备战高考物理 模拟题分类解析 专题23 带电粒子在电场中的运动Word文档格式.docx
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质量m=5×
10-2kg、电荷量q=+1×
10-6C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后,沿水平轨道向左滑行,在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨。
以小物体通过C点时为计时起点,0.1s以后,场强大小不变,方向反向。
已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。
设小物体的电荷量保持不变,取g=10m/s2,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8。
(1)求弹簧枪对小物体所做的功;
(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P,示CP的长度。
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二、2012模拟题
1.(2012年3月山东威海一模)一带负电的点电荷仅在电场力作用下由a点运动到b点的v-t图象如图所示,其中ta和tb是电荷运动到电场中a、b两点的时刻.下列说法正确的是
A.该电荷由a点运动到b点,电场力做负功
B.a点处的电场线比b点处的电场线密
C.a、b两点电势的关系为
<
D.该电荷一定做曲线运动
2.(2012年3月东北四校一模)如图所示,质量为m、半径为R的圆形光滑绝缘轨道放在水平地面上固定的M、N两竖直墙壁间,圆形轨道与墙壁间摩擦忽略不计,在轨道所在平面加一竖直向上的场强为E的匀强电场。
P、Q两点分别为轨道的最低点和最高点,在p点有一质量为m,电量为q的带正电的小球,现给小球一初速度v0,使小球在竖直平面内做圆周运动,不计空气阻力,重力加速度为g,则有关下列说法正确的是
A.小球通过P点时对轨道一定有压力
B.小球通过P点时的速率一定大于通过Q点时的速率
C.从P到Q点的过程中,小球的机械能一定增加
D.若mg>
qE,要使小球能通过Q点且保证圆形轨道不脱离地面,速度v0应满足的关系是:
≤v0<
。
3.(2012年3月山东省淄博市一模)在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的正点电荷,在水平面上的N点,由静止释放质量为m,电荷量为-q的负检验电荷,该检验电荷经过P点时速度为v,图中θ=60°
,规定电场中P点的电势为零。
则在+Q形成的电场中
A.N点电势高于P点电势
B.N点电势为
C.P点电场强度大小是N点的2倍
D.检验电荷在N点具有的电势能为
点电荷电场强度公式,P点电场强度大小是N点的4倍,选项C错误。
4.(2012年3月江西省六校联考)真空中,两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量分别为QE和QF,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向。
电场线上标出了M、N两点,其中N点的切线与EF连线平行,且∠NEF>
∠NFE。
则()
A.E带正电,F带负电,且QE﹥QF
B.在M点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷将沿电场线运动到N点
C.过N点的等势面与过N点的切线垂直
D.负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
5.(2012年3月福州质检)电场中某三条等势线如图实线a、b、c所示。
一电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q,已知电势φa>
φb>
φc,这一过程电子运动的v-t图象可能是下列各图中的
6.(2012江西重点中学联盟第一次联考)如图所示,长为L、倾角为θ=30°
的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电量为+q,质量为m的小球,以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑,到达斜面顶端的速度仍为v0,则()
A.小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能
B.A、B两点的电势差一定为
C.若电场是匀强电场,则该电场的场强的最大值一定是
D.若该电场是AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的,则Q一定是正电荷
7(11分)(2012年2月福建晋江四校第二次联考)如图所示,质量为m,带电量为+q的微粒在O点以初速度v0与水平方向成角射出,微粒在运动中受阻力大小恒定为f。
①如果在某方向加上一定大小的匀强电场后,能保证微粒仍沿v0方向做直线运动,试求所加匀强电场的最小值的大小与方向。
②若加上大小一定,方向水平向左的匀强电场,仍能保证微粒沿vo方向做直线运动,并经过一段时间后又返回O点,求微粒回到O点时的速率。
8.(12分)(2012广东中山期末)如图,A、B两点所在的圆半径分别为r1和r2,这两个圆为同心圆,圆心处有一带正电为+Q的点电荷,内外圆间的电势差为U。
一电子仅在电场力作用下由A运动到B,电子经过B点时速度为v。
若电子质量为m,带电量为e。
求:
(1)电子经过B点时的加速度大小。
(2)电子在A点时的速度大小v0。
9.(16分)(2012云南名校联考)直流电源的路端电压U=182V。
金属板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。
它们分别和变阻器上的触点a、b、c、d连接。
变阻器上ab、bc、cd段电阻之比为1∶2∶3。
孔O1正对B和E,孔O2正对D和G。
边缘F、H正对。
一个电子以初速度v0=4×
106m/s沿AB方向从A点进入电场,恰好穿过孔O1和O2后,从H点离开电场。
金属板间的距离L1=2cm,L2=4cm,L3=6cm。
电子质量me=9.1×
10-31kg,电量q=1.6×
10-19C。
正对两平行板间可视为匀强电场,求:
(1)各相对两板间的电场强度。
(2)电子离开H点时的动能。
(3)四块金属板的总长度(AB+CD+EF+GH)。
10、(14分)(2012年2月河北省衡水中学下学期一调考试)粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,且沿x轴方向的电势与坐标值x的关系如下表格所示:
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
根据上述表格中的数据可作出如右的—x图像。
现有一质量为0.10kg,电荷量为1.010-7C带正电荷的滑块(可视作质点),其与水平面的动摩擦因数为0.20。
问:
(1)由数据表格和图像给出的信息,写出沿x轴的电势与x的函数关系表达式。
(2)若将滑块无初速地放在x=0.10m处,则滑块最终停止在何处?
