電場的性質(zhì)及帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 滿分：100分時(shí)間：60分鐘一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題5分，共25分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)1(2020·姜堰市模擬)如圖所示，真空中ab、cd是圓O的兩條直徑，在a、b兩點(diǎn)分別固定電荷量Q和Q的點(diǎn)電荷，下列說法中正確的是()Ac、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，電勢相同Bc、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不同，電勢相同C直徑ab上O點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大，電勢為零D一負(fù)電荷在c點(diǎn)的電勢能小于它在d點(diǎn)的電勢能2真空中有一豎直向上的勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)大小為E，電場中的A、B兩點(diǎn)固定著兩個(gè)等量異號(hào)點(diǎn)電荷Q、Q，A、B兩點(diǎn)的連線水平，O為其連線的中點(diǎn)，c、d是兩點(diǎn)電荷連線垂直平分線上的兩點(diǎn)，OcOd，a、b兩點(diǎn)在兩點(diǎn)電荷的連線上，且與c、d兩點(diǎn)的連線恰好形成一個(gè)菱形，則下列說法中正確的是()Aa、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同Bc、d兩點(diǎn)的電勢相同C將電子從a點(diǎn)移到c點(diǎn)的過程中，電場力對(duì)電子做正功D質(zhì)子在O點(diǎn)時(shí)的電勢能小于其在b點(diǎn)時(shí)的電勢能3如圖所示，一帶電粒子從小孔A以一定的初速度射入平行板P和Q之間的真空區(qū)域，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在Q板上如圖所示的位置。在其他條件不變的情況下要使該粒子能從Q板上的小孔B射出，下列操作中可能實(shí)現(xiàn)的是(不計(jì)粒子重力)()A保持開關(guān)S閉合，適當(dāng)上移P極板B保持開關(guān)S閉合，適當(dāng)左移P極板C先斷開開關(guān)S，再適當(dāng)上移P極板D先斷開開關(guān)S，再適當(dāng)左移P極板4如圖甲所示，兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2固定在x軸上的兩點(diǎn)，其中Q1位于原點(diǎn)O，a、b是它們的連線延長線上的兩點(diǎn)?，F(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)(粒子只受電場力作用)，設(shè)粒子經(jīng)過a、b兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為va、vb，其速度隨坐標(biāo)x變化的圖象如圖乙所示，則以下判斷正確的是()A粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電場力先做負(fù)功，后做正功BQ2帶負(fù)電且Ca點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高D粒子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的電勢能大5用輕繩拴著一質(zhì)量為m、帶正電的小球在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，豎直面內(nèi)加有豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，如圖甲所示，不計(jì)一切阻力，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek與繩中張力F間的關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則()A小球所帶電荷量為B輕繩的長度為C小球在最高點(diǎn)的最小速度為D小球在最低點(diǎn)的最小速度為二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題7分，共計(jì)35分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意。全部選對(duì)的得7分，選對(duì)但不全的得4分，錯(cuò)選或不答的得0分。)6(2020·無錫一模)一個(gè)正點(diǎn)電荷Q靜止在正方形的一個(gè)角上，另一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)射入該區(qū)域時(shí)，只在電場力作用下恰好能經(jīng)過正方形的另外三個(gè)角a、b、c，如圖所示，則有()Aa、b、c三點(diǎn)電勢高低及場強(qiáng)大小的關(guān)系是acb，EaEc2EbB質(zhì)點(diǎn)由a到b電勢能增加，由b到c電場力做正功，在b點(diǎn)動(dòng)能最小C質(zhì)點(diǎn)在a、b、c三處的加速度大小之比是121D若改變帶電質(zhì)點(diǎn)在a處的速度大小和方向，有可能使其經(jīng)過a、b、c三點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)7空間內(nèi)有高度為d、寬度足夠?qū)?