2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)必?zé)峥键c(diǎn)整合回扣練專題（34）帶電體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題（原卷版）考點(diǎn)一eq\a\vs4\al(用正交分解法分析帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))1.如圖，兩水平面(虛線)之間的距離為H，其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)．自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)量均為m、電荷量分別為q和－q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場(chǎng)的方向射出．小球在重力作用下進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，并從該區(qū)域的下邊界離開(kāi)．已知N離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度方向豎直向下；M在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)，剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為N剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能的1.5倍．不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g.求：(1)M與N在電場(chǎng)中沿水平方向的位移之比；(2)A點(diǎn)距電場(chǎng)上邊界的高度；(3)該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小．【提分筆記】用正交分解的方法分析帶電小球進(jìn)入電場(chǎng)后(在復(fù)合場(chǎng)中)的運(yùn)動(dòng)，將帶電小球的運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)互相正交的比較簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)，而這兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是可以掌握的．考點(diǎn)二eq\a\vs4\al(用等效法分析帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))2.如圖所示，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小物塊恰好靜止。重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)水平向右電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?2)若將電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的eq\f(1,2)，小物塊的加速度是多大；(3)電場(chǎng)強(qiáng)度變化后小物塊下滑距離L時(shí)的動(dòng)能。3.如圖所示，在E＝103V/m的豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)平滑相接，半圓形軌道平面與電場(chǎng)線平行，其半徑R＝40cm，N為半圓形軌道最低點(diǎn)，P為QN圓弧的中點(diǎn)，一帶負(fù)電q＝10－4C的小滑塊質(zhì)量m＝10g，與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.15，位于N點(diǎn)右側(cè)1.5m的M處，取g＝10m/s2，求：(1)要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)Q，則小滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運(yùn)動(dòng)？(2)這樣運(yùn)動(dòng)的小滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大？【提分筆記】等效重力場(chǎng)(1)內(nèi)容物體僅在重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是最常見(jiàn)、最基本的運(yùn)動(dòng)，但是對(duì)于處在勻強(qiáng)電場(chǎng)和重力場(chǎng)中物體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題就會(huì)變得復(fù)雜一些．此時(shí)可以將重力場(chǎng)與電場(chǎng)合二為一，用一個(gè)全新的“復(fù)合場(chǎng)”來(lái)代替，可形象稱之為“等效重力場(chǎng)”．(2)等效重力場(chǎng)的對(duì)應(yīng)概念及解釋考點(diǎn)三分階段法研究帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中的多過(guò)程運(yùn)動(dòng)4.真空中存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電油滴在該電場(chǎng)中豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v0.在油滴處于位置A時(shí)，將電場(chǎng)強(qiáng)度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變．持續(xù)一段時(shí)間t1后，又突然將電場(chǎng)反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時(shí)間后，油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．重力加速度大小為g.(1)求油滴運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度；(2)求增大后的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。粸楸ＷC后來(lái)的電場(chǎng)強(qiáng)度比原來(lái)的大，試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件．已知不存在電場(chǎng)時(shí)，油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度恰好等于B、A兩點(diǎn)間距離的兩倍．5.如圖所示，長(zhǎng)為2L的平板絕緣小車放在光滑水平面上，小車兩端固定兩個(gè)絕緣的帶電小球A和B，A的帶電荷量為＋2q，B的帶電荷量為－3q，小車(包括帶電小球A、B)總質(zhì)量為m。虛線MN與PQ均沿豎直方向且相距3L，開(kāi)始時(shí)虛線MN位于小車正中間。若視帶電小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，在虛線MN、PQ間加上方向水平向右、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。