2019届高考物理一轮复习第七单元电场题组层级快练34带电粒子在电场中的运动新人教版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 题组层级快练 (三十四 ) 一、选择题 1.如图 ， 在 P 板附近有一电子由静止开始向 Q 板运动已知两极板间电势差为 U， 板间距为 d， 电子质量为 m， 电量为 e.则关于电子在两板间的运动情况 ， 下列叙述正确的是 ( ) A 若将板间距 d 增大一倍 ， 则电子到达 Q 板的速率保持不变 B 若将板间距 d 增大一倍 ， 则电子 到达 Q 板的速率也增大一倍 C 若将两极板间电势差 U 增大一倍 ， 则电子到达 Q 板的时间保持不变 D 若将两极板间电势差 U 增大一倍 ， 则电子到达 Q 板的时间减为一半 答案 A 解析 由 qU 12mv2得 ， d

2、 变大 变小 U 都不变 ， 则到达 Q 板 v 不变 ， 故 A 项正确 ， B 项错误；若 U 加倍 ， 由 d qU2mdt2得 ， 时间 t 变为原来的 22 倍 ， 则 C、 D 项错误 2.(2017 洛阳联考 )如图所示 ， 平行金属板 A、 B 水平正对放置 ， 虚线为中心线 ， A、 B 板间加上稳定的电压 ， 有三个带电微粒 a、 b、 c 从靠近 A 板边缘处以相同的水平初速度射入板间 ， a 从中心线上 M 点飞出板间区域 ， b 从 B 板右侧边缘飞出 ， c 落在 B 板的中点 N 处 ， 不计微粒的重力 ， 则带电微粒a、 b、 c 的比荷关系为 ( ) A.qc

3、mc 4qbmb 8qamaB.qama qbmb 4qcmcC.qama 2qbmb 4qcmcD.qcmc 2qbmb 4qama答案 A 解析 根据平抛运动的知识可知 ， 微粒在竖直方向上的偏转距离 y 12at2 qU2dmt2， ta tb2tc， 解得 qcmc 4qbmb 8qama， 故 A 项正确 3 (2017 临沂二模 )(多选 )有一种电荷控制式喷墨打印机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 ， 为了使打在纸上的字迹缩小 ，下列措施可行的是

4、 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A减小墨汁微粒的质量 B 减小墨汁微粒所带的电荷量 C 增大偏转电场的电压 D 增大墨汁微粒喷 入偏转场的速度 答案 BD 解析 设喷入偏转电场的墨汁微粒的速度为 v0， 偏转电场宽度为 L， 偏转电场右边缘与纸间距为 L， 墨滴在 x 方向上匀速运动 L v0t， 在 y 方向上做匀加速运动 y1 12 qUdm t2 UqL22dmv02，由几何关系得 ， y1y2L2L2 L， 则墨汁在纸上竖直方向的偏移量 y2 (1 2LL ) UqL22dmv02， 为了使打在纸上 的字迹缩小 ， 即减小 y2， 可减小墨汁微粒所带的电荷量 q， 增大墨汁微粒的

5、质量 m，减小偏转电场的电压 U， 增大墨汁微粒的喷出速度 v0， B、 D 两项正确 4 (2017 衡阳质检 )(多选 )如图所示 ， 质量相同的两个带电粒子 P、Q 以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中 ， P从两 极板正中央射入， Q 从下极板边缘处射入 ， 它们最后打在同一点(不计 P、 Q 的重力以及它们间的相互作用 )， 则从开始射入到打到上极板的过程 ， 下列说法中正确的是 ( ) A 它们运动的时间相等 B 它们所带的电荷量之比 qP： qQ 12 C 它 们的电势能减小量之比 EP： EQ 12 D 它们的电场力做功之比 WP： WQ 21 答案 AB 解

