《2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（二十三）帶電粒子在電場中運動的綜合問題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（二十三）帶電粒子在電場中運動的綜合問題（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（二十三）帶電粒子在電場中運動的綜合問題對點訓(xùn)練：示波管的工作原理1圖1(a)為示波管的原理圖。如果在電極YY之間所加的電壓按圖(b)所示的規(guī)律變化，在電極XX之間所加的電壓按圖(c)所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是圖2中的()圖1圖22如圖3所示是示波管的示意圖，豎直偏轉(zhuǎn)電極的極板長l4 cm，板間距離d1 cm。板右端距離熒光屏L18 cm。(水平偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓，沒有畫出)。電子沿中心線進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場的速度是1.6107 m/s，電子電荷量e1.601019C，質(zhì)量m0.911030kg。圖3(1)要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極的極板上，

2、加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的最大偏轉(zhuǎn)電壓U不能超過多大？(2)若在偏轉(zhuǎn)電極上加U40sin 100 t V的交變電壓，在熒光屏的豎直坐標(biāo)軸上能觀測到多長的線段？對點訓(xùn)練：帶電粒子在交變電場中的運動3制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為d的兩平行極板，如圖4甲所示。加在極板A、B間的電壓UAB做周期性變化，其正向電壓為U0，反向電壓為kU0(k1)，電壓變化的周期為2，如圖乙所示。在t0時，極板B附近的一個電子，質(zhì)量為m、電荷量為e，受電場作用由靜止開始運動。若整個運動過程中，電子未碰到極板A，且不考慮重力作用。若k，電子在02時間內(nèi)不能到達(dá)極板A，求d應(yīng)滿足的條件。圖44如圖5甲所示，長為L

3、、間距為d的兩金屬板A、B水平放置，ab為兩板的中心線，一個帶電粒子以速度v0從a點水平射入，沿直線從b點射出，若將兩金屬板接到如圖乙所示的交變電壓上，欲使該粒子仍能從b點以速度v0射出，求：圖5(1)交變電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件？(2)粒子從a點射入金屬板的時刻應(yīng)滿足什么條件？對點訓(xùn)練：帶電粒子的力電綜合問題5(多選)如圖6所示，空間有豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，在電場中P處由靜止釋放一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球(可視為質(zhì)點)。在P的正下方h處有一水平彈性絕緣擋板S(擋板不影響電場的分布)，小球每次與擋板相碰后電量減小到碰前的k倍(k1)，而碰撞過程中小球的機(jī)械能不損失，即碰撞前后小

4、球的速度大小不變，方向相反。設(shè)在勻強(qiáng)電場中，擋板S處的電勢為零，則下列說法正確的是() 圖6A小球在初始位置P處的電勢能為EqhB小球第一次與擋板相碰后所能達(dá)到的最大高度大于hC小球第一次與擋板相碰后所能達(dá)到最大高度時的電勢能小于EqhD小球第一次與擋板相碰后所能達(dá)到的最大高度小于h6如圖7所示，在豎直平面內(nèi)，AB為水平放置的絕緣粗糙軌道，CD為豎直放置的足夠長絕緣粗糙軌道，AB與CD通過四分之一絕緣光滑圓弧形軌道平滑連接，圓弧的圓心為O，半徑R0.50 m，軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小E1.0104 N/C，現(xiàn)有質(zhì)量m0.20 kg，電荷量q8.0104 C的帶電體(可

5、視為質(zhì)點)，從A點由靜止開始運動，已知sAB1.0 m，帶電體與軌道AB、CD間的動摩擦因數(shù)均為0.5。假定帶電體與軌道之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等。求：(g取10 m/s2) 圖7(1)帶電體運動到圓弧形軌道C點時的速度；(2)帶電體最終停在何處。對點訓(xùn)練：用等效法解決帶電體在電場、重力場中的運動7.(xx安徽三校聯(lián)考)如圖8所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場中，一帶電小球質(zhì)量為m，電量為q。用絕緣輕繩(不伸縮)懸于O點，平衡時小球位于A點，此時繩與豎直方向的夾角30。繩長為l，AOCODOl，OD水平，OC豎直。求：圖8(1)電場強(qiáng)度E的大?。?2)當(dāng)小球移到D點后，讓小球由靜止自由釋放，小

6、球向右運動過程中的最大速率和該時刻輕繩中張力的大小(計算結(jié)果可帶根號)?？键c綜合訓(xùn)練8.(xx亳州模擬)如圖9所示，在E103 V/m的豎直勻強(qiáng)電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點平滑相接，半圓形軌道平面與電場線平行，其半徑R40 cm，N為半圓形軌道最低點，P為QN圓弧的中點，一帶負(fù)電q104 C的小滑塊質(zhì)量m10 g，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)0.15，位于N點右側(cè)1.5 m的M處，g取10 m/s2，求：圖9(1)要使小滑塊恰能運動到圓軌道的最高點Q，則小滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運動？(2)這樣運動的小滑塊通過P點時對軌道的壓力是多大？9(xx上海十三校聯(lián)考)

