2020版高考物理教科版大一轮复习训练:第七章 能力课 带电粒子在电场中运动的综合问题 Word版含解析.pdf
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1、能力课 带电粒子在电场中运动的综合问题能力课 带电粒子在电场中运动的综合问题 一、选择题(13 题为单项选择题,45 题为多项选择题) 1.如图 1 所示,实线是电场线,一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由 A 运动 到 B 的过程中,其速度时间图像是选项中的( ) 图 1 解析 电场力的方向指向轨迹的凹侧且沿与电场线相切的方向,因此粒子从 A 运动到 B 的过程中电场力方向与速度方向的夹角大于 90,粒子做减速运动,电 场力越来越小,加速度越来越小,故 B 项正确。 答案 B 2两带电荷量分别为 q 和q 的点电荷放在 x 轴上,相距为 L,能正确反映两电 荷连线上场强大小 E 与 x 关系
2、的图是( ) 解析 越靠近两电荷的地方场强越大,两等量异种点电荷连线的中点处场强最 小,但不是零,B、D 错误;两电荷的电荷量大小相等,场强大小关于中点对称 分布,A 正确,C 错误。 答案 A 3 将如图 2 所示的交变电压加在平行板电容器 A、 B 两板上, 开始 B 板电势比 A 板电势高,这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间,它在电场力作用下开 始运动,设 A、B 两极板间的距离足够大,下列说法正确的是( ) 图 2 A电子一直向着 A 板运动 B电子一直向着 B 板运动 C电子先向 A 板运动,然后返回向 B 板运动,之后在 A、B 两板间做周期性往 复运动 D电子先向 B 板运
3、动,然后返回向 A 板运动,之后在 A、B 两板间做周期性往 复运动 解析 根据交变电压的变化规律,作出电子的加速度 a、速度 v 随时间变化的图 线,如图甲、乙。从图中可知,电子在第一个 内做匀加速运动,第二个 内做 T 4 T 4 匀减速运动,在这半周期内,因初始 B 板电势比 A 板电势高,所以电子向 B 板 运动,加速度大小为。在第三个 内电子做匀加速运动,第四个 内做匀减速 eU md T 4 T 4 运动, 但在这半周期内运动方向与前半周期相反, 向 A 板运动, 加速度大小为。 eU md 所以电子在交变电场中将以 t 时刻所在位置为平衡位置做周期性往复运动, 综 T 4 上分析
4、选项 D 正确。 答案 D 4(2017河北唐山模拟)粗糙绝缘的水平桌面上,有两块竖直平行相对而立的金 属板 A、B。板间桌面上静止着带正电的物块,如图 3 甲所示,当两金属板加图 乙所示的交变电压时,设直到 t1时刻物块才开始运动,(最大静摩擦力与滑动摩 擦力可认为相等),则( ) 图 3 A在 0t1时间内,物块受到逐渐增大的摩擦力,方向水平向左 B在 t1t3时间内,物块受到的摩擦力先逐渐增大,后逐渐减小 Ct3时刻物块的速度最大 Dt4时刻物块的速度最大 解析 在 0t1时间内,电场力小于最大静摩擦力,物块静止,静摩擦力与电场 力大小相等,即 FfqEq ,随电压增大,摩擦力增大,但是
5、正电荷所受电场 U d 力与电场同向,均向右,所以摩擦力方向水平向左,选项 A 正确;在 t1t3时间 内,电场力大于最大静摩擦力,物块一直加速运动,摩擦力为滑动摩擦力,由于 正压力即是物块的重力,所以摩擦力不变,选项 B 错误;t3到 t4阶段,电场力小 于摩擦力,但物块仍在运动且为减速运动,故 t3时刻速度最大,选项 C 正确,D 错误。 答案 AC 5如图 4 所示,点电荷4Q 与Q 分别固定在 A、B 两点,C、D 两点将 AB 连 线三等分,现使一个带负电的粒子从 C 点开始以某一初速度向右运动,不计粒 子的重力, 则该粒子在 CD 之间运动的速度大小 v 与时间 t 的关系图像(如
6、图所示) 可能是( ) 图 4 解析 设 ACCDDBr,则 ECkk,方向水平向右。EDk 4Q r2 Q (2r)2 15kQ 4r2 k 0,则负电荷由 C 到 D 所受电场力始终向左。第一种情况,该负电 4Q (2r)2 Q r2 荷做减速运动,且加速度逐渐减小,直到电荷以一定速度通过 D 点,故 B 正确 ; 第二种情况,电荷向右减速,在到达 D 点之前反向运动,因此,由 CD 电荷 先减速后加速,加速度先减小后增大,故 C 正确。本题正确答案为 B、C。 答案 BC 二、非选择题 6(2017北京东城区检测)如图 5 所示,一带电荷量为q、质量为 m 的小物块 处于一倾角为 37的
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