2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 分層規(guī)范快練25 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問題 新人教版.doc
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分層規(guī)范快練(二十五)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問題 雙基過(guò)關(guān)練1如圖所示,在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)繩的一端系著一個(gè)帶電小球,另一端固定于O點(diǎn),小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最高點(diǎn)為a,最低點(diǎn)為b.不計(jì)空氣阻力,則下列說(shuō)法正確的是()A小球帶負(fù)電B電場(chǎng)力跟重力平衡C小球在從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,電勢(shì)能減小D小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒解析:由于小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以重力與電場(chǎng)力的合力為0,電場(chǎng)力方向豎直向上,小球帶正電,A錯(cuò),B對(duì);從ab,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,C錯(cuò);由于有電場(chǎng)力做功,機(jī)械能不守恒,D錯(cuò)答案:B22019山東日照模擬圖甲為兩水平金屬板,在兩板間加上周期為T的交變電壓u,電壓u隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示質(zhì)量為m、重力不計(jì)的帶電粒子以初速度v0沿中線射入兩板間,經(jīng)時(shí)間T從兩板間飛出下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)的描述錯(cuò)誤的是()At0時(shí)入射的粒子,離開電場(chǎng)時(shí)偏離中線的距離最大BtT時(shí)入射的粒子,離開電場(chǎng)時(shí)偏離中線的距離最大C無(wú)論哪個(gè)時(shí)刻入射的粒子,離開電場(chǎng)時(shí)的速度方向都水平D無(wú)論哪個(gè)時(shí)刻入射的粒子,離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小都相等解析:設(shè)U0為正時(shí),粒子的加速度方向?yàn)檎较?,t0時(shí)入射的粒子,在豎直方向先正方向勻加速,然后正方向勻減速到0,離開電場(chǎng)時(shí)偏離中線的距離最大,選項(xiàng)A正確;而tT時(shí)入射的粒子,在豎直方向先正方向勻加速,然后勻減速到0,再反向勻加速,反向勻減速到0,離開電場(chǎng)時(shí)偏離中線的距離為0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于電壓變化的周期T,粒子在豎直方向上加速時(shí)間和減速時(shí)間必定相等,故所有粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的豎直速度均為零,選項(xiàng)C、D正確;本題要求選擇錯(cuò)誤選項(xiàng),故B符合題意答案:B3(多選)如圖甲所示,兩平行金屬板豎直放置,左極板接地,中間有小孔,右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,電子原來(lái)靜止在左極板小孔處(不計(jì)電子的重力),下列說(shuō)法正確的是()A從t0時(shí)刻釋放電子,電子始終向右運(yùn)動(dòng),直到打到右極板上B從t0時(shí)刻釋放電子,電子可能在兩板間振動(dòng)C從t時(shí)刻釋放電子,電子可能在兩板間振動(dòng),也可能打到右極板上D從t時(shí)刻釋放電子,電子必將打到左極板上解析:根據(jù)Ut圖線可得到粒子運(yùn)動(dòng)的at圖線,易知,從t0時(shí)刻釋放電子,0向右加速,T向右減速,電子一直向右運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;從t時(shí)刻釋放電子,如果板間距離比較大,向右加速,T向右減速,TT向左加速,TT向左減速,如果板間距離較小,向右加速,T向右減速,可能已經(jīng)撞到極板上,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤答案:AC42019長(zhǎng)春質(zhì)檢(多選)如圖所示,光滑絕緣斜面體ABC處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,斜面AB的長(zhǎng)度為0.5 m,傾角37,帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以大小為2 m/s的速度v0沿斜面勻速上滑g取10 m/s2,sin370.6,cos370.8.下列說(shuō)法中正確的是()A小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能B水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為C若電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為3 m/s2D若電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度為初速度v0的一半解析:小球由A到B的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,小球的電勢(shì)能減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因小球做勻速運(yùn)動(dòng),由平衡條件知qEcosmgsin,所以電場(chǎng)強(qiáng)度E,選項(xiàng)B正確;電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍后,則有q2Ecosmgsinma,所以agsin6 m/s2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的一半后,則有mgsinqcosma1,所以a13 m/s2,由vv22a1L,解得v1 m/s,選項(xiàng) D正確答案:BD5如圖所示,在E103 V/m的豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)平滑相接,半圓形軌道平面與電場(chǎng)線平行,其半徑R40 cm,N為半圓形軌道最低點(diǎn),P為QN圓弧的中點(diǎn),一帶負(fù)電q104 C的小滑塊質(zhì)量m10 g,與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.15,位于N點(diǎn)右側(cè)1.5 m的M處,g取10 m/s2,求:(1)要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道的最高點(diǎn)Q,則小滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運(yùn)動(dòng)?