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2019-2020年高考物理高考與模擬題分類解析 專題23 帶電粒子在電場中的運動 一、xx高考題 1. （xx廣東理綜物理）圖5是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強電場后，分落在收集板中央的兩側(cè)，對礦粉分離的過程，下列表述正確的有 A.帶正電的礦粉落在右側(cè) B.電場力對礦粉做正功 C.帶負電的礦粉電勢能變大 D.帶正電的礦粉電勢能變小 2. (xx天津理綜)兩個固定的等量異號點電荷所產(chǎn)生電場的等勢面如圖中虛線所示，一帶負電的粒子以某一速度從圖中A點沿圖示方向進入電場在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場中 A．做直線運動，電勢能先變小后變大 B．做直線運動，電勢能先變大后變小 C．做曲線運動，電勢能先變小后變大 D．做曲線運動，電勢能先變大后變小 3（xx四川理綜）如圖所示，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，AB段光滑水平，BC段為光滑圓弧，對應的圓心角θ=37，半徑r=2.5m，CD段平直傾斜且粗糙，各段軌道均平滑連接，傾斜軌道所在區(qū)域有場強大小為E=2105N/C、方向垂直于斜軌向下的勻強電場。質(zhì)量m=510-2kg、電荷量q=+110-6C的小物體（視為質(zhì)點）被彈簧槍發(fā)射后，沿水平軌道向左滑行，在C點以速度v0=3m/s沖上斜軌。以小物體通過C點時為計時起點，0.1s以后，場強大小不變，方向反向。已知斜軌與小物體間的動摩擦因數(shù)μ=0.25。設(shè)小物體的電荷量保持不變，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。 （1）求彈簧槍對小物體所做的功； （2）在斜軌上小物體能到達的最高點為P，示CP的長度。 相關(guān)知識。 二、xx模擬題 1. （xx年3月山東威海一模）一帶負電的點電荷僅在電場力作用下由a點運動到b點的v-t圖象如圖所示，其中ta和tb是電荷運動到電場中a、b兩點的時刻.下列說法正確的是 A.該電荷由a點運動到b點，電場力做負功 B. a點處的電場線比b點處的電場線密 C. a、b兩點電勢的關(guān)系為＜ D.該電荷一定做曲線運動 2．（xx年3月東北四校一模）如圖所示，質(zhì)量為m、半徑為R的圓形光滑絕緣軌道放在水平地面上固定的M、N兩豎直墻壁間，圓形軌道與墻壁間摩擦忽略不計，在軌道所在平面加一豎直向上的場強為E的勻強電場。P、Q兩點分別為軌道的最低點和最高點，在p點有一質(zhì)量為m，電量為q的帶正電的小球，現(xiàn)給小球一初速度v0，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，不計空氣阻力，重力加速度為g，則有關(guān)下列說法正確的是 A．小球通過P點時對軌道一定有壓力 B．小球通過P點時的速率一定大于通過Q點時的速率 C．從P到Q點的過程中，小球的機械能一定增加 D．若mg> qE，要使小球能通過Q點且保證圓形軌道不脫離地面，速度v0應滿足的關(guān)系是：≤v0<。 3．（xx年3月山東省淄博市一模）在光滑絕緣水平面的P點正上方O點固定了一電荷量為+Q的正點電荷，在水平面上的N點，由靜止釋放質(zhì)量為m，電荷量為-q的負檢驗電荷，該檢驗電荷經(jīng)過P點時速度為v，圖中θ=60，規(guī)定電場中P點的電勢為零。則在+Q形成的電場中 A．N點電勢高于P點電勢 B．N點電勢為 C．P點電場強度大小是N點的2倍 D．檢驗電荷在N點具有的電勢能為 點電荷電場強度公式，P點電場強度大小是N點的4倍，選項C錯誤。 4. （xx年3月江西省六校聯(lián)考）真空中，兩個相距L的固定點電荷E、F所帶電荷量分別為QE和QF，在它們共同形成的電場中，有一條電場線如圖中實線所示，實線上的箭頭表示電場線的方向。電場線上標出了M、N兩點，其中N點的切線與EF連線平行，且∠NEF>∠NFE。則（ ） A．E帶正電，F(xiàn)帶負電，且QE﹥QF B．在M點由靜止釋放一帶正電的檢驗電荷，檢驗電荷將沿電場線運動到N點 C．過N點的等勢面與過N點的切線垂直 D．