(3)在上述第
(2)问的整个运动过程中,它的加速度如何变化?
当它位于x=0.15m时它的加速度多大?
(电场中某点场强为—x图线上某点对应的斜率)
(4)若滑块从x=0.60m处以初速度v0沿-x方向运动,要使滑块恰能回到出发点,其初速度v0应为多大?
可解得x2=0.225m(舍去x2=0.1m)。
(2分)
11.(19分)(2012年2月重庆八中检测)如图所示,两平行金属板A、B长L=8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一不计重力的带正电的粒子电荷量q=10-10C,质量m=10-20kg,沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场,初速度υ0=2×
106m/s,粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域。
已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RD与界面PS的交点。
求:
(1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RD的距离
以及速度
大小?
(2)粒子到达PS界面时离D点的距离
为多少?
(3)设O为RD延长线上的某一点,我们可以在O点固定一负点电荷,使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动,求在O点固定的负点电荷的电量为多少?
(静电力常数k=9.0×
109N·
m2/C2,保留两位有效数字)
12.(15分)(2012南京四校联考)如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-Q,A、B相距为2d。
MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布。
),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v。
已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g。
(1)C、O间的电势差UCO;
(2)O点处的电场强度E的大小及小球p经过O点时的加速度;
(3)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度。
13、(16分)(2012上海崇明期末)已知真空中电量为Q的点电荷电场中,若取无穷远为零电势点,则离电荷距离为r的某点的电势表达式为
(k为静电力常数)。
如图所示,带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点,其带电量为Q;
质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放,其带电量为q;
A、B两点间的距离为l0。
释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外,还受到一个大小为
、方向指向甲球的恒力作用,两球均可视为点电荷。
(1)乙球在释放瞬间的加速度大小;
(2)乙球的速度最大时两个电荷间的距离;
(3)乙球运动的最大速度vm为多少?
(4)乙球运动过程中,离开甲球的最大距离和最小距离是多少?
14.(2012年3月安徽省“江南十校”高三联考)如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。
在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场。
现有一质量为m,电量为+q的小球从水平轨道上A点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方,如图。
小球可视为质点,小球运动到C点之前电量保持不变,经过C点后电量立即变为零)。
已知A、B间距离为2R,重力加速度为g。
在上述运动过程中,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)小球在圆轨道上运动时最大速率;
(3)小球对圆轨道的最大压力的大小。
15.(12分)(2012年海南琼海一模)如图所示,在光滑绝缘水平面上B点的正上方O处固定一个质点,在水平面上的A点放另一个质点,两个质点的质量均为m,带电量均为+Q。
C为AB直线上的另一点(O、A、B、C位于同一竖直平面上),AO间的距离为L,AB和BC间的距离均为
,在空间加一个水平方向的匀强电场后A处的质点处于静止。
试问:
(1)该匀强电场的场强多大?
其方向如何?
(2)给A处的质点一个指向C点的初速度,该质点到达B点时所受的电场力多大?
(3)若初速度大小为v0,质点到达C点时的加速度和速度分别多大?
16.(16分)(2012年3月江苏省苏北四星级高中联考)静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线,图中φ0和d为已知量。
一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心,沿x轴方向做周期性运动。
已知该粒子质量为m、电量为-q,其动能与电势能之和为-A(0<
A<
qφ0)。
忽略重力。
(1)粒子所受电场力的大小;
(2)粒子的运动区间;
(3)粒子的运动周期。