专题突破练习9 带电粒子(带电体)在电场中的综合问题(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

专题突破练习(九) 1．(多选)(2022·湖北卷)如图所示，一带电粒子以初速度v0沿x轴正方向从坐标原点O射入，并经过点P(a>0，b>0)。若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现，粒子从О到Р运动的时间为t1，到达P点的动能为Ek1。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从O到P运动的时间为t2，到达P点的动能为Ek2。下列关系式正确的是(　　) A．t1<t2　　　　 B．t1> t2 C．Ek1<Ek2 D．Ek1>Ek2 AD　[该过程中由方向平行于y轴的匀强电场实现时，粒子做类平抛运动，沿x轴正方向做匀速直线运动；该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，粒子做匀速圆周运动，沿x轴正方向分速度在减小，根据t＝可知t1<t2，故A正确，B错误；该过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现时，粒子做类平抛运动，到达P点时速度大于v0；该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，粒子做匀速圆周运动，到达P点时速度等于v0，而根据Ek＝mv2可知Ek1>Ek2，故C错误，D正确。故选AD。] 2．(2022·浙江6月选考)如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场，板长为L(不考虑边界效应)。t＝0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为v0；平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则(　　) A．M板电势高于N板电势 B．两个粒子的电势能都增加 C．粒子在两板间的加速度为a＝ D．粒子从N板下端射出的时间t＝ C　[粒子的电性未知，粒子从M极板到N极板，电场力做正功，但不能判断极板电势的高低，A错误；电场力做正功时，粒子电势能减小，B错误；根据能量守恒定律可知，平行M板向下的粒子，到达N极板下端时的速度大小仍为v0，在平行极板方向做匀速运动，速度为v0，在垂直极板方向做匀加速直线运动，有a＝，t＝，解得a＝，C正确，D错误。] 3．(多选)如图所示，一绝缘丝线拴接一可视为质点的球在竖直面内做圆周运动，在空间施加水平向右的匀强电场，已知球的质量为m、电荷量为＋q，A、B两点与圆心O在同一水平线上，C、D两点分别为圆周运动的最低点和最高点，球经过A点时丝线的拉力与球的速度的关系为FT＝v2－a。则下列说法正确的是(　　) A．丝线的长度为 B．球在D点的动能最小 C．电场强度的大小为 D．v＝时，球在B点时对丝线的拉力大小为6a AD　[设绝缘丝线的长度为L，球在A点时对球进行受力分析，由牛顿第二定律可得FT＋qE＝m，则FT＝v2－qE，结合题意可知＝，整理得L＝，选项A正确；又－qE＝－a，则电场强度大小为E＝，选项C错误；由于重力和电场力的合力斜向右下方，故球做圆周运动的等效最低点在B、C之间，等效最高点在A、D之间，球在等效最高点的速度最小，动能最小，选项B错误；当v＝时，球在A点不受丝线的拉力，则qE＝m，对球从A到B过程，由动能定理得qE·2L＝mv－mv2，球在B点时，对球进行受力分析，由牛顿第二定律可得FTB－qE＝m，联立解得FTB＝6qE＝6a，由牛顿第三定律可知，此时球对丝线的拉力大小也为6a，选项D正确。] 4．(多选)如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t＝0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0～时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g。关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．末速度大小为v0 B．末速度沿水平方向 C．重力势能减少了mgd D．克服电场力做功为mgd BC　[因0～时间内微粒做匀速运动，故E0q＝mg；在～时间内，微粒只受重力作用，做平抛运动，在t＝时刻竖直方向的速度为vy1＝，水平方向的速度为v0；在～T时间内，由牛顿第二定律得2E0q－mg＝ma，解得a＝g，方向向上，则在t＝T时刻，微粒竖直方向的速度减小到零，水平方向的速度为v0，选项A错误，B正确；微粒的重力势能减小了ΔEp＝mg·＝mgd，选项C正确；从射入到射出，由动能定理可知，mgd－W克电＝0，可知克服电场力做功为mgd，选项D错误。] 5．(多选)(2022·全国甲卷)地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中P点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在P点。则射出后(　　) A．小球的动能最小时，其电势能最大 B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大 C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大 D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量 B