7、如圖10所示，在粗糙水平面內(nèi)存在著2n個有理想邊界的勻強(qiáng)電場區(qū)，水平向右的電場和豎直向上的電場相互間隔，每一電場區(qū)域場強(qiáng)的大小均為E，且E，電場寬度均為d，一個質(zhì)量為m、帶正電的電荷量為q的物體(看作質(zhì)點)，從第一個向右的電場區(qū)域的邊緣由靜止進(jìn)入電場，該物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為，則物體從開始運動到離開第2n個電場區(qū)域的過程中，求：圖10(1)電場力對物體所做的總功？摩擦力對物體所做的總功(2)物體在第2n個電場(豎直向上的)區(qū)域中所經(jīng)歷的時間？(3)物體在所有水平向右的電場區(qū)域中所經(jīng)歷的總時間？答 案1選B在02t1時間內(nèi)，掃描電壓掃描一次，信號電壓完成一個周期，當(dāng)UY為正的最大值時，電子

8、打在熒光屏上有正的最大位移，當(dāng)UY為負(fù)的最大值時，電子打在熒光屏上有負(fù)的最大位移，因此一個周期內(nèi)熒光屏上的圖像為B。2解析：(1)經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的時間為t豎直方向位移 t2所以U91 V。(2)因為t s2.5109 s而T s s0.02 st，故進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子均在當(dāng)時所加電壓形成的勻強(qiáng)電場中運動。當(dāng)Um40 V時，由vxv，vyt，得偏轉(zhuǎn)角的正切值tan 0.11，偏移量y tan ，得在熒光屏的豎直坐標(biāo)軸上的觀測量為2y4.4 cm。答案：(1)91 V(2)4.4 cm3解析：電子在0時間內(nèi)做勻加速運動加速度的大小a1位移x1a12在2時間內(nèi)先做勻減速運動，后反向做勻加速運動加速度的

9、大小a2初速度的大小v1a1勻減速運動階段的位移x2由題知dx1x2，解得d 答案：d 4解析：(1)為使粒子仍從b點以速度v0穿出電場，在垂直于初速度方向上，粒子的運動應(yīng)為：加速，減速，反向加速，反向減速，經(jīng)歷四個過程后，回到中心線上時，在垂直于金屬板的方向上速度正好等于零，這段時間等于一個周期，故有LnTv0，解得T粒子在T內(nèi)離開中心線的距離為ya2又a，E，解得y在運動過程中離開中心線的最大距離為ym2y粒子不撞擊金屬板，應(yīng)有ymd解得T2d故n，即n取大于等于的整數(shù)。所以粒子的周期應(yīng)滿足的條件為T，其中n取大于等于的整數(shù)。(2)粒子進(jìn)入電場的時間應(yīng)為T，T，T，故粒子進(jìn)入電場的時間為t

10、T(n1,2,3，)。答案：(1)T，其中n取大于等于的整數(shù)(2)tT(n1,2,3，)5選ABC因S處的電勢為0，故PEh，小球在初始位置P處的電勢能為PqEhq，A正確；設(shè)小球第一次與擋板碰前的速度大小為v0，由動能定理得，mghqEhmv02，設(shè)反彈后上升的高度為H，由動能定理得(mgEkq)Hmv02，由以上兩式可得Hh，因k1，故Hh，B正確，D錯誤；因EqkHEqhEqh，故C正確。6解析：(1)設(shè)帶電體到達(dá)C點時的速度為v，從A到C由動能定理得：qE(sABR)mgsABmgRmv2解得v10 m/s(2)設(shè)帶電體沿豎直軌道CD上升的最大高度為h；從C到D由動能定理得：mghqE

11、h0mv2解得h m在最高點，帶電體受到的最大靜摩擦力FfmaxqE4 N，重力Gmg2 N因為GFfmax所以帶電體最終靜止在與C點的豎直距離為 m處。答案：(1)10 m/s(2)離C點的豎直距離為 m處7解析：(1)tan 30E(2)當(dāng)小球移到D點后，讓小球由靜止自由釋放，小球先做勻加速直線運動，運動到輕繩與豎直方向成30時繩繃直，與OA關(guān)于OC對稱，設(shè)此時速度為vBagvB22al繩繃直后，垂直繩方向速度vBXvBcos 30，沿繩方向速度變?yōu)?到達(dá)A點時切向加速度為0，速度達(dá)到最大值mvBX2qElmvA2解得vA 輕繩中張力FmgF向心解得Fmg答案：(1)(2) mg8解析：(

12、1)設(shè)小滑塊到達(dá)Q點時速度為v，由牛頓第二定律得mgqEm小滑塊從開始運動至到達(dá)Q點過程中，由動能定理得mg2RqE2R(mgqE)smv2mv02聯(lián)立方程組，解得：v07 m/s(2)設(shè)小滑塊到達(dá)P點時速度為v，則從開始運動至到達(dá)P點過程中，由動能定理得(mgqE)R(qEmg)smv2mv02又在P點時，由牛頓第二定律得Nm代入數(shù)據(jù)，解得：N0.6 N由牛頓第三定律得，小滑塊對軌道的壓力NN0.6 N答案：(1)7 m/s(2)0.6 N9解析：(1)電場力對物體所做的總功W電nEqdnmgd摩擦力對物體所做的總功Wfnmgd(2)W電Wfmv2v物體在第2n個電場中，電場力豎直向上等于豎直向下的重力，所以物體勻速運動t (3)若將物體在水平向右的加速電場中的運動連起來，物體的運動可以看作初速度為0的勻加速直線運動，ndt2ndt2t 答案：(1)nmgdnmgd(2) (3)