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1、高二物理带电粒子在电场中的运动练习题上教考资源网 助您教考无忧 高二物理 带电粒子在电场中的运动练习题 一、选择题： 1如图1所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示。则 Aa一定带正电，b一定带负电 Ba的速度将减小，b的速度将增加 Ca的加速度将减小，b的加速度将增加 第1题图 D两个粒子的电势能一个增加一个减小 2如右图所示，三个质量相同，带电荷量分别为+q、-q和0的小液滴a、b、c，从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，则在穿过极板的过程中 A电场力对液滴a、b做的功相同 B三者动能的增量相同 C液滴a电势
2、能的增加量等于液滴b电势能的减少量 D重力对三者做的功相同 3.一带电小球M固定在光滑水平绝缘桌面上，在桌面内的另一处放置另一带电小N,现给N一个在桌面内沿垂直MN连线方向的速度v0则 A.若M, N为同种电荷，N球的谏度越来越小 B.若M, N为同种电荷，N球的加速度越来越小 C.若M, N为异种电荷，N球的速度越来越大 D.若M, N为异种电荷，N球的加速度越来越大 4如图所示，空间的虚线框内有匀强电场，AA、BB、CC 是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离为0.5cm，其中 BB为零势能面。一个质量为m，带电量为+q的粒子沿AA方 向以初动能EK自图中的P点进入电场，刚好从C点离开电
3、场。已知PA=2cm。粒子的重力忽略不计。下列说法中正确的是( ) A该粒子到达C点时的动能是2EK B该粒子通过等势面BB时的动能是1.25EK C该粒子在P点时的电势能是EK D该粒子到达C点时的电势能是0.5EK 5如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d，电容为C，上板B接地。现有大量质量均为m、带电量均为q的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点。如果能落到A板的油滴仅有N滴，且第Nl滴油滴刚好能飞离电场，假定落到A板的油滴的电量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g，则( )
4、 第4题图 版权所有中国教育考试资源网 上教考资源网 助您教考无忧 6.质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v0水平抛出。在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔、竖直高度相等，电场区水平方向无限长，已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直向上，不计空气阻力，下列说法正确的是 A小球在水平方向一直作匀速直线运动 B若场强大小等于mg/q，则小球经过每一电场区的时间均相同 C若场强大小等于2mg/q，则小球经过每一无电场区的时间均相同 D无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相同 E E v0 第一无电场第一电场区 第二无电场第二
5、电场区 7.一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，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-U,油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是 A.2v、向下 B2v、向上 C. 3v、向下 D. 3v、向上 8.宇航员在探测某星球时发现:该星球带负电，而且带电均匀；该星球表面没有大气；在一次实验中，宇航员将一个带电小球(其带电量远远小于星球电量)置于离星球表面某一高度处无初速释放，恰好处于悬浮状态.如果选距星球表面无穷远处的电势为零，
6、则根据以上信息可以推断 A.小球一定带正电 B.小球的电势能一定小于零 C.只改变小球的电量，从原高度无初速释放后，小球仍处于悬浮状态 D.只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍处于悬浮状态 9.长度均为L的平行金属板AB相距为d，接通电源后，在两板之间形成匀强磁场.在A板的中间有一个小孔K，一个带+q的粒子P由A板上方高h处的O点自由下落，从K孔中进入电场并打在B板上K点处.当P粒子进入电场时，另一个与P相同的粒子Q恰好从两板间距B板d处的O点水平飞人，而且恰好与P粒子同时打在K处.如果粒子进入电场后，所受的重2版权所有中国教育考试资源网 上教考资源网 助您教考无忧 2力和粒子间的
7、作用力均可忽略不计，判断以下正确的说法是 A.P粒子进入电场时速度的平方满足v=场力产生的加速度大小) B.将P、Q粒子电量均增为2q，其它条件不变，P、Q粒子同时进入电场后，仍能同时打在K点 da(a为粒子在电场中所受电4P O h K d K A U B dC.保持P、Q原来的电量不变，将O点和O点均向上移动相同的距离4Q O d； 2且使P、Q同时进入电场，则P粒子将先击中K点 D.其它条件不变，将Q粒子进入电场时的初速度变为原来的2倍，将电源电压也增加为原来的2倍，P、Q同时进入电场，仍能同时打在K点 二、计算题： 10.质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5104C的小滑块(可视为
8、质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端，木板放在光滑水平面上，滑块与木板之间的动摩擦因数为=0.2，木板长L=1.5m，开始时两者都处于静止状态，所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0104N/C的匀强电场，如图所示.取g=10m/s2，试求: (1)用水平力F0拉小滑块，要使小滑块与木板以相同的速度一起运动，力F0应满足什么条件？ (2)用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动，在1.0s末使滑块从木板右端滑出，力F应为多大？ (3)按第(2)问的力F作用，在小滑块刚刚从木板右端滑出时，系统的内能增加了多少？(设m与M之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等，滑块在运动中带
9、电量不变) 11.如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷.a、b是AB连线上两点，其中Aa=Bb=L E m F M L,O为AB连线的中点.一质量为m带电量为+q的小滑块(可4视为质点)以初动能E0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍(n1)，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求： (1)小滑块与水平面间的动摩擦因数. A EO a 版权所有O 中国教育考试资源网b B 上教考资源网 助您教考无忧 (2)Ob两点间的电势差Uob. (3)小滑块运动的总路程S. 12.如图所示，一矩形绝缘木板放在光滑水平面上