、方向水平向左的勻?qiáng)電場。當(dāng)在該空間內(nèi)建立如圖所示的坐標(biāo)系后，在x軸上的P點(diǎn)沿y軸正方向連續(xù)射入質(zhì)量和電荷量均相同、且?guī)щ娦再|(zhì)也相同的帶電粒子(粒子重力不計(jì))，由于粒子的入射速率v(v0)不同，有的粒子將在電場中直接通過y軸，有的將穿出電場后再通過y軸。設(shè)粒子通過y軸時(shí)，離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為h，從P到y(tǒng)軸所需的時(shí)間為t，則()A由題設(shè)條件可以判斷出粒子的帶電性質(zhì)B對(duì)hd的粒子，h越大，t越大C對(duì)hd的粒子，在時(shí)間t內(nèi)，電場力對(duì)粒子做的功不相等Dh越大的粒子，進(jìn)入電場時(shí)的速率v也越大8如圖所示，斜面AB和水平面BC是由相同絕緣材料組成的，在A處由靜止釋放一質(zhì)量為m的小滑塊，滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度為v1(v10)，最大水平位移為s1；現(xiàn)給小滑塊帶上正電荷，并在空間施加豎直向下的勻強(qiáng)電場，仍在A處由靜止釋放滑塊，它運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度為v2，最大水平位移為s2，忽略在B點(diǎn)因碰撞而損失的能量，水平面足夠長，以下判斷正確的是()Av1>v2 Bv1<v2Cs1>s2 Ds1s29(2020·江蘇常州一模)如圖所示，三根絕緣輕桿構(gòu)成一個(gè)等邊三角形，三個(gè)頂點(diǎn)上分別固定A、B、C三個(gè)帶正電的小球。小球質(zhì)量分別為m、2m、3m，所帶電荷量分別為q、2q、3q。CB邊處于水平面上，ABC處于豎直面內(nèi)，整個(gè)裝置都處于方向與CB邊平行向右的勻強(qiáng)電場中?，F(xiàn)讓該裝置繞過中心O并與三角形平面垂直的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過120°角，則A、B、C三個(gè)球所構(gòu)成的系統(tǒng)的()A電勢能不變 B電勢能減小C重力勢能減小 D重力勢能增大10(2020·江蘇蘇北四市一模)如圖甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的板長和板間距離相等，板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變化的電場，電場方向與兩板垂直，不計(jì)重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場方向源源不斷地射入電場，粒子射入電場時(shí)的初動(dòng)能均為Ek0。已知t0時(shí)刻射入電場的粒子剛好沿上板右邊緣垂直電場方向射出電場。則()A所有粒子都不會(huì)打到兩極板上B所有粒子最終都垂直電場方向射出電場C運(yùn)動(dòng)過程中所有粒子的最大動(dòng)能不可能超過2Ek0D只有tn(n0，1，2)時(shí)刻射入電場的粒子才能垂直電場方向射出電場三、計(jì)算題(本題共2小題，共計(jì)40分。解答時(shí)寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分。)11(20分)真空中豎直平面內(nèi)存在范圍足夠大、方向水平向右的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)于電場中的A點(diǎn)以初動(dòng)能Ek04 J豎直向上拋出一質(zhì)量m0.5 kg的帶電小球，運(yùn)動(dòng)中小球所帶電荷量不變，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B時(shí)其動(dòng)能為Ek14 J，最后小球擊中與拋出點(diǎn)在同一水平高度處的C點(diǎn)，如圖所示，取g10 m/s2，求：(1)小球所受電場力的大??；(2)小球在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大??；(3)小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最小速度。12(20分)如圖所示，x軸上方有寬為L、方向水平向右的勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為m(重力不計(jì))、帶電荷量為q(q>0)的粒子從y軸上的A點(diǎn)以初速度v0沿y軸負(fù)方向射入電場，粒子從x軸上的B點(diǎn)沿與x軸正方向成37°角的方向射出電場，并打在x軸下方的接收屏上C點(diǎn)(沒畫出)，已知粒子從B到C的運(yùn)行時(shí)間與粒子在電場中的運(yùn)行時(shí)間相同，sin 37°0.6，cos 37°0.8。(1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大??；(2)求粒子接收屏上C點(diǎn)到y(tǒng)軸的水平距離；(3)若粒子是質(zhì)量為m、帶電荷量為q的液滴，重力加速度為g，若要求液滴也能通過B點(diǎn)，則液滴的初速度應(yīng)為多少？