高二年級(jí)物理期末考試復(fù)習(xí)限時(shí)練習(xí)題(6)必修三帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（時(shí)間：45分鐘）一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1．如圖所示，一價(jià)氫離子(H＋)和二價(jià)氦離子(He2＋)的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們()A．同時(shí)到達(dá)屏上同一點(diǎn)B．先后到達(dá)屏上同一點(diǎn)C．同時(shí)到達(dá)屏上不同點(diǎn)D．先后到達(dá)屏上不同點(diǎn)2．兩個(gè)較大的平行金屬板A、B相距為d，分別接在電壓為U的電源正、負(fù)極上，這時(shí)質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的油滴恰好靜止在兩板之間，如圖所示．在其他條件不變的情況下，如果將兩板非常緩慢地水平錯(cuò)開一些，那么在錯(cuò)開的過(guò)程中()A．油滴將向上加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從b流向aB．油滴將向下加速運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向bC．油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從b流向aD．油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向b3．空間中有水平方向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電量為q的微粒在某豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能和重力勢(shì)能隨時(shí)間變化如圖所示，則該微粒（）A．一定帶正電 B．0—3s電場(chǎng)力做功為9JC．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能減小 D．0—3s內(nèi)除電場(chǎng)力和重力外所受到的其他力對(duì)微粒做功為12J4．如圖所示某同學(xué)采用平行板電容器測(cè)量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖，電容器上極板固定，下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng)，兩極板間電壓不變，若材料溫度降低時(shí)，極板上所帶電荷量變少，則（）A．材料豎直方向尺度減小 B．極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變C．極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大D．電容器電容變大5．如圖所示，空間存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的帶電粒子以水平方向的初速度v0由O點(diǎn)射入，剛好通過(guò)豎直平面內(nèi)的P點(diǎn)，已知連線OP與初速度方向的夾角為θ＝45°，不計(jì)粒子的重力，則O、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UOP為（）A．mv02/2qB．mv02/qC．2mv02/qD．5mv02/2q6.靜電火箭的工作過(guò)程簡(jiǎn)化圖如圖所示，離子源發(fā)射的離子經(jīng)過(guò)加速區(qū)加速，進(jìn)入中和區(qū)與該區(qū)域里面的電子中和，最后形成中性高速射流噴射而產(chǎn)生推力，根據(jù)題目信息可知（）A．M板電勢(shì)低于N板電勢(shì)B．進(jìn)入中和區(qū)的離子速度與離子帶電荷量無(wú)關(guān)C．增大加速區(qū)MN極板間的距離，可以增大射流速度而獲得更大的推力D．增大MN極板間的電壓，可以增大射流速度而獲得更大的推力7．如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場(chǎng)強(qiáng)度為E、區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，以初速度v0沿ON在豎直面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。ON與水平面的夾角為30°，重力加速度為g，且mg＝qE，則（）A．電場(chǎng)方向豎直向上B．小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g/2C．小球上升的最大高度為v02/4gD．若小球在初始位置的電勢(shì)能為0，則小球電勢(shì)能的最大值為?mv028.直線ab是電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，從a點(diǎn)無(wú)初速度釋放一電子，電子僅在電場(chǎng)力作用下，沿直線從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的規(guī)律如圖乙所示．設(shè)a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為Ea和Eb，電勢(shì)分別為φa和φb.則()A．Ea＝Eb B．Ea＜EbC．φa＜φb D．φa＞φb二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得4分，有選錯(cuò)的得0分)9．(多選)如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E′的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地，靜電計(jì)所帶電荷量很少，可被忽略．一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn)．現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，則()A．平行板電容器的電容將變小B．靜電計(jì)指針張角變小C．帶電油滴的電勢(shì)能將減少D．若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開，再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，則帶電油滴所受電場(chǎng)力不變10．(多選)如圖所示，光滑絕緣的水平面上方存在一個(gè)水平方向的電場(chǎng)，電場(chǎng)線與x軸平行，電勢(shì)φ與坐標(biāo)值x的關(guān)系式為：φ＝106x(φ的單位為V，x單位為m)．