2015届高三物理专项基础训练：第34练+++带电粒子在电场中的运动(1)(word版-有答案).doc

第34练 带电粒子在电场中的运动（1）
一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1.a粒子的质量是质子的4倍，电荷量是质子的2倍，它们从静止开始在同一匀强电场中加速，经过相等的路程之后，它们获得的动能之比为 （ ）
A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶
2.下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为U的电场之后，哪种粒子的速度最大（ ）
A.质子 B.氘核 C.氦核 D.金属钠离子
3.如图所示，在O点放置正点电荷Q，a、b两点的连线过O点，且Oa=ab，下列说法中正确的是 （ ）
A.将质子从a点由静止释放，质子向b做匀加速运动
B.将质子从a点由静止释放，质子运动到b的速率为v，则将a粒子从a点由静止
释放后运动到b点的速率为
C.若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v，则电子以Ob为半径绕O
做匀速圆周运动的线速度为2v
D.若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v，则电子以Ob为半径绕O
做匀速圆周运动的线速度为
4.如图所示，真空中A、B两板间有匀强电场，一电子由A板无初速度释放运动到B板，设电子在前一半时间内和后一半时间内的位移分别为s1和s2；在前一半位移和后一半位移所经历的时间分别是t1和t2，下列选项中正确的是 （ ）
A. s1∶s2=1∶4，t1∶t2=∶1
B. s1∶s2=1∶3，t1∶t2=∶1
C. s1∶s2=1∶4，t1∶t2=1∶（－1）
D. s1∶s2=1∶3，t1∶t2=（1∶－1）
5.如图所示，P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动.关于电子到达Q板时的速率，下列说法中正确的是 （ ）
A.两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大
B.两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大
C.与两板间距离无关，仅与加速电压U有关
D.以上说法都不正确
6.如图所示，长为L，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+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.A、B两点的电势差一定为
B.小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能
C.若电场是匀强电场，则该电场的场强的最大值一定是
D.若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷
7.在空间有一正方向水平向右、大小按图所示的图线变化的电场，位于电场中A点的电子在t=0时速度为零，在t=1s时，电子离开A点的距离大小为s，那么在t=2s时，电子将处在 （ ）
A.A点 B.A点左方s处
C.A点右方2s处 D.A点左方2s处
二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）
8.在如图所示的装置中，B和A两板间的电压为U，C和D两板间电压为2U从F处释放出一个无初速度的电子，电荷量为e.关于电子的运动，下列说法中正确的是（ ）
A.电子到达B板时的动能是eU
B.电子从B板到达C板时动能不变
C.电子到达D板时动能是3eU
D.电子将在A板和D板之间往复运动
9.一个带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示.带电微粒只在电场力的作用下，由静止开始运动.则下列说法中正确的是 （ ）
A.微粒在0～1s内的加速度与1s～2s内的加速度相同
B.微粒将沿着一条直线运动
C.微粒做往复运动
D.微粒在第1s内的位移与第3s内的位移相同
10.如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N.今有一带电质点自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返同.若保持两极板间的电压不变，则 （ ）
A.把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
B把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
C.把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
D.把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
11.如图所示，一对平行金属板A、B间有交流电压，B板电势为0，A板电势，一个不计重力初速度为0的电子，在t=0时刻静止在O点处，则电子运动情况可能为 （ ）
A.以某点为平衡位置来回振动
B.一直向A板运动，到A板时速度恰好为0
C.一直向A板加速运动，且打到A板
D.电子可能运动到O点的左边
三、计算题
12.如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C点，质量为m，带电荷量为－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q《Q，AB=h，小球滑到B点时速度大小为.求：
（1）小球由A到B过程中静电力做的功；
（2）A、C两点的电势差.

