程加速度(a)、重力势能(E p G)、机械能(E)、电势能(E p电)随位置变化的图象一定正确的是(取O点为坐标原点且重力势能为零，竖直向下为正方向，无限远处电势为零)

( )11.如图，在粗糙的绝缘水平面上，彼此靠近地放置两个带正电荷的小物块（动摩擦因数相同）。由静止释放后，向相反方向运动，最终都静止。在小物块的运动过程中，表述正确的是

A．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力

B．物体之间的库仑力都做正功，作用在质量较小物体上的库仑力做功多一些

C．因摩擦力始终做负功，故两物块组成的系统的机械能一直减少

D．整个过程中，物块受到的库仑力做的功等于电势能的减少

( )12.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的

A．极板X应带正电

B．极板X′应带正电

C．极板Y应带正电

D．极板Y′应带正电

三、计算题

13.如图所示，光滑绝缘水平面AB与倾角θ＝37°、长L＝5 m的绝缘斜面BC在B处圆滑相连，在斜面的C处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板，质量m＝0.5 kg、所带电荷量q＝5×10－5 C的绝缘带电小滑块(可看成质点)置于斜面的中点D，整个空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝2×105N/C，现让滑块以v0＝12 m/s的速度沿斜面向上运动．设滑块与挡板碰撞前后所带电荷量不变、速度大小不变，滑块和斜面间的动摩擦因数μ＝0.1(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．求：

(1)滑块第一次与挡板碰撞时的速度大小；

(2)滑块第一次与挡板碰撞后能达到左端的最远点离B点的距离；

(3)滑块运动的总路程．

15.如图所示，AB是一倾角为θ＝37°的绝缘粗糙直轨道，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.30，BCD是半径为R＝0.2 m的光滑圆弧轨道，它们相切于B点，C为圆弧轨道的最低点，整个空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E＝4.0×103 N/C，质量m＝0.20 kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下．已知斜面AB对应的高度h＝0.24 m，滑块带电荷量q＝－5.0×10－4 C，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80.求：

(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端B点时的速度大小；

(2)滑块滑到圆弧轨道最低点C时对轨道的压力．

16.在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示.

小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点．小球抛出时的动能为8.0 J，在M点的动能为6.0 J，不计空气的阻力．求：

(1)小球水平位移x1与x2的比值；

(2)小球落到B点时的动能E k B；

(3)小球从A点运动到B点的过程中最小动能E kmin.

参考答案

15. 解析 (1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力

F f ＝μ(mg ＋qE )cos 37°＝0.96 N

设到达斜面底端时的速度为v 1，根据动能定理得

(mg ＋qE )h －F f h sin 37°＝12

mv 21 解得v 1＝2.4 m/s (2)滑块从B 到C ，由动能定理可得： (mg ＋qE )R (1－cos 37°)＝12mv 22－12

mv 21 当滑块经过最低点C 时，有F N －(mg ＋qE )＝m v 2

2R

由牛顿第三定律：F N ′＝F N 解得：F N ′＝11.36 N ，方向竖直向下．

16.解析：(1)如图所示，带电小球在水平方向上受电场力的作用做初速度为零的匀加速运动，竖直方向上只受重力作用做竖直上抛运动，故从A 到M 和M 到B 的时间相等，则x 1∶x 2＝1∶3

(2)小球从A 到M ，水平方向上电场力做功W 电＝6 J ，则由能量守恒可知，小球运动到B 点时

的动能为

E k B ＝E k0＋4W 电＝32 J

(3)由于合运动与分运动具有等时性，设小球所受的电场力为F ，重力为G ，则有：

????? F ·x 1＝6 J G ·h ＝8 J ?????? 12·F 2m t 2＝6 J 12·G 2

m t 2＝8 J ?F G ＝32

由图可知，tan θ＝F G ＝3

2?sin θ＝3

7

则小球从A 运动到B 的过程中速度最小时速度一定与等效G ′垂直， 故E

kmin ＝12m (v 0sin θ)2＝24

7 J.