6、析 设两板间的距离为 d， 带电粒子的 质量为 m， 带电粒子射入电场的初速度为 v0.垂直电场方向 P、 Q 粒子都做匀速直线运动 ， 则有 v0tP v0tQ， 解得 tP tQ， A 项正确；两粒子在垂直初速度方向都做初速度为零的匀加速直线运动 ， 对两粒子分别应用牛顿第二定律和运动学公式得 ， P 粒子 ， qPE maP， 12d 12aPtP2； Q 粒子 ， qQE maQ， d 12aQtQ2， 联立解得 qP qQ 12 ，B 项正确；两粒子的电势能减少量分别为 EP qPE 12d， EQ qQEd， 解得 EP EQ 14 ，C 项错误；两粒子的动能增量分别为 EkP q

7、PE 12d， EkQ qQEd， 解得 EkP EkQ 1 4，D 项错误 【 精品教育资源文库 】 5 (2017 广州综合 测试 )如图 ， 带电粒子由静止开始 ， 经电压为 U1 的加速电场加速后 ， 垂直电场方向进入电压为 U2的平行板电容器 ， 经偏转落在下板的中间位置为使同样的带电粒子 ， 从同样的初始位置由静止加速、偏转后 能穿出平行板电容器 ， 下列措施可行的是 ( ) A 保持 U2和平行板间距不变 ， 减小 U1 B 保持 U1和平行板间距不变 ， 增大 U2 C 保持 U1、 U2和下板位置不变 ， 向下平移上板 D 保持 U1、 U2和下板位 置不变，向上平移上板

8、答案 D 解析 粒子在电场中加速 U1q 12mv02， 在偏转电场中 x v0t， y 12U2qdmt2， 解得 x2 4dU1yU2：开始时 x 12L， 若要使 x 增大为 L， 保持 U2和平行板间距不变 ， 减小 U1则 x 会减小 ， A 项错误；保持 U1和平行板间距不变，增大 U2， 则 x 减小 ， B 项错误；保持 U1、 U2和下板位置不变 ， 向下平移上板 ， 则 d 减小 ， x 减小 ， C 项错误；保持 U1、 U2和下板位置不变 ， 向上平移上板 ，则 x 变大 ， 故 D 项正确 ， 故选 D 项 6.(2016 海南 )如图 ， 平行板电容器两极板的间距为

9、 d， 极板与水平面成45 角 ， 上极板带正电一电荷量为 q(q0)的粒子在电容器中靠近下极板处以初动能 Ek0 竖 直向上射出 不计重力 ， 极板尺寸足够大 ， 若粒子能打到上极板 ， 则两极板间电场强度的最大值为 ( ) A.Ek04qd B.Ek02qd C. 2Ek02qd D. 2Ek0qd 答案 B 解析 根据电荷受力可以知道 ，粒子在电场中做曲线运动，如图所示：当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上极板平行，如图，将粒子初速度 v0分解为垂直极板的 vy和平行极板的 vx， 根据运动的合成与分解 ，当分速度 vy 0 时 ， 则粒子的速度正好平行上极板 ， 则根据运动学公

10、式： vy2 2Eqm d， 由于 vy v0cos45， Ek0 12mv02， 联立整理得到 E Ek02qd，故 B 项正确 7 (2017 青岛一模 )(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 ， 则下列【 精品教育资源文库 】 说法中正确的是 ( ) A带电粒子将始终向同一个方向运动 B 2 s 末带电粒子回到原出发点 C 3 s 末带电粒子的速度为零 D 0 3 s 内 ， 电场力做的总功为零 答案 CD 解析 设第 1 s 内粒子的加速度为 a1， 第 2 s 内