(2)這樣運(yùn)動(dòng)的小滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大?解析:(1)設(shè)小滑塊恰能到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速度為v,由牛頓第二定律得mgqEm小滑塊從開始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)Q點(diǎn)過(guò)程中,由動(dòng)能定理得mg2RqE2R(mgqE)xmv2mv聯(lián)立解得:v07 m/s.(2)設(shè)小滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度為v,則從開始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)P點(diǎn)過(guò)程中,由動(dòng)能定理得(mgqE)R(qEmg)xmv2mv又在P點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得FNm代入數(shù)據(jù),解得:FN0.6 N由牛頓第三定律得,小滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FNFN0.6 N.答案:(1)7 m/s(2)0.6 N技能提升練62019河南八市模擬如圖所示,傾角為30的絕緣斜面AB長(zhǎng)度為3l,BC長(zhǎng)度為l,斜面上方BC間有沿斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為m、電荷量為q的小物塊自A端左上方某處以初速度v0水平拋出,恰好在A點(diǎn)與斜面相切滑上斜面,沿斜面向下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)C點(diǎn)但未能到達(dá)B點(diǎn),在電場(chǎng)力作用下返回,最終恰好靜止在A點(diǎn),已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,不考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊電荷量的變化,重力加速度為g,求:(1)物塊平拋過(guò)程中的位移大??;(2)物塊在電場(chǎng)中的電勢(shì)能的最大增量解析:(1)物塊落到斜面上A點(diǎn)時(shí),速度方向與水平方向夾角為,設(shè)此時(shí)速度為v,則cos,豎直速度vyvsin,平拋過(guò)程中,水平位移xv0,豎直位移y,平拋的位移s,解得sl.(2)設(shè)物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的最大位移為x,自物塊從A點(diǎn)開始向下運(yùn)動(dòng)到再次返回A點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理有2mgcosx0mv2,解得x2l.物塊位于最低點(diǎn)時(shí),其電勢(shì)能的變化量最大,即電勢(shì)能的增量最大,物塊自A點(diǎn)到最低點(diǎn)過(guò)程中,設(shè)電場(chǎng)力做功為W,根據(jù)動(dòng)能定理有mgsinxmgcosxW0mv2,解得W2mgl,即物塊電勢(shì)能最大增量為2mgl.答案:(1)l(2)2mgl7.如圖所示,絕緣的光滑水平桌面高為h1.25 m、長(zhǎng)為s2 m,桌面上方有一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)一個(gè)質(zhì)量m2103 kg、帶電荷量q5.0108 C的小物體自桌面的左端A點(diǎn)以初速度vA6 m/s向右滑行,離開桌子邊緣B后,落在水平地面上C點(diǎn)已知C點(diǎn)與B點(diǎn)的水平距離x1 m,不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2.(1)小物體離開桌子邊緣B后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落地?(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E為多大?(3)為使小物體離開桌面邊緣B后水平位移加倍,即x2x,某同學(xué)認(rèn)為應(yīng)使小物體帶電荷量減半,你同意他的想法嗎?試通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證你的結(jié)論解析:(1)設(shè)小物體離開桌子邊緣B點(diǎn)后經(jīng)過(guò)時(shí)間t落地,則hgt2解得t0.5 s(2)設(shè)小物體離開桌子邊緣B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,則vB2 m/s根據(jù)動(dòng)能定理得qEsmvmv解得E3.2105 N/C(3)不同意要使水平射程加倍,必須使B點(diǎn)水平速度加倍,即vB2vB4 m/s根據(jù)動(dòng)能定理得qEsmvmv解得vA4 m/svA所以說(shuō)該同學(xué)認(rèn)為應(yīng)使小物體的帶電荷量減半的想法是錯(cuò)誤的答案:(1)0.5 s(2)3.2105 N/S(3)略8如圖甲所示,A、B為兩塊平行金屬板,極板間電壓為UAB1 125 V,板中央有小孔O和O.現(xiàn)有足夠多的電子源源不斷地從小孔O由靜止進(jìn)入A、B之間在B板右側(cè),平行金屬板M、N長(zhǎng)L14102 m,板間距離d4103 m,在距離M、N右側(cè)邊緣L20.1 m處有一熒光屏P,當(dāng)M、N之間未加電壓時(shí)電子沿M板的下邊沿穿過(guò),打在熒光屏上的O并發(fā)出熒光現(xiàn)給金屬板M、N之間加一個(gè)如圖乙所示的變化電壓u1,在電壓變化時(shí),M板電勢(shì)低于N板已知電子質(zhì)量為me9.01031 kg,電量為e1.61019 C求:(1)每個(gè)電子從B板上的小孔O射出時(shí)的速度多大?(2)電子打在熒光屏上的范圍是多少?解析:(1)電子經(jīng)A、B兩塊金屬板加速,有eUABmev得v0 m/s2107 m/s.(2)電子通過(guò)極板的時(shí)間為t2109 s,遠(yuǎn)小于電壓變化的周期,故電子通過(guò)極板時(shí)可認(rèn)為板間電壓不變當(dāng)u1U222.5 V時(shí),電子經(jīng)過(guò)M、N極板向下的偏移量最大,為y122 m2103 my1d,說(shuō)明所有的電子都可以飛出M、N,此時(shí)電子射出極板后在豎直方向的速度大小為vy m/s2106 m/s電子射出極板MN后到達(dá)熒光屏P的時(shí)間為t2 s5109 s電子射出極板MN后到達(dá)熒光屏P的偏移量為y2vyt221065109 m0.01 m電子打在熒光屏P上的總偏移量為:yy1y20.012 m,方向豎直向下;打在熒光屏上的電子范圍是:從O豎直向下00.012 m.答案:(1)2107 m/s(2)從O豎直向下00.012 m- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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