負檢驗電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能 5. （xx年3月福州質(zhì)檢）電場中某三條等勢線如圖實線a、b、c所示。一電子僅在電場力作用下沿直線從P運動到Q，已知電勢φa>φb>φc，這一過程電子運動的v-t圖象可能是下列各圖中的 6．（xx江西重點中學聯(lián)盟第一次聯(lián)考）如圖所示，長為L、傾角為θ=30的光滑絕緣斜面處于電場中，一帶電量為+q，質(zhì)量為m的小球，以初速度v0由斜面底端的A點開始沿斜面上滑，到達斜面頂端的速度仍為v0，則( ) θ A B C v0 A．小球在B點的電勢能一定大于小球在A點的電勢能 B．A、B兩點的電勢差一定為 C．若電場是勻強電場，則該電場的場強的最大值一定是 D．若該電場是AC邊中垂線上某點的點電荷Q產(chǎn)生的，則Q一定是正電荷 7（11分）（xx年2月福建晉江四校第二次聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為+q的微粒在O點以初速度v0與水平方向成q 角射出，微粒在運動中受阻力大小恒定為f。 ① 如果在某方向加上一定大小的勻強電場后，能保證微粒仍沿v0方向做直線運動，試求所加勻強電場的最小值的大小與方向。 ② 若加上大小一定，方向水平向左的勻強電場，仍能保證微粒沿vo方向做直線運動，并經(jīng)過一段時間后又返回O點，求微?；氐絆點時的速率。 8．（12分）（xx廣東中山期末）如圖，A、B兩點所在的圓半徑分別為r1和r2，這兩個圓為同心圓，圓心處有一帶正電為+Q的點電荷，內(nèi)外圓間的電勢差為U。一電子僅在電場力作用下由A運動到B，電子經(jīng)過B點時速度為v。若電子質(zhì)量為m，帶電量為e。求： + v0 r1 r2 A B +Q v （1）電子經(jīng)過B點時的加速度大小。 （2）電子在A點時的速度大小v0。 9.(16分）（xx云南名校聯(lián)考）直流電源的路端電壓U=182 V。金屬板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。它們分別和變阻器上的觸點a、b、c、d連接。變阻器上ab、bc、cd段電阻之比為1∶2∶3?？譕1正對B和E，孔O2正對D和G。邊緣F、H正對。一個電子以初速度v0=4106 m/s沿AB方向從A點進入電場，恰好穿過孔O1和O2后，從H點離開電場。金屬板間的距離L1=2 cm，L2=4 cm，L3=6 cm。電子質(zhì)量me=9.110-31 kg，電量q=1.610-19 C。正對兩平行板間可視為勻強電場，求： （1）各相對兩板間的電場強度。 （2）電子離開H點時的動能。 （3）四塊金屬板的總長度（AB+CD+EF+GH）。 10、（14分）（xx年2月河北省衡水中學下學期一調(diào)考試）粗糙絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，且沿x軸方向的電勢j與坐標值x的關(guān)系如下表格所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 φ/105v 9.00 4.50 3.00 2.25 1.80 1. 50 1.29 1.13 1.00 根據(jù)上述表格中的數(shù)據(jù)可作出如右的j—x圖像。現(xiàn)有一質(zhì)量為0.10kg，電荷量為1.010-7C帶正電荷的滑塊（可視作質(zhì)點），其與水平面的動摩擦因數(shù)為0.20。問： （1）由數(shù)據(jù)表格和圖像給出的信息，寫出沿x軸的電勢j與x的函數(shù)關(guān)系表達式。 （2）若將滑塊無初速地放在x=0.10m處，則滑塊最終停止在何處？ （3）在上述第（2）問的整個運動過程中，它的加速度如何變化？當它位于x=0.15m時它的加速度多大？（電場中某點場強為j—x圖線上某點對應的斜率） （4）若滑塊從x=0.60m處以初速度v0沿-x方向運動，要使滑塊恰能回到出發(fā)點，其初速度v0應為多大？ 可解得x2=0.225m（舍去x2=0.1m）。 （2分） 11．（19分）（xx年2月重慶八中檢測）如圖所示，兩平行金屬板A、B長L=8cm，兩板間距離d=8cm，A板比B板電勢高300V，一不計重力的帶正電的粒子電荷量q＝10-10C，質(zhì)量m＝10-20kg，沿電場中心線RD垂直電場線飛入電場，初速度υ0＝2106m/s，粒子飛出平行板電場后可進入界面MN、PS間的無電場區(qū)域。