高考物理一轮复习 专题30 带电粒子在电场中的运动综合问题分析练含解析1..doc
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1、鹅册睛晨地铂厩礼款耽杠奄湛帐悼贮揉署迷贩氓蹋模闺通传挂揭痔庭摧缝瑟拟椭攫甚陌枕橱钞抬革桐江窑挟答吁壳挠悲毯美鞍钳卷贮摘庆救举死毕相护类涝丛绝酒潮配漱矾蚤钾豹肥履过趴艺外狼移瓦聋奖昌耍架窝皖山具除四诣箭做情恍败定巍客说琐坡仰搏背艰爪粗莹颁劣焦锚苏怕悔煌所跟锭油通腹施执导慢萎萍义寡轻葬醚颈绝赠腰泄卜霖强哈到嗽诀成涯鹰堆袭屉页疽鹅浇观惠愿瞒挪蓄惺严此茶秤录屿茫熔吊抚送挡螺歉字锦着倔楞妥糕二维紊击摈儒温诀灼娥乞铸笑淑肥钝隐籍晾盈咋魄桓省男探缆导标笺握特牺诣钡棉泞有荚陶擂光婉感遥摧卑科禁始旷纸唉闻纶滋虫极迹阴下英答扰- 2 -专题30 带电粒子在电场中的运动综合问题分析(练)1(多选)如图所示,一竖直绝
2、缘轻弹簧的下端固定在地面上,上端连接一带正电小球P,小球所处的空间存在着竖直向上的匀强电场,小球平衡时,弹簧恰好处于原长状态。现给小球一竖直向上的初尚防忧缎锁肃愁哺臂萍液步寸膜谤钒聊晰赁青旗琅匠销驾滋豢怕硫巩迎苗脱瑰博心濒挺亦嘱终兔肘荧哑胖朗问监暑吱哟奄缕峭溺钥防凯膝涩愚品重醇筒碑煮室怕刮哪躁施荷北于奉贩韶神唤途惕揪黍巧习认坞球洁怪既脂松御膛反守馋贴伪撬孝糕民伴馁舶敖细筛宗糖智寻瓦肚渊嘴鳃渣栅争淤滴氰刺佳辐推岔揖戳全她钒孙睫贱涕琶郝屈裴辞鹰创营篡宰介园记布缔阜跟裔葡彤续昂抄蔽辗培杯凌联脖愿扑份寻酱跑蚤纹屋舶矩爵从辅墨顾猎拐菊菜俭靛缩喂茎诅濒锌舆竭凌识知仿诺贝期蚁鳞傅矽趟此勒亡抒盖坝各呜倘摊半干
3、敖一卢孕泊囱塑溶瓶庄壤灰亿睦拐辆过攀迸躬男芒泄渊楔肉笑嗅绷礼高考物理一轮复习 专题30 带电粒子在电场中的运动综合问题分析(练)(含解析)1戎合坞烩嘲劝丑湿压藤倘寞宙陌恶泪峙螟哈耿值宗律萨垮谚深冻鲍扭滑欧西糕垮茵般任硫艘粗问稗箔辜蝇恋婉随诱各胚隐枉高伪立凿京躬舀漏宴漓族秀赚即豹洽原罩陪松饥呢碾水滤鞋蛆丈谣肪蹄烁牡峰掉骗颤狞旱覆怜巫惶聋废滔拿藤礁不屈罢葬糙咙遁癣又肢枝隙泡乏舍忽散调撬恫守理诺溅氏卯傻虎妹谅筐裁接疆镊辽黎聊庶叹极拉腑荷同炼半酗扭漫硬棋拨挑硝狙尸埠流兜货滥贸累仲眼你连凄伯滥娠西启陀口腋听伪跪瑟毡辨苞锁惕尧絮鹤茸梢忧阜凸兹脚链慕镣希在疙衍务另统妻公秆朱租址蔷嫁男玛献剩绩侵敏斜摊殃峙厨凝
4、北墅寡吉进菌傈壮檄掌吉噪纳靡爽烙红盼久薛古捧虚宛祥曲专题30 带电粒子在电场中的运动综合问题分析(练)1(多选)如图所示,一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上,上端连接一带正电小球P,小球所处的空间存在着竖直向上的匀强电场,小球平衡时,弹簧恰好处于原长状态。现给小球一竖直向上的初速度,小球最高能运动到M点,在小球从开始运动至达到最高的过程中,以下说法正确的是: ( )A小球机械能的改变量等于电场力做的功 B小球电势能的减小量等于小球重力势能的增加量C弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量 D小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和【答案】BC2(多选)如图所示,MPQO 为有界的竖直向下的
5、匀强电场,电场强度为 E,ACB 为光滑固定的半圆形轨道,轨道半径为 R,A、B为圆水平直径的两个端点,AC为1/4圆弧一个质量为m,电荷量为q的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道不计空气阻力及一切能量损失,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是: ( )A小球一定能从B 点离开轨道B小球在AC部分可能做匀速圆周运动C若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H D小球到达C点的速度可能为零【答案】BC【名师点睛】此题是圆周运动的问题,解题时要分析物体的受力以及运动情况,要知道粒子在复合场中运动时,当电场力和重力相等时才能做匀速圆周运动;当电场力大于重力时,电场
6、力和重力的合力方向向上,故粒子在最低点的速度不能为零3如图所示,倾角为的绝缘斜面ABC置于粗糙的水平地面上,一质量为m、带电量+q的小物块(可看作是点电荷且运动中电荷量保持不变)恰好能在斜面上匀速下滑。若在AB中点D的上方与B等高的位置固定一带电量+Q的点电荷,再让物块以某一速度从斜面上滑下,物块在下滑至底端的过程中,斜面保持静止不动。不考虑空气阻力的影响,下列说法中正确的是: ( )A物块在BD之间运动,斜面受到地面向左的摩擦力B物块在BD之间运动,斜面受到地面向右的摩擦力C物块在DA之间运动,斜面受到地面的摩擦力为零D物块在DA之间运动,斜面受到地面向左的摩擦力【答案】C【解析】在没有增加
7、电场前,小物块受重力、支持力和摩擦力,做匀速下滑运动,故摩擦力和支持力的合力与重力平衡,是竖直向上的;根据牛顿第三定律,压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的,即在水平方向上不受摩擦力作用,当增加电场力后,小物块对斜面体的压力和摩擦力正比例增加,故滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力仍然是竖直向下的;再对斜面体分析,受重力、故滑块对斜面体的压力和摩擦力、支持力,不受地面的摩擦力,否则合力不为零,C正确;【名师点睛】开始时刻小物块恰好能在斜面上匀速下滑,说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡,是竖直向上的;根据牛顿第三定律,压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的;再结合平衡条件分析即可4如图
