专题04 带电粒子在复合场中的运动-2024-2025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04：带电粒子在复合场中的运动 题组一　复合场中的直线运动 1.(2024江苏常熟月考)如图所示，水平放置的平行板电容器两板间距为d，带负电的小球质量为m、带电荷量为q，它从下极板N的小孔P中以初速度v0射入，沿直线到达上板M上的小孔Q，若重力加速度为g，则 (　 　) A.小球在M、N间运动的加速度不为零 B.M板电势低于N板电势 C.小球从P到Q，电势能增加了mgd D.M、N间电势差大小为 2.(2024江西名校联合测评)如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面成θ角，极板的长度为L，A板带负电，B板接地。若一比荷为k的带电小球恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器，重力加速度大小为g，下列说法错误的是 (　 　) A.小球带正电 B.A板的电势为- C.若小球离开电容器时速度刚好为0，则运动时间为 D.在此过程中小球的电势能增大 3.(2024湖南常德第一中学期中)多反射飞行时间质谱仪的工作原理如图所示，从离子源A处飘出的离子初速度不计，经电压为U的匀强电场加速后射入质量分析器。质量分析器由两个反射区和长为l的漂移管(无场区域)构成，开始时反射区1、2均未加电场，当离子第一次进入漂移管时，两反射区开始加上场强大小相等、方向相反的匀强电场，且场强足够大，使得进入反射区的离子能够反射回漂移管。离子在质量分析器中经多次往复即将进入反射区2时，撤去反射区的电场，离子打在荧光屏B上被探测到，可测得离子从A到B的总飞行时间。设实验所用离子的电荷量均为q，不计重力。 (1)求质量为m的离子第一次通过漂移管所用的时间T1； (2)反射区加上电场，电场强度大小为E，求离子能进入反射区的最大距离x； (3)已知质量为m0的离子总飞行时间为t0，待测离子的总飞行时间为t1，两种离子在质量分析器中反射相同次数，求待测离子质量m1。 题组二　复合场中的类抛体运动 4.(2024江苏五市十一校联测)如图所示，绝缘斜面固定在水平面上，空间有竖直向下的匀强电场，质量相同的小球A、B从斜面上的M点以相同的初速度沿水平方向抛出，A带电，B不带电，最后两球均落在斜面上，A的位移是B的2倍，A、B两球在空中运动的时间分别为tA、tB，加速度大小分别为aA、aB，落在斜面上的动能分别为EkA、EkB，不计空气阻力。则 (　 　) A.A球一定带正电 B.tA=tB C.aA=2aB D.EkA=EkB 5.(2024北京西城期中)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 (　 　) A.动能增加mv2 B.机械能增加2mv2 C.重力势能增加mv2 D.电势能增加2mv2 题组三　复合场中的圆周运动 6.(2024江苏扬州期中)如图所示，用绝缘细线拴一个带负电的小球，让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直平面内的圆周运动，a、b两点分别是圆周的最高点和最低点，则 (　 　) A.小球经过a点时，线中的张力一定最小 B.小球经过a点时，电势能一定最大 C.小球经过的各点中，b点的电势不是最低的 D.小球经过b点时，机械能一定最小 7.(2024江苏苏州期中)如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球(电荷量为q)。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是 (　 　) A.匀强电场的电场强度E= B.小球动能的最小值为Ek= C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D.小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大 8.(2024安徽合肥一中月考)一长为L= m的细线一端固定于O点，另一端拴一质量为m=×10-2 kg带电荷量为q=10-4 C带正电的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中。开始时，将细线与小球拉成水平伸直状态，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转动到O点左侧且与竖直方向夹角θ=30°时，小球到达B点且速度恰好为零，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)匀强电场的电场强度E的大小； (2)小球达到最大速度时，细线对小球的拉力FT的大小； (3)若想让小球做完整的圆周运动，则小球在A点释放瞬间至少要获得多大的竖直向下的初速度v0min。 答案与分层梯度式解析 专题强化练4　带电粒子在复合场中的运动 1.D　小球受重力和电场力作用，且两者均在竖直方向，小球斜向右上方做直线运动，则重力与电场力平衡，小球所受合力为零，加速度为零，小球做匀速直线运动，A错误；小球所受电场力