押课标卷物理第25题-备战2021年高考物理临考题号押题（新课标卷）

押课标卷理综第25题 高考频度：★★★★★ 难易程度：★★★★☆ 题号 考情分析 考查知识点 分值 预测知识点 第25题 带电离子（带电体）在电场中运动时动力学和能量观点的运用，高考中经常以计算题的形式出现。 对动力学和能量知识的运用，受力分析，运动分析是本题考查的主要内容。考查内容全面，考频高，是近些年的考试重点。 带电粒子在电场中的运用，动能定理 6 预计2021年高考新课标全国卷第25题会以带电粒子在复合场中的运动的形式考察。 （2020·新课标全国Ⅰ卷）在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示。质量为m，电荷量为q（q>0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ=60°。运动中粒子仅受电场力作用。 （1）求电场强度的大小； （2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？ （3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？ 【答案】(1) ；(2) ；(3)0或 【解析】（1）由题意知在A点速度为零的粒子会沿着电场线方向运动，由于q>0，故电场线由A指向C，根据几何关系可知： 所以根据动能定理有： 解得： ； （2）根据题意可知要使粒子动能增量最大则沿电场线方向移动距离最多，做AC垂线并且与圆相切，切点为D，即粒子要从D点射出时沿电场线方向移动距离最多，粒子在电场中做类平抛运动，根据几何关系有 而电场力提供加速度有 联立各式解得粒子进入电场时的速度： ； （3）因为粒子在电场中做类平抛运动，粒子穿过电场前后动量变化量大小为mv0，即在电场方向上速度变化为v0 ，过C点做AC垂线会与圆周交于B点，故由题意可知粒子会从C点或B点射出。当从B点射出时由几何关系有 电场力提供加速度有 联立解得 ；当粒子从C点射出时初速度为0。 另解： 由题意知，初速度为0时，动量增量的大小为 ，此即问题的一个解。自A点以不同的速率垂直于电场方向射入电场的粒子，动量变化都相同，自B点射出电场的粒子，其动量变化量也恒为 ，由几何关系及运动学规律可得，此时入射速率为 如图所示，平行板电容器两极板正对且倾斜放置，下极板接地，电容器电容C=10-8F，板间距离d=3 cm,两极板分别带等量的异种电荷，电量Q=1x10-6c.一电荷量q =3x10-10C,质量m=8x10-8kg带负电的油滴以vo=0.5 m/s的速度自AB板左边缘水平进入电场，在电场中沿水平方向运动，并恰好从CD板右边缘水平飞出，g取10 m/s2, 不计空气阻力.求: (1)两极板之间的电压U; (2)油滴运动到AD中点时的电势能Ep: (3)带电粒子从电场中飞出时的速度大小v. 【解析】(1)由电容器电容公式 得： ，代入数据得： ； (2)AD中点的电势为 ， 电势能为： ； (3) 带电粒子能沿水平方向做直线运动，所受合力与运动方向在同一直线上，由此可知重力不可忽略，受力分析如图所示．静电力在竖直方向上的分力与重力等大反向，则带电粒子所受合力与静电力在水平方向上的分力相同，根据动能定理有： 解得： ． 一、带电粒子的加速 如图所示，质量为m、带正电荷q的粒子，在电场力作用下由静止开始从正极板运动到负极板过程中，电场力对它做的功W＝qU，由动能定理可知W＝qU＝eq \f(1,2)mv2，可以求出粒子到达负极板时的速度v＝ eq \r(\f(2qU,m)). 二、带电粒子的偏转 带电粒子的电荷量为q、质量为m，以速度v0垂直电场线射入两极板间的匀强电场．板长为l、板间距离为d，两极板间的电势差为U. (1)粒子在v0方向上做匀速直线运动，穿越两极板的时间为eq \f(l,v0). (2)粒子在垂直于v0的方向上做初速度为0的匀加速直线运动，加速度为a＝eq \f(qU,md). 1．如图甲所示，在光滑绝缘水平桌面内建立平面直角坐标系xOy，在第Ⅱ象限内有平行于桌面的匀强电场，场强方向与x轴负方向的夹角θ=45°。在第Ⅲ象限垂直于桌面放置两块相互平行的平板C1、C2，两板间距为d1=L，板间有竖直向上的匀强磁场，两板右端在y轴上，板C1与x轴重合，在其左端紧贴桌面有一小孔M，小孔M离坐标原点O的距离为L。在第Ⅳ象限垂直于x轴放置一块平行于y轴的竖直平板C3，平板C3在x轴上垂足为Q，垂足Q与原点O相距 。现将一质量为m、带电量为-q的小球从桌面上的P点以初速度v0垂直于电场方向射出，刚好垂直C1板穿过M孔进入磁场。已知小球可视为质点，P点与小孔M在垂直电场方向上的距离为s，不考虑空气阻力。 （1）求匀强电场的场