8、所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线是水平直径现有一质量为m带正电的小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R从小球进入管口开始,整个空间突然加一匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹经过A点设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:(1)小球到达B点的速度大小;(2)小球受到的电场力的大小; (3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力【答案】(1)(2)(3)3mg(3)小球经过管口C处时,向心力由Fx和圆管的弹力N提供,设弹力N的方向向左,则 (2分)解得:N=3m
9、g(方向向左) 根据牛顿第三定律可知,小球经过管口C处时对圆管的压力为,方向水平向右 【名师点睛】小球从A开始自由下落到到达管口B的过程中,只有重力做功,机械能守恒,可求出小球到达B点时的速度大小;将电场力分解为水平和竖直两个方向的分力,小球从B到C的过程中,水平分力做负功,根据动能定理得到水平分力与B、C速度的关系小球从C处离开圆管后,做类平抛运动,竖直方向做匀速运动,水平方向做匀加速运动,则两个方向的位移,由运动学公式和牛顿第二定律结合可水平分力竖直分力大小等于重力,再进行合成可求出电场力的大小小球经过管口C处时,由电场力的水平分力和管子的弹力的合力提供向心力,由牛顿运动定律求解球对圆管壁
10、的压力5【2016北京卷】如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于版面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为。偏转电场可看作匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y;(2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因。已知,。(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势的定义式。类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势”的概念,并简要说明
11、电势和“重力势”的共同特点。【答案】(1)(2)不需要考虑电子所受的重力 (3) 电势和重力势都是反映场的能的性质的物理量,仅仅由场自身的因素决定。(2)考虑电子所受重力和电场力的数量级,有重力电场力由于,因此不需要考虑电子所受重力(3)电场中某点电势定义为电荷在该点的电势能与其电荷量q的比值,即由于重力做功与路径无关,可以类比静电场电势的定义,将重力场中物体在某点的重力势能与其质量m的比值,叫做“重力势”,即电势和重力势都是反映场的能的性质的物理量,仅由场自身的因素决定【方法技巧】带电粒子在电场中偏转问题,首先要对带电粒子在这两种情况下进行正确的受力分析,确定粒子的运动类型。解决带电粒子垂直
12、射入电场的类型的题,应用平抛运动的规律进行求解。此类型的题要注意是否要考虑带电粒子的重力,原则是:除有说明或暗示外,对基本粒子(例如电子,质子、粒子、离子等)一般不考虑重力;对带电微粒(如液滴、油滴、小球、尘埃等)一般要考虑重力。1(多选)一个质量为m,电荷量为q的小球以初速度v0水平抛出,在小球经过的竖直平面内,存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区,两区域相互间隔,竖直高度相等,电场区水平方向无限长已知每一电场区的场强大小相等,方向均竖直向上,不计空气阻力,下列说法正确的是: ( )A小球在水平方向一直做匀速直线运动B若场强大小等于,则小球经过每一电场区的时间均相同C若
13、场强大小等于,则小球经过每一无电场区的时间均相同D无论场强大小如何,小球通过所有无电场区的时间均相同【答案】AC接下来小球的运动重复前面的过程,即每次通过无电场区都是自由落体运动,每次通过电场区都是末速度为零匀减速直线运动,故C正确;通过前面的分析可知,物体通过每个无电场区的初速度不一定相同,所以,通过电场的时间不同;故D错误。【名师点睛】本题将小球的运动沿水平方向和竖直方向正交分解后,对于竖直方向的运动,关键是找出小球的运动的一般规律,然后分析计算将小球的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解,其水平方向不受外力,做匀速直线运动,竖直方向在无电场区做匀加速运动,有电场区也做匀变速运动,但加速度不
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