一帶正電小滑塊P，從x＝0處以初速度v0沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，則()A．電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為106V/mB．電場(chǎng)方向沿x軸正方向C．小滑塊的電勢(shì)能一直增大D．小滑塊的電勢(shì)能先增大后減小11.(多選)如圖所示，在真空中A、B兩塊平行金屬板豎直放置并接入電路．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使A、B兩板間的電壓為U時(shí)，一質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電粒子，以初速度v0從A板上的中心小孔沿垂直兩板的方向射入電場(chǎng)中，恰從A、B兩板的中點(diǎn)處沿原路返回(不計(jì)重力)，則下列說(shuō)法正確的是()A．使初速度變?yōu)?v0時(shí)，帶電粒子恰能到達(dá)B板B．使初速度變?yōu)?v0時(shí)，帶電粒子將從B板中心小孔射出C．使初速度v0和電壓U都增加為原來(lái)的2倍時(shí)，帶電粒子恰能到達(dá)B板D．使初速度v0和電壓U都增加為原來(lái)的2倍時(shí)，帶電粒子將從B板中心小孔射出12.（多選）如圖所示，在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B兩球質(zhì)量相等，A球位于B球的正上方，兩個(gè)小球以相同的初速度水平拋出，它們最后落在水平面上同一點(diǎn)，其中只有一個(gè)小球帶電，不計(jì)空氣阻力，下列判斷正確的是（）A．如果A球帶電，則A球一定帶負(fù)電B．如果A球帶電，則A球的電勢(shì)能一定增加C．如果B球帶電，則B球一定帶負(fù)電D．如果B球帶電，則B球的電勢(shì)能一定增加13.（多選）如圖甲所示，真空中水平放置兩塊長(zhǎng)度為d的平行金屬板P、Q，兩板間距為d，兩板間加上如圖乙所示最大值為U0的周期性變化的電壓。在兩板左側(cè)緊靠P板處有一粒子源A，自t＝0時(shí)刻開始連續(xù)釋放初速度大小為v0、方向平行于金屬板的相同帶電粒子，t＝0時(shí)刻釋放的粒子恰好從Q板右側(cè)邊緣離開電場(chǎng)。已知電場(chǎng)變化周期T＝2d/v0，粒子質(zhì)量為m，不計(jì)粒子重力及相互之間的作用力，則（）A．在t＝0時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度大小仍為v0B．粒子的電荷量為mv02/2U0C．在t＝T/8時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場(chǎng)時(shí)，在豎直方向的位移大小為d/8D．在t＝T/4時(shí)刻進(jìn)入的粒子剛好從P板右側(cè)邊緣離開電場(chǎng)三、應(yīng)用題（本題3個(gè)小題，共38分）14、如圖所示，帶有等量異種電荷平行金屬板M、N豎直放置，M、N兩板間的距離d＝0.5m．現(xiàn)將一質(zhì)量m＝1×10－2kg、電荷量q＝＋4×10－5C的帶電小球從兩極板上方的A點(diǎn)以v0＝4m/s的初速度水平拋出，A點(diǎn)距離兩板上端的高度h＝0.2m；之后小球恰好從靠近M板上端處進(jìn)入兩板間，沿直線運(yùn)動(dòng)碰到N板上的C點(diǎn)，該直線與曲線的末端相切．設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)只存在于M、N之間，不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2.求：(1)小球到達(dá)M極板上邊緣B位置時(shí)速度的大小和方向；(2)M、N兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；(3)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能．15、如圖所示，在xOy平面的第一象限，存在以x軸、y軸、直線x＝2L及直線y＝2L為邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向水平向右；在第二象限存在以x軸、y軸、x＝-3L及y＝2L為邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，電場(chǎng)方向豎直向上。一電子（電荷量大小為e，質(zhì)量為m，不計(jì)重力）從B點(diǎn)處?kù)o止釋放，恰好從N點(diǎn)離開電場(chǎng)區(qū)域Ⅱ。（1）求電子通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大小；（2）求電場(chǎng)區(qū)域Ⅱ中的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；（3）電子由電場(chǎng)區(qū)域Ⅰ中某點(diǎn)靜止釋放，從電場(chǎng)區(qū)域Ⅱ的邊界NO離開，且出射速度的方向與x軸負(fù)方向成53°角，求釋放點(diǎn)的位置應(yīng)滿足的條件（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）。16、如圖所示，長(zhǎng)為l的輕質(zhì)細(xì)線固定在O點(diǎn)，細(xì)線的下端系住質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，小球的最低點(diǎn)距離水平面的高度為h，在小球最低點(diǎn)與水平面之間高為h的空間內(nèi)分布著場(chǎng)強(qiáng)為E的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)．固定點(diǎn)O的正下方l/2處有一小障礙物P，現(xiàn)將小球從細(xì)線處于水平狀態(tài)由靜止釋放．(1)細(xì)線在剛要接觸障礙物P時(shí)，小球的速度是多大？(2)細(xì)線在剛要接觸障礙物P和細(xì)線剛接觸到障礙物P時(shí)，細(xì)線的拉力發(fā)生多大變化？(3)若細(xì)線在剛要接觸障礙物P時(shí)斷開，小球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)的動(dòng)能為多大？高二年級(jí)物理期末考試復(fù)習(xí)限時(shí)練習(xí)題(1)參考答案一、單項(xiàng)選擇題1．答案：B解析：一價(jià)氫離子(H＋)和二價(jià)氦離子(He2＋)的比荷不同，由qU＝eq\f(1,2)mv2可知經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)獲得的末速度不同，因此在加速電場(chǎng)及偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間均不同，但在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)距離y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(U2L2,4U1d)相同，所以會(huì)打在同一點(diǎn)，B正確．