课时10.5.1 专题03 带电粒子在复合场中的运动-2023-2024学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第三册）

第十章 静电场中的能量 专题强化练3　带电粒子在复合场中的运动 一、选择题 1.(2021江苏无锡江阴高级中学月考)如图所示，两金属板M、N带有等量异种电荷，正对且水平放置。带正电小球a、b以一定的速度分别从A、B两点射入电场，两小球恰能分别沿直线AC、BC运动到C点，则下列说法正确的是 (　　 ) A.电场中的电势φC>φB B.小球a、b在C位置一定具有相等的电势能 C.仅将下极板N向左平移，则小球a、b仍能沿直线运动 D.仅将下极板N向下平移，则小球a、b仍能沿直线运动 2.(2021广东深圳高三上月考)如图所示，水平面MN的上方和下方分别存在电场强度大小相等、方向竖直向下和竖直向上的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电小球从MN上方的a点以一定的初速度水平抛出，从b点进入下方电场，到达c点时速度方向恰好水平。已知a、b、c三点在同一直线上，且ab=bc。重力加速度为g。则电场强度大小为 (　　 )　　　　　　　　　　　　　　　 A. B. C. D. 3.(2021湖南郴州质检)如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mg=qE，则 (　　 ) A.电场方向竖直向上 B.小球运动的加速度大小为g C.小球上升的最大高度为 D.若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为 4.(2022安徽师范大学附属中学期中)如图所示，竖直向下的匀强电场中，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕O做圆周运动，A、B分别是轨迹的最高点和最低点，已知小球的质量为m，重力加速度为g。以下说法中正确的是 (　　 ) A.小球在A、B两点时，细线的拉力差可能是12mg B.小球不可能做匀速圆周运动 C.小球通过A点时，细线拉力一定最小 D.小球通过B点时，细线拉力不可能为零 5.(2021福建泉州模拟)如图，在竖直向下的匀强电场中，质量为0.5 kg的带正电小物块从光滑绝缘斜面上的A点由静止释放，经过B点后进入绝缘水平面，最后停在C点。某些时刻物块的瞬时速率记录在下表中。若物块经过B点前后速度大小不变，电场力与重力大小相等，取g=10 m/s2，则 (　　 ) t/s 0 3 6 9 v/(m·s-1) 0 8 12 8 A.t=6 s时物块恰好经过B点 B.t=12 s时物块恰好到达C点 C.物块与水平面间的动摩擦因数为 D.整个过程中物块电势能的减少量等于系统内能的增加量 二、非选择题 6.(2021甘肃兰州一诊)水平面上有一个竖直放置的圆弧轨道，A为轨道的最低点，半径OA竖直，圆心角AOB为60°，半径R=0.8 m，空间有竖直向下的匀强电场，场强E=1×104 N/C。一个质量m=2 kg、电荷量q=1×10-3 C的带负电小球，从轨道左侧与圆心O同一高度的C点水平抛出，恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道，到达最低点A时对轨道的压力FN=32.5 N。取g=10 m/s2，求： (1)小球抛出时的初速度v0的大小； (2)小球从B到A的过程中克服摩擦力所做的功Wf。 7.(2022江苏淮安期中)如图所示，在E=1×103 V/m的水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，其半径R=0.4 m，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行。一电荷量为q=+10-4 C的小滑块质量为m=0.04 kg，与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，g取10 m/s2，求： (1)小滑块受到的电场力大小； (2)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N点多远处由静止释放? (3)这样释放的滑块通过P点(P为半圆轨道中点)时对轨道的压力是多大? 答案与解析 专题强化练3　带电粒子在复合场中的运动 1.D　带正电的小球a沿AC运动，则受到竖直向上的电场力，可知上极板带负电，电场线方向竖直向上，沿电场线方向电势降低，可知φB>φC，选项A错误。两球做直线运动，则满足关系mag=qaE，mbg=qbE，可知两球的电荷量不一定相等，则小球a、b在C位置具有的电势能不一定相等，选项B错误。根据E=，两极板带的电荷量Q一定，仅将下极板N向左平移，则S减小，E变大，小球a、b不能沿直线运动；仅将下极板N向下平移，则E不变，小球a、b仍能沿直线运动，选项C错误，D正确。 2.D　小球在水平方向做匀速直线运动，所以小球在MN上方的电场和MN下方的电场中运动的时间之比为t1∶t2=1∶3，小球在竖直方向的位移大小之比为y1∶y2=∶=1∶3，其中a1=，a2=，解得E=，选项D正确。 3.D　小球做匀变速直线运动，合力应与速度在同一直线上，即在ON直