11、的加速度为 a2， 由 a qEm 可知 ， a2 2a1， 可知 ， 1.5 s 末粒子的速度为零 ， 然后反方向运动 ， 至 3 s 末回到原出发点 ， 粒子的速度为零 ，由动能定理可知 ， 此过程中电场力做功为零 ， 综上所述 ， 可知 C、 D 项正确 8 (多选 )(2017 山东淄博 市模拟卷 )(多选 )如图所示 ， 平行板电容器两极板水平放置 ， 一电容为 C.电容器与一直流电源相连 ， 初始时开关闭合 ， 极板间电压为 U， 两极板间距为 d， 电容器储存的能量 E 12CU2.一电荷量为 q的带电油滴以初动能 Ek从平行板电容器的轴线水平 射入 (极板足够长 )， 恰能沿图

12、中所示水平虚线匀速通过电容器 ， 则 ( ) A 保持开关闭合 ， 只将上极板下移了 d3， 带电油滴仍能沿水平线运动 B 保持开关闭合 ， 只将上极板下 移 d3， 带电油滴将撞击上极板 ， 撞击上极板时的动能为 Ek qU12 C 断开开关后 ， 将上极板上移 d3， 若不考虑电容器极板的重力势能变化 ， 外力对极板做功至少为 23CU2 D 断开开关后 ， 将上极板上移 d3， 若不考虑电容器极板的重力势 能变化 ， 外力对极板做功至少为 16CU2 答案 BD 解析 A 项 ， 保持开关闭合 ， 电压不变 ， 仅将上极板下移 d3的过程中 ， 极板距离减小 ， 根据 E Ud知电场强度

13、增大 ， 电场力增大 ， 带电油滴向上做加速运动 ， 故 A 项错误； B 项 ， 初始时【 精品教育资源文库 】 能匀速通过电容器 ， 说明 mg qUd， 保持开关闭合 ， 仅将上极板下移 d3， 两极板间距离变为 23d，电场强度 E U2d3， 电场力做功 W qE(d2 d3) qU4 ， 根据动能定理 W Ek Ek0， mg( d2 d3) qU4 Ek Ek0， 解得： Ek Ek0 qU4 16qUdd Ek0 qU12， 所以撞击上极板时的动能是 Ek0 qU12， 故B 项正确； CD 项 ， 断开开关 ， 电容器所带的电荷量不变 ， 根据 E Ud QCd QS4 k

14、 4 kQ S ， 可知场强不变 ， 油滴所受的电场力不变 ， 带电油滴仍然沿水平虚线匀速通过电容器 ， 下极板在上极板处产生的场强为 E2， 上极板上移 d3， 上极板所受电场力为 12EQ， 外力对极板所做的功为W Fd3 12EQ d3 EQd6 16EdQ 16U CU 16CU2， 故 D 项正确 9 如图 ， 与水平方向成 45 角的直线 MN 处于竖直向下的匀强电场 E 中带电粒子从直线MN 上的 P 点以速度 v0水平向右抛出 ， 经过时间 t 到达直线 MN 上的 Q 点带正电的粒子质量为 m， 带电粒子的重力可以忽略则下列正确的是 ( ) A粒子在 Q 点的速度大小为 2v

15、0 B P、 Q 两点距离 5v0t C 粒子运动时的加速度大小为 2v0t D P、 Q 两点间的电势差 2Etv0 答案 C 解析 粒子垂直电场线做类平抛运动 ， 水平方向 匀速直线运动 ， 竖直方向匀加速直线运动 从 P 到 Q 时间为 t；水平方向 x v0t 竖直方向： y 12vyt 根据几何关系： x y 得 vy 2v0 A 项 ， 粒子在 Q 点的速度大小为 v v02 vy2 v02（ 2v0） 2 5v0， 故 A 项错误； B 项 ， P、Q 两点间的距离 PQ 2x 2v0t， 故 B 项错误； C 项 ， 根据 vy at， 得粒子 运动的加速度 a vyt 2v0t ，故 C 项正 确； D 项 ， P、 Q 两点间的电势差 UPQ Ey Ev0t， 故 D 项错误 10.(2017 河南天一大联考 )如图所示 ， 以直线 AB 为边界 ， 上下存在场【 精品教育资源文库 】 强大小相等、方向相反的匀强电场在 P 点由静止释放