第8章 素养提升课(7) 带电粒子(体)在电场中运动的综合问题（word练习）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

课时精练(三十七)　带电粒子(体)在电场中运动的综合问题 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [基础巩固练] 1．如图所示，A、B两导体板平行放置，在t＝0时将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)，若分别在A、B两板间加下图所示的四种电压，则其中可能使电子打不到B板的是(　　) B　[加A图电压时，电子从A板开始向B板做匀加速直线运动，一定能打到B板上，故A错误；加B图电压时，若A、B板间距足够大，则0～t0电子向B板做匀加速运动，t0～2t0电子向B板做加速度大小相同的匀减速运动直到速度为零，2t0～3t0电子向A板做匀加速运动，3t0～4t0电子向A板做匀减速运动，t＝4t0时电子回到出发点，可知电子有可能打不到B板，故B正确；加C图电压时，电子一直向B板先加速后减速，再加速再减速……一直向B板运动，可知一定能打到B板，故C错误；加D图电压时，可知电子在一个周期内速度的方向不变，一直向B板运动，一定能打到B板，故D错误。故选B。] 2．图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压u，电压u随时间t变化的图线如图乙所示。质量为m、重力不计的带电粒子以初速度v0沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述错误的是(　　) A．t＝0时入射的粒子，离开电场时偏离中线的距离最大 B．t＝T时入射的粒子，离开电场时偏离中线的距离最大 C．无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度方向都水平 D．无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度大小都相等 B　[粒子在电场中运动的时间是相同的，t＝0时入射的粒子在竖直方向先加速，然后减速，最后离开电场区域，故t＝0时入射的粒子离开电场时偏离中线的距离最大，选项A正确；t＝T时入射的粒子在竖直方向先加速，然后减速，再反向加速，最后反向减速离开电场区域，故此时刻射入的粒子离开电场时速度方向和中线在同一直线上，选项B错误；因粒子在电场中运动的时间等于电场变化的周期T，根据动量定理，竖直方向电场力的冲量的矢量和为零，故所有粒子离开电场时的竖直方向分速度为零，即最终都垂直电场方向射出电场，离开电场时的速度大小都等于初速度，选项C、D正确。] 3．(多选)一带正电小球从A点竖直抛出，在空中同时存在水平向右的电场，运动轨迹如图，A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时动能为16 J，在M点的动能为8 J，不计空气阻力。则(　　) A．小球水平位移x1与x2的比值为1∶4 B．小球水平位移x1与x2的比值为1∶3 C．小球落到B点时的动能为48 J D．小球从A点运动到B点过程中最小动能为8 J BC　[小球在竖直方向上做竖直上抛运动，根据对称性可知，从A点至M点和从M点至B点的时间t相等，小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a，根据位移时间公式x1＝at2，x2＝at×t＋at2，联立可得＝，A错误，B正确；小球从A到M，由功能关系知在水平方向上电场力做功为W1＝Fx1＝8 J，则从A到B水平方向上电场力做功为W1＝F(x1＋x2)＝4W1＝32 J，根据能量守恒定律可知，小球运动到B点时的动能为EkB＝Ek0＋4W1＝16 J＋32 J＝48 J，C正确；据运动轨迹，小球的运动方向与加速度的方向垂直时，小球的速度最小，则小球从A到B过程中最小速度一定与等效G′垂直，在AM之间，最小动能小于8 J，D错误。故选BC。] 4．(多选)(2022·河北冀州中学模拟)如图所示，可视为质点的质量为m且电荷量为q的带电小球，用一绝缘轻质细绳悬挂于O点，绳长为L，现加一水平向右的足够大的匀强电场，电场强度大小为E＝，小球初始位置在最低点，若给小球一个水平向右的初速度，使小球能够在竖直面内做圆周运动，忽略空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是(　　) A．小球在运动过程中机械能守恒 B．小球在运动过程中机械能不守恒 C．小球在运动过程中的最小速度至少为 D．小球在运动过程中的最大速度至少为 BD　[小球在运动的过程中，电场力做功，机械能不守恒，故A错误，B正确；如图所示，小球在电场中运动的等效最高点和最低点分别为A点和B点，等效重力G′＝mg，小球在最高点的最小速度v1满足G′＝m，解得v1＝，故C错误；小球由最高点运动到最低点，由动能定理有G′·2L＝mv22－mv12，解得v2＝ ，故D正确。] 5．(2022·重庆市第八中学模拟)如图，滑块A、B的质量均为m，B带正电、电荷量为q；A不带电，A套在固定竖直直杆上，A、B通过转轴用长度为L的刚性轻杆连接，B放在水平面上并靠近竖直杆，A、B均静止。现加上水平向右、强度为E的匀强电场，B开始沿水平面向右运动。不计一切摩擦，A、B视为质点。在A下滑的过程中，下列说法正确的是(　　)