2021高考物理拉分题专项训练51(Word版含答案).docx

带电粒子在电场中运动轨迹与电场线、等势面类问题1(多选)图1中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷一带电粒子以确定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点则该粒子()图1A带负电B在c点受力最大C在b点的电势能大于在c点的电势能D由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量解析由于带电粒子受到的电场力指向轨迹凹侧，说明带电粒子带正电，选项A错误；依据库仑定律Fk可知，选项B错误；粒子从b点运动到c点的过程中，电场力对粒子做正功，粒子电势能减小，选项C正确；由动能定理可得qUEk，由于UabUbc，所以选项D正确答案CD2(单选)一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点，轨迹如图2中虚线所示，图中的一组等距平行实线表示的可能是电场线也可能是等差等势面，则以下说法正确的是()图2A无论图中的实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点的场强小B无论图中的实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势高C无论图中的实线是电场线还是等势面，电子在a点的电势能都比在b点的电势能小D假如图中的实线是等势面，电子在a点的速率确定大于在b点的速率解析依据运动轨迹可以推断电子所受电场力方向指向曲线内侧，假如平行实线是电场线，电场方向向左，则从a到b电场力做正功，动能增大、电势能减小，C错；假如平行实线是等势面，电场方向向上，则从a到b电场力做负功，动能减小、电势能增大，D正确；不管平行实线是电场线还是等势面都表示匀强电场，a、b两点的场强相等，A错；电势凹凸则要依据具体状况而确定，B错答案D3(2021辽宁大连测试)(多选)如图3所示是阴极射线示波管的聚焦电场实线为电场线，虚线为等差等势线，A、B、C为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，不计电子的重力，则()图3A电场中A点的电势高于C点的电势B电子在A点处的动能大于在C点处的动能C电子在B点的加速度大于在C点的加速度D电子在B点的电势能大于在C点的电势能解析沿着电场线电势降低，则AEkA，B错误；B处的电场线较密，电场强度较大，电场力较大，故加速度较大，C正确；负电荷在电势低处电势能大，BaB，EAEBB粒子带负电，aAaB，EAEBC粒子带正电，aAaB，EAEBD粒子带负电，aAaB，EAEB解析由电场的等势面可画出电场线，由粒子运动轨迹知粒子带负电，依据等差势等面密处电场强度大可知，B处电场强度大于A处，粒子在A点所受电场力较小，由牛顿其次定律可知，粒子在A点的加速度较小，aAaB，依据电势能与电势的关系，EAEB，选项D正确答案D5(多选)如图5所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则以下说法正确的是()图5Aa确定是正粒子的运动轨迹，b和c确定是负粒子的运动轨迹B由于AB的长度等于BC的长度，故UABUBCCa虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变Db虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量解析由于电场线没有明确方向，因此无法确定三个带电粒子的电性；由于该电场不是匀强电场，虽然AB的长度等于BC的长度，但AB段与BC段对应的电场强度不等，由点电荷等差等势面的分布特点，不难推断UABmc，即mbmc，故D选项正确答案CD6(2021江苏省连云港市模拟，7)(多选)如图6所示，一带电粒子在两个固定的等量正电荷的电场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC为粒子的运动轨迹，其中B点是两点电荷连线的中点，A、C位于同一等势面上下列说法正确的是()图6A该粒子可能带正电B该粒子经过B点时的速度最大C该粒子经过B点时的加速度确定为零D该粒子在B点的电势能小于在A点的电势能解析两个固定电荷对它有吸引力，由固定电荷带正电可知：该运动电荷确定带负电，故A错误；由于运动电荷从A到B的过程中，只受电场力且电场力先做正功后做负功，由动能定理知：动能先增加后减小，故B点的动能不是最大，则经过B点时的速度不是最大，故B错误；B点是两点电荷连线的中点，合场强为零，故运动电荷受力为零，则加速度为零，C正确；由于离正电荷越远，电势越低，即AEpB，故D项正确答案CD7(多选)如图7所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是()图7A粒子在三点所受的电场力相等B粒子必先过a，再到b，然后到cC粒子在三点所具有的动能大小关系为EkbEkaEkcD粒子在三点的电势能大小关系为EpcEpaEpb解析依据电场线与等势面垂直，沿着电场线电势渐渐降低，可知粒子带负电，电场为匀强电场，则粒子在三点所受的电场力相等，故A正确因速度方向未知，则粒子不愿定必先过a，再到b，然后到c，也可以反之；粒子无论是先从a到b再到c，还是先从c到b再到a，电场力均先做负功，再做正功，动能先削减后增加，电势能先增加后削减，故D正确答案AD8(单选)如图8所示，空间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1 cm，其中BB为零电势能面一质量为m、带电荷量为q的粒子沿AA方向以初速度v0自图中的P点进入电场，刚好从C点离开电场已知PA2 cm，粒子的重力忽视不计下列说法中正确的是()图8A该粒子在P点时的电势能是2mvB该粒子到达C点时的速度是v0C该粒子到达C点时的电势能是mvD该粒子通过等势面BB时的动能是1.5mv解析由粒子在电场力作用下做类平抛运动的规律，0.02v0t,0.02at2，设P点电势为，则AA、CC两个等势面之间的电势差等于2，该电场的电场强度E2/0.02100，aqE/m100q/m，联立解得该粒子在P点时的电势能是qmv，选项A错误；该粒子到达C点时的电势能是q()mv，选项C错误；由动能和电势能之和保持不变可得：mvmvmvmv2，解得该粒子到达C点时的速度是vv0，选项B错误；由动能和电势能之和保持不变可得：mvmvEk0，该粒子通过等势面BB时的动能是Ek1.5mv，选项D正确答案D