2020版高考物理一轮复习 分层规范快练25 带电粒子在电场中运动的综合问题 新人教版

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1、分层规范快练(二十五)　带电粒子在电场中运动的综合问题[双基过关练]1．如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b.不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　)A．小球带负电B．电场力跟重力平衡C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小D．小球在运动过程中机械能守恒解析：由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动，所以重力与电场力的合力为0，电场力方向竖直向上，小球带正电，A错，B对；从a→b，电场力做负功，电势能增大，C错；由于有电场力做功，机械能不守恒，D错．答案：B2．

2、[2019·山东日照模拟]图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压u，电压u随时间t变化的图象如图乙所示．质量为m、重力不计的带电粒子以初速度v0沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出．下列关于粒子运动的描述错误的是(　　)A．t＝0时入射的粒子，离开电场时偏离中线的距离最大B．t＝T时入射的粒子，离开电场时偏离中线的距离最大C．无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度方向都水平D．无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度大小都相等解析：设U0为正时，粒子的加速度方向为正方向，t＝0时入射的粒子，在竖直方向先正方向匀加速，然后正方向匀减速到0，离开电场时偏离中线的距

3、离最大，选项A正确；而t＝T时入射的粒子，在竖直方向先正方向匀加速，然后匀减速到0，再反向匀加速，反向匀减速到0，离开电场时偏离中线的距离为0，选项B错误；因粒子在电场中运动的时间等于电压变化的周期T，粒子在竖直方向上加速时间和减速时间必定相等，故所有粒子飞出电场时的竖直速度均为零，选项C、D正确；本题要求选择错误选项，故B符合题意．答案：B3．(多选)如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处(不计电子的重力)，下列说法正确的是(　　)A．从t＝0时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上

4、B．从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C．从t＝时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D．从t＝时刻释放电子，电子必将打到左极板上解析：根据U－t图线可得到粒子运动的a－t图线，易知，从t＝0时刻释放电子，0～向右加速，～T向右减速，电子一直向右运动，选项A正确，B项错误；从t＝时刻释放电子，如果板间距离比较大，～向右加速，～T向右减速，T～T向左加速，T～T向左减速，如果板间距离较小，～向右加速，～T向右减速，可能已经撞到极板上，选项C正确，D错误．答案：AC4．[2019·长春质检](多选)如图所示，光滑绝缘斜面体ABC处于水平向右的匀强电场中，斜

5、面AB的长度为0.5m，倾角θ＝37°，带电荷量为＋q、质量为m的小球(可视为质点)以大小为2m/s的速度v0沿斜面匀速上滑．g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.下列说法中正确的是(　　)A．小球在B点的电势能大于在A点的电势能B．水平匀强电场的电场强度为C．若电场强度变为原来的2倍，则小球运动的加速度大小为3m/s2D．若电场强度变为原来的一半，则小球运动到B点时的速度为初速度v0的一半解析：小球由A到B的过程中，电场力做正功，小球的电势能减小，选项A错误；因小球做匀速运动，由平衡条件知qEcosθ＝mgsinθ，所以电场强度E＝，选项B正确；电场

6、强度变为原来的2倍后，则有q·2Ecosθ－mgsinθ＝ma，所以a＝gsinθ＝6m/s2，选项C错误；电场强度变为原来的一半后，则有mgsinθ－q·cosθ＝ma1，所以a1＝＝3m/s2，由v－v2＝2a1L，解得v＝1m/s，选项D正确．答案：BD5．如图所示，在E＝103V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R＝40cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q＝10－4C的小滑块质量m＝10g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.15，位于N点右侧1.5m的M处，g取1

7、0m/s2，求：(1)要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运动？(2)这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？解析：(1)设小滑块恰能到达Q点时速度为v，由牛顿第二定律得mg＋qE＝m小滑块从开始运动至到达Q点过程中，由动能定理得－mg·2R－qE·2R－μ(mg＋qE)x＝mv2－mv联立解得：v0＝7m/s.(2)设小滑块到达P点时速度为v′，则从开始运动至到达P点过程中，由动能定理得－(mg＋qE)R－μ(qE＋mg)x＝mv′2－mv又在P点时，由牛顿