高考物理一轮复习专题24带电粒子在电场中运动的综合问题限时训练（含解析）

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1、专题24带电粒子在电场中运动的综合问题(限时：80min)一、选择题（本大题共10小题）1．(2019·日照模拟)有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。不考虑墨汁的重力，为使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是(　　)A．减小墨汁微粒的质量B．增大墨汁微粒所带的电荷量C．增大偏转电场的电压D．增大墨汁微粒的喷出速度【答案】D　【解析】根据偏转距离公式y＝可知，为使打在纸上的字迹缩小，要增大墨汁微粒的质量，减小墨汁微粒所带的电荷量，减小偏转电场的电压，

2、增大墨汁微粒的喷出速度，D正确。2．(多选)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，只受重力、电场力和空气阻力三个力的作用。若重力势能增加5J，机械能增加1.5J，电场力做功2J，则小球(　　)A．重力做功为5J　　　　　　B．电势能减少2JC．空气阻力做功0.5JD．动能减少3.5J【答案】BD　【解析】小球的重力势能增加5J，则小球克服重力做功5J，故A错误；电场力对小球做功2J，则小球的电势能减小2J，故B正确；小球共受到重力、电场力、空气阻力三个力作用，小球的机械能增加1.5J，则除重力以外的力做功为1.5J，电场力对小球做功2J，则知空气阻力做功为－0.5J，即小球克服空气

3、阻力做功0.5J，故C错误；重力、电场力、空气阻力三力做功之和为－3.5J，根据动能定理，小球的动能减小3.5J，D正确。3．(多选)如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像。当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，下列说法中正确的是(　　)A．带电粒子将始终向同一个方向运动B．2s末带电粒子回到原出发点C．3s末带电粒子的速度为零D．0～3s内，电场力做的总功为零【答案】CD【解析】　设第1s内粒子的加速度为a1，第2s内的加速度为a2，由a＝可知，a2＝2a1，设带电粒子开始时向负方向运动，可见，粒子第1s内向负方向运动，1.5s末粒子

4、的速度为零，然后向正方向运动，至3s末回到原出发点，粒子的速度为0，设带电粒子开始时向负方向运动，由动能定理可知，此过程中电场力做的总功为零，综上所述，可知C、D正确。4．(多选)(2018·佛山模拟)一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电荷量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为2U，油滴做匀速运动时速度的大小可能为(　　)A．3vB．4vC．5vD．6v【答案】AC　【解析】若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以

5、速率v匀速下降，有mg＝kv，若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升，知电场力大于重力，有：q＝mg＋kv，若两极板间电压为2U，如果电场力方向向上，油滴向上做匀速运动时，有q＝mg＋kv′，联立解得v′＝3v，故A正确，如果电场力方向向下，油滴向下做匀速运动时，有q＋mg＝kv″，联立解得v″＝5v，C正确。5.(多选)如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，一不可伸长的长度为L的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，当小球静止在B点时，细线与竖直方向夹角θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，则(　　)A．小球带负电B．匀强

6、电场电场强度的大小为C．电场中A、B两点的电势差为D．当小球从A点由静止释放至B点，电场力做负功，小球经B点时的速度大小为【答案】BD　【解析】小球静止在B点，受力平衡，受到重力、电场力和细线的拉力，电场力水平向右，与电场方向一致，说明小球带正电，A错误；根据共点力平衡条件可得tan37°＝，解得E＝，B正确；电场中A、B两点的电势差为UAB＝－Ed＝－EL(1－sinθ)＝－，C错误；小球从A点运动到B点的过程中电场力和重力做功，根据动能定理可得mgLcosθ＋UABq＝mvB2－0，解得vB＝，D正确。6．(多选)(2018·石家庄六校联考)如图甲所示，两水平金属板间距为d，板间电

7、场强度的变化规律如图乙所示。t＝0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0～时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的是(　　)A．末速度大小为v0B．末速度沿水平方向C．重力势能减少了mgdD．克服电场力做功为mgd【答案】BC　【解析】因0～内微粒匀速运动，故E0q＝mg；在～时间内，粒子只受重力作用，做平抛运动，在t＝时刻