2022年高考物理熱點考點專題22 帶電粒子在靜電場中的運動

更新時間：2022-03-11 瀏覽次數(shù)：91 類型：三輪沖刺

一、單選題

1. (2022·天河模擬) 如圖所示，一質(zhì)量m=1×10^-3kg，電荷量為q=1×10^-3C的粒子，重力不計，在豎直向下的電場強度為E=1×10³N/C的勻強電場中運動，在A點時速度方向與電場方向夾角為60°，經(jīng)過0.1s后到達B點速度方向與電場方向夾角為30°，則A點速度的大小為（）

A . 100m/s B . 200m/s C . 300m/s D . 400m/s

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2. (2022·成都模擬) 如圖（a），平行金屬板A、B間的電壓恒為U，B板右側(cè)的平行金屬板M、N間加有圖（b）所示的交變電壓，OO'是M、N板間的中線，當電壓穩(wěn)定時，板間為勻強電場且電場僅局限于板間。零時刻，緊貼A板同時由靜止釋放甲、乙兩個離子，兩離子質(zhì)量相等、電荷量關(guān)系為q_甲=4q_乙；甲在 $\text{[math]}$ 時刻沿OO'方向進入并在 $\text{[math]}$ 時刻飛離交變電場。設甲、乙飛離交變電場時的速率為v_甲、v_乙，在交變電場中的偏移量大小為y_甲、y_乙。離子重力和離子間的相互作用均不計。則（）

A . y_甲=2y_乙 B . y_甲=y_乙 C . v_甲=v_乙 D . v_甲=4v_乙

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二、多選題

3. (2022高三上·行唐期末) 如圖所示，矩形區(qū)域 $\text{[math]}$ 內(nèi)有水平向右的勻強電場，半徑為 $\text{[math]}$ 、內(nèi)壁光滑的絕緣半圓細管 $\text{[math]}$ 固定在豎直平面內(nèi)，直徑 $\text{[math]}$ 垂直于水平虛線 $\text{[math]}$ ，圓心O在 $\text{[math]}$ 的中點，半圓管的一半處于電場中。質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 、電荷量為 $\text{[math]}$ 的帶正電的小球（視為質(zhì)點）從半圓管的A點由靜止開始滑入管內(nèi)，到達B點時的速度大小為 $\text{[math]}$ ，之后小球從 $\text{[math]}$ 區(qū)域的右邊界 $\text{[math]}$ 離開電場．取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）

A . 小球在B點受到的支持力大小為 $\text{[math]}$ B . 勻強電場的電場強度大小為 $\text{[math]}$ C . 電場區(qū)域的最小面積為 $\text{[math]}$ D . 電場區(qū)域的最小面積為 $\text{[math]}$

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4. (2022·余姚模擬) 如圖1所示，長為 $\text{[math]}$ 的兩水平金屬板A、B組成一間距為 $\text{[math]}$ 的平行板電容器， $\text{[math]}$ 板之間的電勢差隨時間 $\text{[math]}$ 的變化關(guān)系如圖2所示，已知電壓 $\text{[math]}$ ，周期 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 為靠近 $\text{[math]}$ 板左側(cè)的一粒子源，能夠水平向右發(fā)射初速度為 $\text{[math]}$ 的帶電量為 $\text{[math]}$ 、質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的相同帶電粒子（粒子重力不計）。則下列判斷正確的是（）

A . 粒子在電容器中做類平拋運動 B . $\text{[math]}$ 時刻發(fā)射的粒子從 $\text{[math]}$ 板右側(cè)離開時的速度大小仍為 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 時刻發(fā)射的粒子在板間運動過程中最大速度為 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 時刻射入的粒子在板間運動過程中電勢能一直在減小

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5. (2022·陳倉模擬) 如圖所示，帶電量之比 $\text{[math]}$ 的帶電粒子A、B以相等的速度 $\text{[math]}$ 從同一點出發(fā)，沿著跟電場垂直的方向射入平行板電容器中分別落在C、D兩點，若 $\text{[math]}$ ，忽略粒子的重力及粒子間的相互作用力影響，則（）

A . A和B在電場中運動的時間之比為1：2 B . A和B運動的加速加速度大小之比為1：4 C . A和B的質(zhì)量之比為1：12 D . A和B的位移大小之比為1：1

