浙江省2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第6章(靜電場)第4講 電粒子在電場中的運動(二)練習(xí)(含解析).doc
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第6章(靜電場) 李仕才 題組1 示波管類問題 1.示波器可以顯示待測電壓的變化波形和測定恒定電壓,其核心部件示波管如圖(1)所示,它由電子槍、豎直偏轉(zhuǎn)電極YY′、水平偏轉(zhuǎn)電極XX′和熒光屏組成.電子槍發(fā)射的電子打在熒光屏上將出現(xiàn)亮點,不在偏轉(zhuǎn)電極上加任何電壓時,亮點在熒光屏中心.若亮點很快移動,由于視覺暫留關(guān)系,能在熒光屏看到一條亮線.下列操作與觀察結(jié)果對應(yīng)的是( ) A.如果只在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上如圖(2)所示的電壓,應(yīng)觀察到圖(a)所示的亮線 B.如果只在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖(3)所示的電壓,應(yīng)觀察到如圖(b)所示的亮線 C.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上圖(2)所示的電壓,同時在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖(3)所示的電壓,應(yīng)觀察到如圖(c)所示的亮線 D.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上圖(2)所示的電壓,同時在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖(3)所示的電壓,應(yīng)觀察到如圖(d)所示的亮線 解析:根據(jù)電子在平行金屬板間的偏轉(zhuǎn),如果只在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上如圖(2)所示的電壓,電子從熒光屏中心O開始向X正方向偏轉(zhuǎn),打成一條水平亮線,如圖(e),A錯;如果只在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖(3)所示的電壓,則前半個周期在Y正方向的一個確定的距離出現(xiàn)一個亮點A,后半個周期在Y的負方向出現(xiàn)一個亮點B,由y=at2=可知,B到屏中心的距離是A的一半,如圖(f),B錯;如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上圖(2)所示的電壓,同時在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上圖(3)所示的電壓,就會將圖(f)中的亮點按時間順序向X正方向拉開成直線,如圖(c)所示,C正確、D錯誤. 答案:C 題組2 用動力學(xué)和功能觀點處理帶電體在復(fù)合場中的運動問題 2. 如圖所示,在絕緣粗糙平面上方存在著足夠大的水平向右的勻強電場,帶正電的小金屬塊以一定初速度v從A點開始沿水平面向左做直線運動,經(jīng)L長度到達B點,速度變?yōu)榱悖诉^程中,金屬塊損失的動能有轉(zhuǎn)化為電勢能.金屬塊繼續(xù)運動到某點C(圖中未標(biāo)出)時的動能和A點時的動能相同,則金屬塊從A開始運動到C整個過程中經(jīng)過的總路程為( ) A.1.5L B.2L C.3L D.4L 解析:根據(jù)題述,小金屬塊從A運動到B,克服摩擦力做功Wf=Ek=FfL,克服電場力做功WE=Ek=qEL.設(shè)小金屬塊從B運動到C經(jīng)過的路程為s,由動能定理得qEs-Ffs=Ek,解得s=3L.金屬塊從A開始運動到C整個過程中經(jīng)過的總路程為L+s=4L,選項D正確. 答案:D 3. (多選)如圖所示,豎直平面內(nèi)有一固定的光滑橢圓大環(huán),其長軸長BD=4L、短軸長AC=2L.勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在大環(huán)的中心O,下端連接一個質(zhì)量為m、電荷量為q、可視為質(zhì)點的小環(huán),小環(huán)剛好套在大環(huán)上且與大環(huán)及彈簧絕緣,整個裝置處在水平向右的勻強電場中.將小環(huán)從A點由靜止釋放,小環(huán)運動到B點時速度恰好為0.已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等.則( ) A.小環(huán)從A點運動到B點的過程中,彈簧的彈性勢能一直增大 B.小環(huán)從A點運動到B點的過程中,小環(huán)的電勢能一直減小 C.