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2024届高三物理二轮复习强化练习:带电粒子在电场中的运动
一、选择题
1.如图甲所示,将一带正电的小球从直线电场线上的A点由静止释放,小球仅在电场力作用下沿直线从A点运动到点(A、间距为),到达点时的速度大小为,其图像如图乙所示。已知小球质量为、电荷量为,下列说法中正确的是( )
A.A点电场强度大于点电场强度
B.A点电势低于点电势
C.A点电场强度大小为
D.A、两点的电势差大小为
2.如图所示,AB为空间匀强电场的等势面,一电荷量为﹣q的质点(重力不计)在恒定拉力及电场力的作用下沿直线由A匀速运动到C,移动过程中拉力做功为W0,已知AC和AB间夹角为θ,A、C两点间距离为s,则( )
A.A、C两点的电势差为﹣
B.匀强电场的电场强度大小为
C.带电质点由A点运动到C点的过程中,电势能一定减少了W0
D.若要使带电质点由C点向A点做匀速直线运动,则拉力必须反向
3、如图,P和Q为两平行金属板,板间电压为U,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动.关于电子到达Q板时的速率,下列说法正确的是( )
A.两板间距离越大,加速时间越长,获得的速率就越大
B.两板间距离越小,加速度越大,获得的速率就越大
C.与两板间距离无关,仅与加速电压U有关
D.以上说法都不正确
4、如图所示,板长为L的平行板电容器与一直流电源相连接,其极板与水平面成30°角;若带电粒子甲、乙由图中的P点射入电容器,分别沿着虚线1和2运动(虚线1为水平线,虚线2为平行且靠近上极板的直线)。下列关于带电粒子的说法正确的是( )
A.两粒子均做匀减速直线运动
B.两粒子电势能均逐渐增加
C.两粒子机械能均守恒
D.若两粒子质量相同,则乙的电荷量一定比甲的电荷量大
5、如图所示,一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子(不计重力),以初动能Ek0从MN连线上的P点水平向右射出,在大小为E、方向竖直向下的匀强电场中运动。已知MN与水平方向成45°角,则粒子到达MN连线上的某点(未画出)时( )
A.所用时间为
B.动能为3Ek0
C.若P点的电势为0,则该点电势为
D.若仅增大初速度,速度与竖直方向的夹角不变
6.如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m的带电小球,以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2v,方向与电场方向相反,则小球从M运动到N的过程中,动量大小的最小值为( )
A. B.
C. D.
7.(多选)三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入匀强电场,不计电子重力,如图,a打在下极板上,b恰好飞出.则由此可判断( )
A.b和c同时飞离电场
B.在b飞离电场的瞬间,a刚好打在下极板上
C.进入电场时,a速度最小,c速度最大
D.c的动能增加量最大,a和b的动能增加量一样大
8、(多选)如图所示,在竖直放置的平行金属板A、B之间加有恒定电压U,A、B两板的中央留有小孔O1、O2,在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E,电场范围足够大,感光板MN垂直于电场方向固定放置.第一次从小孔O1处由静止释放一个质子,第二次从小孔O1处由静止释放一个α粒子,关于这两个粒子的运动,下列判断正确的是( )
A.质子和α粒子在O2处的速度大小之比为1∶2
B.质子和α粒子在整个过程中运动的时间相等
C.质子和α粒子打到感光板上时的动能之比为1∶2
D.质子和α粒子打到感光板上的位置相同
9、如图所示,长为L的轻质绝缘不可伸长细线,一端固定在水平向右匀强电场中的O点→端系一质量为m,电量为+q的带电小球,小球能静止在位置A,OA与竖直方向成30°角,重力加速度为g。现将小球拉到位置B,OB呈水平且OB=L,然后静止释放,对于小球后续的运动,下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度E=
B. 小球释放后可以做完整的圆周运动
C. 小球的最大速度为
D. 做圆周运动过程中,绳子的最大拉力为mg
10.(多选)如图甲所示,长为8d、间距为d的平行金属板水平放置,O点有一粒子源,能持续水平向右发射初速度为v0、电荷量为q()、质量为m的粒子,在两板间存在如图乙所示的交变电场,取竖直向下为正方向,不计粒子重力,以下判断正确的是( )
A.粒子在电场中运动的最短时间为
B.射出粒子的最大动能为
C.时刻进入的粒子,从O′点射出
D.时刻进入的粒子,从O′点射出
二、计算题
11、如图所示,有一电子(电荷量为e)经电压U0加速后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间.若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能从金属板边缘穿出电场,求:(1)金属板AB的长度;
(2)电子穿出电场时的动能。
12、如图所示,相距2L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PS下方的电场E