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6. (2021高二上·浙江月考) 有三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負電和不帶電的小球，從左上同一點以相同的水平速度先后射入勻強電場中，A、B、C三個小球的運動軌跡如圖所示，A、B小球運動軌跡的末端處于同一豎直線上，則如圖運動軌跡對應的過程（）

A . 小球A帶負電，B不帶電，C帶正電 B . 三小球運動的時間t_A=t_B_C C . 小球B和小球C的末動能可能相等 D . 小球A和小球C的電勢能變化絕對值可能相等

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三、綜合題

7. (2021高二上·諸暨期末) 如圖所示，真空室中電子槍連續(xù)均勻發(fā)出的電子（初速不計）經(jīng)過 $\text{[math]}$ V的加速電場后，由小孔S沿兩個互相垂直的偏轉(zhuǎn)電極 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的中心線射入。偏轉(zhuǎn)電極 $\text{[math]}$ 的板長為 $\text{[math]}$ m，極板相距 $\text{[math]}$ m，偏轉(zhuǎn)電極 $\text{[math]}$ 的板長也為 $\text{[math]}$ m，極板相距 $\text{[math]}$ m，且高度足夠高。偏轉(zhuǎn)電極 $\text{[math]}$ 的右側(cè)與偏轉(zhuǎn)電極 $\text{[math]}$ 的左側(cè)相距為L，熒光屏與中心線垂直，且與偏轉(zhuǎn)電極 $\text{[math]}$ 的右側(cè)相距為L/2。兩個偏轉(zhuǎn)電極都不加電壓時，電子束沿中心線打到熒光屏中心產(chǎn)生亮斑?，F(xiàn)在電極 $\text{[math]}$ 間加電壓 $\text{[math]}$ ，在電極 $\text{[math]}$ 間加電壓 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的電壓隨時間t變化的圖線分別如圖所示。設極板間電場可看作是均勻的，且極板外無電場，在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，電場均可視作恒定，能通過兩偏轉(zhuǎn)電極的電子均能打到熒光屏上。已知電子的電量 $\text{[math]}$ ，不計電子重力和電子間的相互作用。
1. （1）求電子從小孔S射出時的動能；
2. （2）求能通過偏轉(zhuǎn)電極 $\text{[math]}$ 的電子數(shù)占總數(shù)的比例；
3. （3）求打到熒光屏上電子動能的范圍；
4. （4）請通過計算定量畫出電子打到熒光屏上的點形成的圖線。
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8. (2022·松原模擬) 如圖所示，豎直平面內(nèi)直角坐標系xOy的第一象限和第二象限存在沿水平方向的勻強電場。一質(zhì)量為m，電荷量為+q的帶電小球，從x軸上的P（-d，0）點以初動能E_k0沿y軸正方向射入第二象限，經(jīng)過一段時間后小球從y軸正半軸的某位置處垂直于y軸進入第一象限，小球經(jīng)過y軸時的動能大小為 $\text{[math]}$ ，重力加速度為g，不計空氣阻力。求：
1. （1）小球經(jīng)過y軸時的位置坐標（用d表示）；
2. （2）小球再次經(jīng)過x軸時的動能（用E_k0表示）；
3. （3）小球運動過程中的最小動能（用E_k0表示）。
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9. (2022·合肥模擬) 如圖甲所示，水平正對放置的金屬板A、B相距為d，右端放置垂直于板的靶MN，在兩板間加上如圖乙所示的電壓。質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子束由靜止經(jīng)電壓U加速后，從A、B左側(cè)的中點O沿平行于板的方向連續(xù)射入，粒子能全部打在靶MN上且所有粒子在A、B間的飛行時間均為T，不計粒子重力及粒子間的相互作用。求：
1. （1）粒子進入AB板間的速度；
2. （2）金屬板長度；
3. （3）在距靶MN的中心O'點多遠的范圍內(nèi)有粒子擊中。
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10. (2022高三上·十堰月考) 如圖所示，一個質(zhì)量為m，帶電量為+q的微粒，從a點以大小為 $\text{[math]}$ 的初速度豎直向上射入水平向右的勻強電場中，電場強度大小為E， b點為微粒運動的最高點，已知重力加速度為g，不計空氣阻力，求：
1. （1）小球從a點運動至b點所用的時間t；
2. （2） a、b兩點水平方向的距離x；
3. （3） a. b兩點間的電勢差 $\text{[math]}$
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