電場強度的大小E= D.小環(huán)在A點時受到大環(huán)對它的彈力大小F=mg+kL 解析:小環(huán)在A點時彈簧處于壓縮狀態(tài),在B點時彈簧處于伸長狀態(tài),因此小環(huán)由A到B,彈簧的彈性勢能先減小后增大,選項A錯誤.小環(huán)受向右的電場力,小環(huán)由A到B,電場力做正功,電勢能減小,選項B正確. 小環(huán)從A到B,由動能定理得: qE2L-mgL=0 所以E=.選項C錯誤. 設(shè)彈簧原長為L0,則得L0-L=2L-L0,得L0=.在A點,大環(huán)對小環(huán)的作用力F=mg+k(L0-L)=mg+,選項D正確. 答案:BD 4. (2014江西八校聯(lián)考)如圖所示,小車質(zhì)量M=8 kg,帶電量q=+310-2 C,置于光滑水平面上,水平面上方有方向水平向右的勻強電場,場強大小E=2102 N/C,當(dāng)小車向右的速度v=3 m/s時,將一個不帶電、可視為質(zhì)點的絕緣物塊輕放在小車的右端,物塊質(zhì)量m=1 kg,物塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,小車足夠長,g取10 m/s2.求: (1)物塊在小車上滑動過程中系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能; (2)從物塊放上小車后5 s內(nèi)小車電勢能的增量. 解析:(1)對物塊:a1==μg=2 m/s2 對小車:a2==0.5 m/s2 設(shè)經(jīng)過時間t0物塊和小車速度相等; a1t0=v+a2t0,t0=2 s v1=a1t0=4 m/s,x1=t0=4 m,x2=t0=7 m Q=μmg(x2-x1)=6 J (2)當(dāng)物塊與小車相對靜止時,它們的加速度為 a== m/s2 2 s~5 s,小車又發(fā)生的位移: x3=v1(t-t0)+a(t-t0)2=15 m 從物塊放上小車后5 s內(nèi)電場力對小車做的功W=Eq(x2+x3)=132 J 電勢能的增量:ΔEp=-W=-132 J 答案:(1)6 J (2)-132 J 題組3 用等效法處理帶電體在復(fù)合場中的運動問題 5. (多選)在水平界面MN的下方存在勻強電場,絕緣光滑桿AB與水平面成45角,帶電小球從桿上A點由靜止滑下,進入電場后恰好做勻速運動,并從B端離開桿AB,之后又經(jīng)過B點正下方距B為h的C點.設(shè)小球在桿上滑動時電荷量不變.那么( ) A.場強方向一定沿水平方向 B.小球離開B端后的運動軌跡為拋物線 C.若場強方向沿水平方向,則小球從B到C的時間為 D.小球經(jīng)過C點時速度方向與豎直方向成22.5角 解析: 小球進入電場后在桿上做勻速運動,合力為零;過B點脫離桿后又能經(jīng)過B點正下方的C點,B點速度與BC成45角沿AB向下,表明小球運動軌跡為曲線,合力與ABC同平面指向BC右側(cè),設(shè)為F,則當(dāng)小球在桿上運動時,桿的彈力與F等大反向,所以F垂直于桿斜向右下方且為恒力,即F的方向與小球離開桿時的速度方向垂直,因此小球脫離桿后做類平拋運動,運動軌跡為拋物線,B對;重力與電場力的合力沿垂直于桿的方向,所以電場力方向不確定如圖(a)所示,即場強方向不確定,A錯;若場強方向水平,則合力F=mg,沿合力方向小球做初速度為零的勻加速運動如圖(b)所示,位移DC=h,有h=t2=gt2,解得t=,C對;由平拋運動可得:tanθ=2tan45,故可知D錯. 答案:BC 6. 如圖,半徑為r的絕緣光滑環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的珠子,現(xiàn)欲加一個與圓環(huán)面平行的勻強電場,使珠子由最高點A從靜止開始釋放,沿圓弧經(jīng)過B、C剛好能運動到D. (1)求所加電場場強的最小值及所對應(yīng)的場強的方向,珠子由A到達D的過程中速度最大時對環(huán)的作用力大小. (2)在(1)問的電場中,要使珠子能完成完整的圓周運動,那么在A點至少要使它具有多大的初動能? 解析:(1)設(shè)電場力與重力的合力為F,方向沿NM方向,BC弧中點為M,珠子在該點的速度最大,在M點建立F、重力、電場力的平行四邊形,當(dāng)E最小時,有 Eq=mg,即:E=,方向與平行 此時F=mg 對珠子從A運動到M的過程,由動能定理得 F=mv2-0 由牛頓第二定律得FN-F=m 解得FN=mg (2)由A到N過程,由動能定理得-F=0-EkA 解EkA=mgr. 答案:(1),方向與平行,mg (2)mgr- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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