2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习-带电粒子在电场中运动的临界问题（含解析）

带电粒子在电场中运动的临界问题 一、单选题 1. 如图所示，A、B为水平放置平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方的P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是 A. 若仅将B板下移，带电小球仍将恰好运动至小孔N处 B. 若仅将B板上移，带电小球将从小孔N穿出 C. 若仅将R的滑片上移，带电小球会运动至N处 D. 若仅断开开关S，带电小球仍将恰好运动至小孔N处 2. 如图，足够大的平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成角，上极板带正电．一电荷量为的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大．若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为    A. B. C. D. 3. 在真空中有水平放置的两个平行、正对金属平板，板长为l，两板间距离为d，在两极板间加一交变电压如图乙，质量为m，电荷量为e的电子以速度接近光速的从两极板左端中点沿水平方向连续不断地射入两平行板之间。若电子经过两极板间的时间相比交变电流的周期可忽略不计，不考虑电子间的相互作用和相对论效应，则    A. 当时，所有电子都能从极板的右端射出 B. 当时，将没有电子能从极板的右端射出 C. 当时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：2 D. 当时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1： 4. 质量为m，电量为的小球以初速度以与水平方向成角射出，如图所示，如果在某方向加上一定大小的匀强电场后，能保证小球仍沿方向做直线运动，则所加匀强电场的最小值为       A. B. C. D. 5. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为的匀强电场。在匀强电场中有一根长的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成角，若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，，g取。下列说法正确    A. 小球的带电荷量 B. 小球动能的最小值为3J C. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值 D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变，且为4J 6. 如图所示，带正电的粒子以一定的初速度沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出．已知板长为L，板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为不计粒子的重力，则     A. 粒子在竖直方向通过前和后所用时间之比为2：1 B. 粒子的出射速度偏转角满足 C. 在前时间内，电场力对粒子做的功为 D. 在后时间内，电场力对粒子做的功为 7. 如图所示，在光滑绝缘水平地面上有两个相同的绝缘小球A、B，质量均为m，带等量正电荷，小球A、B用一轻质绝缘水平弹簧连接，小球B的左侧固定一绝缘挡板C。整个空间存在着水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，现用水平向左的力F作用在小球A上，系统处于静止状态。某时刻突然撤去力F，不计空气阻力，下列说法正确的是 A. 撤去力F的瞬间，小球A的加速度大小为 B. 撤去力F后，若小球B恰能与C分离，则B、C分离时小球A的加速度大小为 C. 从撤去力F，到B与C分离前，小球A的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变 D. 若撤去力F的同时，也撤去挡板C，系统在之后的运动过程中动量守恒 8. 如图所示，质量为、带电荷量为的小球可视为质点置于光滑绝缘水平面上的A点当，空间存在斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度，此时小球的位移为，取重力加速度，在上述运动中匀强电场的电场强度E可能为    A. B. C. D. 二、多选题 9. 如图所示，质量为m、半径为R的圆形光滑绝缘轨道放在水平面上固定的M、N两竖直墙壁间，圆形轨道与墙壁间摩擦忽略不计，在轨道所在平面加一竖直向上的场强为E的匀强电场。P、Q两点分别为轨道的最低点和最高点，在P点有一质量为m，电荷量为q的带正电小球，现给小球一初速度，使小球在竖直平面内做圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列有关说法正确的是 A. 小球通过P点时对轨道一定有压力 B. 从P到Q点的过程中，小球的机械能一定增加 C. 小球通过P点时的速率一定大于通过Q点时的速率 D. 若，要使小球能通过Q点，那么速度的最小值为 10. 如图所示，绝缘水平面内有一直线AC，B为AC中点，其中AB段光滑，BC段粗糙，AB段处于水平向右的匀强电场中，电场强度大小为。AC垂直于竖直绝缘弹性挡板，物体与挡板相碰后等速率反弹。现将可视为质点的物块P由A点静止