2．答案：D解析：電容器與電源相連，兩極板間電壓不變．將兩極板非常緩慢地水平錯(cuò)開一些，兩極板正對(duì)面積減小，而間距不變，由E＝eq\f(U,d)可知，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，油滴受到的電場(chǎng)力不變，仍與重力平衡，因此油滴靜止不動(dòng)．由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容減小，Q＝CU，電荷量減小，電容器放電，因此可判斷電流計(jì)中的電流從a流向b，故D正確．3．答案：D4．答案：A5．答案：C6.答案：D7．答案：C8.答案：C解析：電子在電場(chǎng)中發(fā)生一段位移Δx，電場(chǎng)力做功eEΔx，由功能關(guān)系知ΔEp＝－eEΔx，即eq\f(ΔEp,Δx)＝－eE，Ep－x圖線斜率的絕對(duì)值表示電場(chǎng)力，由圖線知，斜率減小，故場(chǎng)強(qiáng)在減小，所以，Ea>Eb，故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；電子從靜止開始由a向b運(yùn)動(dòng)，故受電場(chǎng)力方向一定由a指向b，又因電子帶負(fù)電，所以場(chǎng)強(qiáng)方向一定從b指向a，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，所以φa<φb，故C正確，D錯(cuò)誤．二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得4分，有選錯(cuò)的得0分)9．答案：ACD解析：將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離時(shí)，兩極板的正對(duì)面積S不變，間距d變大，根據(jù)關(guān)系式C＝eq\f(εrS,4πkd)∝eq\f(S,d)可知，電容C減小，選項(xiàng)A正確；因?yàn)殪o電計(jì)指針的變化表征了電容器兩極板電勢(shì)差的變化，題中電容器兩極板間的電勢(shì)差U不變，所以靜電計(jì)指針張角不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；U不變，極板間距d變大時(shí)，板間場(chǎng)強(qiáng)E＝U/d減小，帶電油滴所處位置的電勢(shì)φP＝EdP增大，其中dP為油滴到下極板的距離，又因?yàn)橛偷螏ж?fù)電，所以其電勢(shì)能將減少，選項(xiàng)C正確；若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開，再將下極板向下移動(dòng)一小段距離，則電容器帶電荷量Q不變，極板間距d變大，根據(jù)Q＝CU，E＝U/d和C＝eq\f(εrS,4πkd)可知E∝Q/S，可見(jiàn)，極板間場(chǎng)強(qiáng)E不變，所以帶電油滴所受電場(chǎng)力不變，選項(xiàng)D正確．10．答案：AD解析：根據(jù)E＝eq\f(U,d)，U＝φ2－φ1可知，E＝eq\f(ΔU,Δx)＝106V/m，選項(xiàng)A對(duì)；隨x值的增大，φ也增大，所以電場(chǎng)的方向應(yīng)沿x軸負(fù)方向，選項(xiàng)B錯(cuò)；電場(chǎng)力對(duì)滑塊P先做負(fù)功后做正功，所以滑塊的電勢(shì)能先增大后減小，選項(xiàng)D對(duì)，C錯(cuò)．11.答案：BC解析：設(shè)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)中的位移為x，根據(jù)動(dòng)能定理得：－qEx＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，又E＝eq\f(U,d)得x＝eq\f(mdv\o\al(2,0),2qU)，由此可知，要使帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后恰能到達(dá)B板處，x變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，采取的方法有：使帶電粒子的初速度變?yōu)閑q\r(2)v0；或使A、B兩板間的電壓變?yōu)閑q\f(1,2)U；或使初速度v0和電壓U都增加到原來(lái)的2倍，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤．12.答案：AD13.答案：AD三、應(yīng)用題（本題2個(gè)小題，共38分）14、答案：(1)2eq\r(5)m/s，方向與水平方向的夾角為arctan0.5(2)5×103N/C，方向水平向右(3)0.225J解析：(1)小球平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，vx＝v0＝4m/s豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，vy＝gt1＝2m/s解得：vB＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝2eq\r(5)m/s方向tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(1,2)，θ＝arctan0.5(θ為速度方向與水平方向的夾角)(2)小球進(jìn)入電場(chǎng)后，沿直線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，所以重力與電場(chǎng)力的合力即沿該直線方向，則tanθ＝eq\f(mg,qE)＝eq\f(1,2)解得：E＝eq\f(2mg,q)＝5×103N/C，方向水平向右．(3)進(jìn)入電場(chǎng)后，小球受到的合外力F合＝eq\r(mg2＋qE2)＝eq\r(5)mgB、C兩點(diǎn)間的距離s＝eq\f(d,cosθ)，cosθ＝eq\f(qE,F合)＝eq\f(2,\r(5))從B到C由動(dòng)能定理得：F合s＝EkC－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得：EkC＝0.225J15、答案：16、答案：(1)eq\r(2gl)(2)增大2mg(3)mgh＋mgl＋eq\f(q2E2h,mg)＋2qEeq\r(hl)解析：(1)由機(jī)械能守恒定律得mgl＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(2gl).(2)細(xì)線在剛