10、，另一质量为m、带电量为q的小物块沿木板上表面以某一初速度从A端沿水平方向滑入，木板周围空间存在足够大、方向竖直向下的匀强电场已知物块与木板间有摩擦，物块沿木板运动到B端恰好相对静止若将匀强电场的方向改为竖直向上，大小不变，且物块仍以原初速度沿木板上表面从A端滑入，结果物块运动到木板中点时相对静止求： 物块所带电荷的性质 匀强电场场强的大小 13下图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电，b种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b两种颗
11、粒分别落到水平传送带A、B上。 已知两板间距d=0.1m，板的长度l=0.5m，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1105C/kg。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度g取10m/s2。 版权所有中国教育考试资源网 上教考资源网 助您教考无忧 左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？ 若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H=0.3m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？ 设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半。写出颗粒第n
12、次碰撞反弹高度的表达式。并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于0.01m。 14如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II，两电场的边界均是边长为L的正方形。 在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域的位置。 在电场I区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置。 若将左侧电场II整体水平向右移动L/n，仍使电子从ABCD区域左下角D处离开，求在电场I区域内由静止释放电子的所有位置。 版权所有中国教育考试资源网 上教考资源网 助您教考无忧 参考答案
13、： 1C 2AD 3B 4A 5BCD 6AC 7C 8D 9A 10解:(1)当拉力F0作用于滑块m上，木板能够产生的最大加速度 为:aM=m(mg+qE)M=2.0m/s2 为使滑块与木板共同运动，滑块最大加速度amaM 对于滑块有:F0-m(mg+qE)=mam F0=m(mg+qE)+mam=6.0N 即为使滑块与木板之间无相对滑动，力F0不应超过6.0N. (2)设滑块相对于水平面的加速度为a1，木板的加速度为a2，由运动学关系可知: s1=121a1t ， s2=a2t2，s1-s2=L 22滑动过程中木板的加速度a2=2.0m/s2 ，则可得滑块运动的加速度a1=5.0m/s2
14、对滑块:F=m(mg+qE)+ma1=9.0N (3)在将小滑块从木板右端拉出的过程中，相同的内能增加了:Q=m(mg+qE)L=6.0J 11解：(1)由Aa=Bb=L,O为AB连线的中点得：a、b关于O点对称，则 Uab=0 4设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f，对于滑块从ab过程，由动能定理得： qUab-f 对于滑块从Ob过程，由动能定理得： 2E0L =0-E0 而f=mg 由式得：m=mgL2qUOb-f(2n-1)E0L =0-nE0 由式得：UOb=-2q4(3)对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程，由动能定理得： qUaO-fs=0-E0 而UaO=-UOb=由式
15、得：S=(2n-1)E0 2q2n+1L 412解：电场方向改为竖直向上后，物块相对木板运动的位移变小，说明摩擦力变大，它们之间的压力变大了，物块所受的电场力向下，所以物块带负电 版权所有中国教育考试资源网 上教考资源网 助您教考无忧 设匀强电场的场强大小为E，木板质量为M、长度为L，物块的初速度为v0，物块和木板共同速度为v 当电场方向向下时：由物块在竖直方向受力平衡得：N1+qE = mg 由物块与木板组成的系统动量守恒得：mv0 = (M + m)v (可以用牛顿定律和运动学公式解) 1122由系统能量守恒得：N1L = mv0- (m+M)v 22当电场方向向上时：由物块在竖直方向受力
16、平衡得： qE+mg = N2 由物块与木板组成的系统动量守恒得：mv0 = (M + m)v (可以用牛顿定律和运动学公式解) 111mg22由系统能量守恒得：N2 L = mv0- (m+M)v 解得：E = 3q22213解：左板带负电荷，右板带正电荷。依题意，颗粒在平行板间的竖直方向上满足 l=12gt 2gmd2d1Uq2=1104V 在水平方向上满足 s=t 两式联立得 U=2lq22dm根据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足 解得 v=11Uq+mg(l+H)=mv2 22Uq+2g(l+H)4m/s m在竖直方向颗粒作自由落体运动，它第一次落到水平传送带上沿竖直方向的速度 v1
17、=2g(l+H)=4m/s。反弹高度h1=(0.5vy)22g21vy= 42g根据题设条件，颗粒第n次反弹后上升的高度 21nvy1hn=n0.8m 当n=4时，hn0.01m 42g414解：设电子的质量为m，电量为e，电子在电场I中做匀加速直线运动，出区域I时的为v0，此后电场II做类平抛运动，假设电子从CD边射出，出射点纵坐标为y，有 212eEL=mv0 2L11eEL(-y)=at2= 222mv0版权所有中国教育考试资源网 上教考资源网 助您教考无忧 解得 y11L，所以原假设成立，即电子离开ABCD区域的位置坐标为 44设释放点在电场区域I中，其坐标为，在电场I中电子被加速到v1，然后进入电场II做类平抛运动，并从D点离开，有 21eEx=mv12 211eELy=at2= 22mv1L2解得 xy，即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置。 4设电子从点释放，在电场I中加速到v2，进入电场II后做类平抛运动，在高度为y处离开电场II时的情景与中类似，然后电子做匀速直线运动，经过D点，则有212 eEx=mv22解得 xy=L 2eELL11eELv=at=y=vy-y=at2= ， yymv2nv222mv211+，即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置 2n4版权所有中国教育考试资源网