13.由AB、CD两金属板组成平行板电容器，其电容为C，两板与水平面夹角为a，并充以电荷量Q如图所示，有一油滴质量为m，带电荷量为q，由A点从静止开始沿水平方向做直线运动，恰能到达D点（设两板间为匀强电场）问：
（1）电容器两板间电势差为多少？

（2）两板间的电场强度为多少？

（3）油滴从A点运动到D点共用多少时间？

14.在光滑绝缘的水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电荷量为+2q，B球的带电荷最为－3q，组成一带电系统，如图所示，虚线MP为AB两球连线的垂直平分线，虚线NQ与MP平行且相距4L.最初A和B分别静止于虚线MP的两侧，距MP的距离均为L，且A球距虚线NQ的距离为3L.若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MP，NQ间加上水平向右的匀强电场E后，求：
（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；

（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B球电势能的变化量.

15.如图所示，由A、B两平行板构成的电容器，电容为C，原来不带电.电容器的A板接地，并且中心有一个小孔，通过这个小孔向电容器中射入电子，射入的方向垂直于极板，射入的速度为v0.如果电子的发射是一个一个单独进行的，即第一个电子到达B板后再发射第二个电子，并且所有和B板相碰的电子都留在B板上.随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，直至达到一个稳定值.已知电子的质量为m、电荷量为e，电子所受的重力可忽略不计，A、B两板的距离为L.
（1）有n个电子到达B板上，这时两板间电场的场强E多大？
（2）最多能有多少个电子和B板相碰？
（3）到达B板的第1个电子在两板间运动的时间和最后一个电子在两板间运动的时间相差多少？

第34练 带电粒子在电场中的运动（1）
1.A 2.A
3.B 解析 由于库仑力变化，因此质子向b不是做匀加速运动，A错误，由于a、b之间的电势有效期恒定，根据动能定理得，可得，则知a粒子从a点由静止释放后运动到b点的速率为，B正确；当电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动时，根据，可得，则知电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动时的线速度为，C、D错误.
4.D
5.C 解析 由得
6.A 7.D 8.ABD 9.BD
10.ACD 解析 因为UAB不变，PN距离不变，即重力功等于静电力的功，故A正确，B错；B板上移，重力功大于静电力做的功，B板下移，重力功大于静电力做的功，故CD正确.
此题可采用假设法分析：不论B板上移还是下移，都设粒子能到达N孔，则静电力做功都为qU，而当B板上移时，重力做功少于mg·2a，使质点不具备克服静电力做qU功的动能，故质点不能到达N孔，即到达某一点时动能变为零而后沿原路返回；若B板下移，质点到N孔时，所具有的功能大于零，即重力所做的功大于qU.所以质点从N孔射出后继续向下运动.
11.ABC
12.（1）由动能定理得：得：；
（2）
13.（1）设电容器两极间电压为U由得
（2）设匀强电场场强为E，带电粒子沿直线AD运动，则：

（3）设板间距离为d，粒子从 到D位移为s，则：
粒子带达C处速度为v，则：，得：

，即
得：
14.（1）带电系统开始运动时，设加速度为a1，由牛顿第二定律得
球B刚进入电场时，带电系统的速度为v1，有，解得：
（2）对带电系统进行分析，假设球A能达到右极板，静电力对系统做功为W1，有
故带电系统速度第一次为零时，球A恰好到达右极板Q.设球B从静止到刚进入电场的时间为t1，
则，解得.
球B进入电场后，带电系统的加速度为a2，由牛顿第二定律得

显然，带电系统做匀减速运动.减速所需时间为t2，则，
解得.
可知，带电系统从静止到速度第一交为零所需的时间
B球电势能增加了6EqL.
15.（1）两极间电压，场强，解得.
（2）设最多能有n′个电子到达B板，则第n′+1个电子在运动到B板时速度恰减为0.
满足，解得：.
（3）第1个电子在两板间做匀速运动，运动时间为.
最后1个电子在两板间做匀减速运动，运动到B板时速度恰为0，运动时间为
.
二者时间之差为