10.5带电粒子再电场中的运动-2021-2022学年高二物理优化训练（2019人教版必修第三册）

第十章 静电场中的能量 10.5带电粒子再电场中的运动 一、单选题 1.如图，四个质量均为m、带电荷量均为+q的微粒a、b、c、d距离地面的高度相同，以相同的水平速度被抛出，除了a微粒没有经过电场外，其他三个微粒均经过电场强度大小为E的匀强电场（mg>qE），这四个微粒从被抛出到落地所用的时间分别是ta、tb、tc、td ， 不计空气阻力，则（   ） A. tb<ta=td<tc                    B. tb=tc<ta=td                    C. ta=td<tb<tc                    D. tb<ta<tc<td 【答案】 A 【解析】令抛出点高度为h，则a小球做平抛运动，落地时间 b小球受到竖直向下的电场力，方向与重力方向相同，小球在竖直方向做加速度为 的匀加速运动，水平方向做匀速直线运动，故小球落地时间为 同理c小球做类平抛运动落地时间 d小球受到水平向右的电场力作用，故在水平方向做匀加速直线运动，竖直方向只受重力作用，做自由落体运动，故有d小球落地时间 综上所述有四个小球落地时间满足 故答案为：A。 2.如图所示，地面上某区域存在着水平向右的匀强电场，一个质量为m的带负电小球以水平向右的初速度v0 ， 由O点射入该区域，刚好竖直向下通过竖直平面中的P点，已知连线OP与初速度方向的夹角为60°，重力加速度为g，则以下说法正确的是（   ） A. 电场力大小为 B. 小球所受的合外力大小为 C. 小球由O点到P点用时 D. 小球通过P点时的动能为 【答案】 C 【解析】C．设OP＝L，从O到P水平方向做匀减速运动，到达P点的水平速度为零；竖直方向做自由落体运动，则水平方向Lcos 60°＝ v0t 竖直方向Lsin 60°＝ gt2 解得t＝ C符合题意； AB．水平方向F1=ma= 小球所受的合外力是F1与mg的合力，可知合力大小大于 ，AB不符合题意； D．小球通过P点时的速度 则动能 选项D不符合题意； 故答案为：C。 3.如图所示，在两条竖直边界线所围的匀强电场中，一个不计重力的带电粒子从左边界的P点以某一水平速度射入电场，从右边界的Q点射出，下列判断正确的有（   ） A. 粒子带负电                                                         B. 粒子做匀速圆周运动 C. 粒子电势能减小                                                  D. 若增大电场强度，粒子通过电场的时间变大 【答案】 C 【解析】AB．粒子垂直电场进入，只受恒定的电场力作用，则做类平抛运动，电场力竖直向下，知粒子带正电，AB不符合题意； C．从P到Q，电场力做正功，电势能减小，C符合题意； D．粒子在水平方向上做匀速直线运动，初速度不变，穿越电场的时间不变，仅增大电场强度，通过电场的时间不变，D不符合题意。 故答案为：C。 4.如图所示，一带正电的粒子以初速度v进入范围足够大的匀强电场E中，初速度方向与电场方向平行，粒子不计重力。下列说法正确的是（   ） A. 粒子一直做匀加速直线运动 B. 粒子一直做匀减速直线运动 C. 粒子先做匀减速直线运动，再反向做匀加速直线运动 D. 粒子先做匀加速直线运动，再反向做匀减速直线运动 【答案】 A 【解析】因为粒子带正电，受到的电场力方向与初速度方向相同，而且电场力是恒力，粒子的加速度恒定，所以粒子一直做匀加速直线运动，A符合题意，BCD不符合题意。 故答案为：A。 5.如图所示，质子 和α粒子 ）以相同的初动能垂直射入偏转电场（不计粒子重力），则这两个粒子射出电场时的偏转位移y之比为（    ） A.                                       B.                                       C.                                       D.  【答案】 B 【解析】水平方向：x=v0t 竖直方向： 而 初动能： ， 联立可得： 可知y与q成正比，两个粒子射出电场时的偏转位移y之比为1:2，B符合题意，ACD不符合题意。 故答案为：B 6.在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且 ，如图所示。由此可知（   ） A. 小球从A到B到C的整个过程中机械能守恒