已知兩界面MN、PS相距為12cm，D是中心線RD與界面PS的交點。 求:（1）粒子穿過界面MN時偏離中心線RD的距離以及速度大?。? （2）粒子到達PS界面時離D點的距離為多少？ （3）設(shè)O為RD延長線上的某一點，我們可以在O點固定一負點電荷，使粒子恰好可以繞O點做勻速圓周運動，求在O點固定的負點電荷的電量為多少？（靜電力常數(shù)k = 9．0109Nm2/C2，保留兩位有效數(shù)字） 12. (15分) （xx南京四校聯(lián)考） 如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷，電荷量分別為＋Q和－Q，A、B相距為2d。MN是豎直放置的光滑絕緣細桿，另有一個穿過細桿的帶電小球p，質(zhì)量為m、電荷量為+q（可視為點電荷，不影響電場的分布。），現(xiàn)將小球p從與點電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球p向下運動到距C點距離為d的O點時，速度為v。已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g。求： （1）C、O間的電勢差UCO； （2）O點處的電場強度E的大小及小球p經(jīng)過O點時的加速度；（3）小球p經(jīng)過與點電荷B等高的D點時的速度。 13、（16分）（xx上海崇明期末）已知真空中電量為Q的點電荷電場中，若取無窮遠為零電勢點，則離電荷距離為r的某點的電勢表達式為（k為靜電力常數(shù)）。如圖所示，帶正電的甲球固定在足夠大的光滑絕緣水平面上的A點，其帶電量為Q；質(zhì)量為m、帶正電的乙球在水平面上的B點由靜止釋放，其帶電量為q；A、B兩點間的距離為l0。釋放后的乙球除受到甲球的靜電力作用外，還受到一個大小為、方向指向甲球的恒力作用，兩球均可視為點電荷。求： （1）乙球在釋放瞬間的加速度大?。? （2）乙球的速度最大時兩個電荷間的距離； （3）乙球運動的最大速度vm為多少？ （4）乙球運動過程中，離開甲球的最大距離和最小距離是多少？ 14.（xx年3月安徽省“江南十?！备呷?lián)考）如圖所示，光滑水平軌道與半徑為R的光滑豎直半圓軌道在B點平滑連接。在過圓心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的勻強電場?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m，電量為+q的小球從水平軌道上A點由靜止釋放，小球運動到C點離開圓軌道后，經(jīng)界面MN上的P點進入電場（P點恰好在A點的正上方，如圖。小球可視為質(zhì)點，小球運動到C點之前電量保持不變，經(jīng)過C點后電量立即變?yōu)榱悖?。已知A、B間距離為2R，重力加速度為g。在上述運動過程中，求： （1）電場強度E的大??； （2）小球在圓軌道上運動時最大速率； （3）小球?qū)A軌道的最大壓力的大小。 15．（12分）（xx年海南瓊海一模）如圖所示，在光滑絕緣水平面上B點的正上方O處固定一個質(zhì)點，在水平面上的A點放另一個質(zhì)點，兩個質(zhì)點的質(zhì)量均為m，帶電量均為+Q 。C為AB直線上的另一點（O、A、B、C位于同一豎直平面上），AO間的距離為L，AB和BC間的距離均為，在空間加一個水平方向的勻強電場后A處的質(zhì)點處于靜止。試問： （1）該勻強電場的場強多大？其方向如何？ （2）給A處的質(zhì)點一個指向C點的初速度，該質(zhì)點到達B點時所受的電場力多大？ （3）若初速度大小為v0，質(zhì)點到達C點時的加速度和速度分別多大？ 16.（16分）（xx年3月江蘇省蘇北四星級高中聯(lián)考）靜電場方向平行于x軸，其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線，圖中φ0和d為已知量。一個帶負電的粒子在電場中以x = 0為中心，沿x軸方向做周期性運動。已知該粒子質(zhì)量為m、電量為 -q，其動能與電勢能之和為－A（0 < A < qφ0）。忽略重力。求： （1）粒子所受電場力的大??； （2）粒子的運動區(qū)間； （3）粒子的運動周期。