試求：(1)小車向右運(yùn)動(dòng)的最大距離和此過(guò)程中B球電勢(shì)能的變化量；(2)A球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至剛離開(kāi)電場(chǎng)所用的時(shí)間。6.如圖甲所示，粗糙水平軌道與半徑為R的豎直光滑、絕緣的半圓軌道在B點(diǎn)平滑連接，過(guò)半圓軌道圓心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，質(zhì)量為m的帶正電小滑塊從水平軌道上A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)中由于摩擦起電滑塊電荷量會(huì)增加，過(guò)B點(diǎn)后電荷量保持不變，小滑塊在AB段加速度隨位移變化圖象如圖乙所示．已知A、B間距離為4R，滑塊與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：(1)小滑塊釋放后運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)過(guò)程中電荷量的變化量；(2)滑塊對(duì)半圓軌道的最大壓力大小；(3)小滑塊再次進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)大小保持不變、方向變?yōu)橄蜃?，求小滑塊再次到達(dá)水平軌道時(shí)的速度大小以及距B的距離．7.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有水平向左的、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，y軸與直線x＝－d(d>0)區(qū)域內(nèi)有豎直向下的、場(chǎng)強(qiáng)也為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一個(gè)帶電量為＋q(重力不計(jì))粒子從第一象限的S點(diǎn)由靜止釋放．(1)若S點(diǎn)的坐標(biāo)為eq\f(d,2)，eq\f(d,2)，求粒子通過(guò)x軸時(shí)的坐標(biāo)；(2)若S點(diǎn)的坐標(biāo)為(d，d)，求粒子通過(guò)x軸時(shí)的動(dòng)能；(3)若粒子能通過(guò)x軸上的P點(diǎn)坐標(biāo)為(－3d,0)，求釋放該粒子的點(diǎn)S的坐標(biāo)(x，y)應(yīng)該滿足的條件．8.在光滑絕緣水平面上方某區(qū)域(x≤3L)有沿x軸正方向的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及分布情況如圖甲所示．將質(zhì)量為m1、電荷量為＋q的帶電小球A在x＝0處由靜止釋放，小球A將與質(zhì)量為m2、靜止于x＝L處的不帶電的絕緣小球B發(fā)生正碰．已知兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞時(shí)間極短，且碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能的損失，沒(méi)有電荷量的轉(zhuǎn)移．E0、L為已知量．(1)若m1＝m2，小球A與小球B發(fā)生碰撞后二者交換速度，求：①兩小球第一次碰撞前，小球A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t0以及碰撞前瞬時(shí)的速度大小v0；②在圖乙中畫出小球A自x＝0處運(yùn)動(dòng)到x＝5L處過(guò)程中的v-t圖象；(2)若m1＝km2，通過(guò)計(jì)算分析說(shuō)明無(wú)論倍數(shù)k取何值，小球A均可與小球B發(fā)生第二次碰撞．【提分筆記】應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法分析解決多過(guò)程問(wèn)題綜合應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律解決多過(guò)程問(wèn)題是高考的重點(diǎn)、熱點(diǎn)和難點(diǎn)．應(yīng)對(duì)策略如下：(1)抓住物理情景中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與運(yùn)動(dòng)過(guò)程，將整個(gè)物理過(guò)程分成幾個(gè)簡(jiǎn)單的子過(guò)程，分階段研究．(2)對(duì)每一個(gè)子過(guò)程分別進(jìn)行受力分析、運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，選擇合適的規(guī)律對(duì)相應(yīng)的子過(guò)程列方程，若某過(guò)程涉及時(shí)間和加速度，則選用動(dòng)力學(xué)方法求解；若某過(guò)程涉及做功和能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，則要考慮應(yīng)用動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律或功能關(guān)系求解；有時(shí)還要結(jié)合動(dòng)量定理或動(dòng)量守恒定律分析求解．(3)兩個(gè)相鄰的子過(guò)程連接：速度是連接兩過(guò)程的紐帶，因此要特別關(guān)注連接點(diǎn)速度的大小及方向．考點(diǎn)四eq\a\vs4\al(帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況比較復(fù)雜，由于不同時(shí)段受力不同，運(yùn)動(dòng)也不同，若用常規(guī)的分析方法，將會(huì)很煩瑣，較好的分析方法是畫出帶電粒子的v-t圖象幫助分析．9.一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，在t＝0時(shí)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，不計(jì)重力．求在t＝0到t＝T的時(shí)間間隔內(nèi)，(1)粒子位移的大小和方向；(2)粒子沿初始電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．10．如圖甲所示，相距d＝15cm的A、B兩極板是在真空中平行放置的金屬板，當(dāng)給他們加上電壓后，它們之間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。今在A、B兩板之間加上如圖乙所示的交變電壓，交變電壓的周期T＝1.0×10－6s，t＝0時(shí)A板的電勢(shì)比B板的電勢(shì)高，且U0＝1080V，一個(gè)比荷eq\f(q,m)＝1.0×108C/kg的帶負(fù)電荷的粒子在t＝0時(shí)刻從B板附近由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)不計(jì)重力。(1)當(dāng)粒子的位移為多大時(shí)，速度第一次達(dá)到最大，最大值是多少？(2)粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，將與某一極板相碰撞，求粒子碰撞極板時(shí)速度大小?！?/p>