五年高考物理 高校自主招生试题物理精选分类解析 专题17 带电粒子在电场中的运动.docx
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五年高考物理高校自主招生试题物理精选分类解析专题17带电粒子在电场中的运动
2009-2013五年高考物理高校自主招生试题物理精选分类解析专题17带电粒子在电场中的运动
一.2013年
1.(14分)(2013北约自主招生)如图所示,在水平O-xy坐标平面的第1象限上,有一个内外半径几乎同为R、圆心位于x=R、y=0处的半圆形固定细管道,坐标平面上有电场强度为E,沿着y轴方向的匀强电场。
带电质点P在管道内,从x=0、y=0位置出发,在管道内无摩擦地运动,其初始动能为Eko。
P运动到x=R、y=R位置时,其动能减少了二分之一。
(1)试问P所带电荷是正的,还是负的?
为什么?
(2)P所到位置可用该位置的x坐标来标定,试在2R≥x≥0范围内导出P的动能Ek随x变化的函数。
(3)P在运动过程中受管道的弹力N也许是径向朝里的(即指向圆心的),也许是径向朝外的(即背离圆心的)。
通过定量讨论,判定在2R≥x≥0范围内是否存在N径向朝里的x取值区域,若存在,请给出该区域;继而判定在2R≥x≥0范围内是否存在N径向朝外的x取值区域,若存在,请给出该区域。
二.2012年
1.(2012卓越自主招生)在如图所示的坐标系内,带有等量负电荷的两点电荷
、
固定在
轴上,并相对于
轴对称,在
轴正方向上的
点处有一带正电的检验电荷由静止开始释放。
若不考虑检验电荷的重力,那么检验电荷运动到
点的过程中
A.电势能逐渐变小
B.电势能先变大后变小,最后为零
C.先做加速运动后做减速运动
D.始终做加速运动,到达
点时加速度为零
2.(2012年北约)两个相同的电容器A和B如图连接,它们的极板均水平放置。
当它们都带有一定电荷并处于静电平衡时,电容器A中的带电粒子恰好静止。
现将电容器B的两极板沿水平方向移动使两极板错开,移动后两极板仍然处于水平位置,且两极板的间距不变。
已知这时带电粒子的加速度大小为g/2,求B的两个极板错开后正对着的面积与极板面积之比。
设边缘效应可忽略。
三.2011年
1.(2011华约自主招生)如图所示,带电质点P1固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面上距离P1一定距离有另一个带电质点P2,P2在桌面上运动,某一时刻质点P2的速度沿垂直于P1P2的连线方向,则
A.若P1、P2带同种电荷,以后P2一定做速度变大的曲线运动
B.若P1、P2带同种电荷,以后P2一定做加速度变大的曲线运动
C.若P1、P2带异种电荷,以后P2的速度大小和加速度大小可能都不变
D.若P1、P2带异种电荷,以后P2可能做加速度、速度都变小的曲线运动
2.(2011同济大学)如图所示,半径为R的光滑半圆环竖直放置,圆环最低点固定一个电荷量为Q(Q>0)的点电荷.质量为m,电荷量为q(q>0)的小圆环从右侧最高点由静止释放。
距离带电荷量Q的点电荷距离为r的点电势可以表示为:
φ=kQ/r。
(1)推出小圆环达到最大速度时小圆环与O点的连线与水平方向的夹角θ满足的方程。
3.(2011北约自主招生)不计重力,空间有匀强电场E。
质量均为m的小球A、B,A带电,q>0,B不带电。
t=0时,两球静止,且相距L。
AB方向与电场E方向相同。
t=0时刻,A开始受电场力作用而运动。
AB之间发生弹性正碰而无电荷转移。
求第8次正碰到第9次正碰之间需要的时间。
4、(2011年卓越自主招生)如图所示,一半径为R,位于竖直面内的绝缘光滑轨道上静止着两个相同的带电小球A和B(可视为质点),两球质量均为m,距离为R。
用外力缓慢推左球A使其到达圆周最低点C,求此过程中外力所做的功。
四.2010年
1.(14分)(2010清华大学等五校自主招生)如图,三个面积均为S的金属板A、B、C水平放置,A、B相距d1,B、C相距d2,A、C接地,构成两个平行板电容器。
上板A中央有小孔D。
B板开始不带电。
质量为m、电荷量为q(q>0)的液滴从小孔D上方高度为h处的P点由静止一滴一滴落下。
假设液滴接触B板可立即将电荷全部传给B板。
油滴间的静电相互作用可忽略,重力加速度取g。
(1)若某带电液滴在A、B板之间做匀速直线运动,此液滴是从小孔D上方落下的第几滴?
(2)若发现第N滴带电液滴在B板上方某点转为向上运动,求此点与A板的距离H。
(以空气为介质的平行板电容器电容C=S/(4πkd),式中S为极板面积,d为极板间距,k为静电力常量。
)
14.(2009北大)四块等距并排的平行板(可视为无限大的平行板,忽略边缘效应),从左到右的电荷量依次为q、2q、3q、4q,现将第一和第四块板接地,问:
(1)这两块板流入地面的电荷量各为多少?
(2)求板中的电场强度。
(补充知识:
两块无穷大平行板之间电场强度E=σ/ε0)