1、 上教考资源网 助您教考无忧版权所有中国教育考试资源网高二物理 带电粒子在电场中的运动练习题一、选择题：1如图 1 所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中 M 点以相同速度飞出 a、 b 两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示。则（ ）A a 一定带正电， b 一定带负电B a 的速度将减小， b 的速度将增加C a 的加速度将减小， b 的加速度将增加D两个粒子的电势能一个增加一个减小2如右图所示，三个质量相同，带电荷量分别为+q、-q 和 0 的小液滴 a、b、c，从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，则在穿过极板的过程中A电场力对液滴 a、b 做的功相同B三者动能的增量
2、相同C液滴 a 电势能的增加量等于液滴 b 电势能的减少量D重力对三者做的功相同3.一带电小球 M 固定在光滑水平绝缘桌面上，在桌面内的另一处放置另一带电小 N,现给 N 一个在桌面内沿垂直 MN 连线方向的速度 v0则A.若 M, N 为同种电荷，N 球的谏度越来越小B.若 M, N 为同种电荷，N 球的加速度越来越小C.若 M, N 为异种电荷，N 球的速度越来越大D.若 M, N 为异种电荷，N 球的加速度越来越大4如图所示，空间的虚线框内有匀强电场， AA、 BB、 CC是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离为 0.5cm，其中BB为零势能面。一个质量为 m，带电量为+ q 的粒子沿
3、 AA方向以初动能 EK自图中的 P 点进入电场，刚好从 C点离开电场。已知 PA=2cm。粒子的重力忽略不计。下列说法中正确的是( )A该粒子到达 C点时的动能是 2EK B该粒子通过等势面 BB时的动能是 1.25EKC该粒子在 P 点时的电势能是 EK D该粒子到达 C点时的电势能是 0.5EK5如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为 d，电容为 C，上板 B 接地。现有大量质量均为 m、带电量均为 q 的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板 A 的正中央 P 点。如果能落到 A 板的油滴仅有 N 滴，且第
4、Nl 滴油滴刚好能飞离电场，假定落到 A 板的油滴的电量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为 g，则( )第 1 题图 1第 4 题图上教考资源网 助您教考无忧版权所有中国教育考试资源网6.质量为 m、电荷量为+ q 的小球以初速度 v0水平抛出。在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔、竖直高度相等，电场区水平方向无限长，已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直向上，不计空气阻力，下列说法正确的是A小球在水平方向一直作匀速直线运动B若场强大小等于 mg/q，则小球经过每一电场区的时间均相同C若场强大小等于 2mg/q，
5、则小球经过每一无电场区的时间均相同D无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相同 7.一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率 v 匀速下降；若两极板间的电压为 U，经一段时间后，油滴以速率 v 匀速上升。若两极板间电压为-U,油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是A.2v、向下 B2v、向上 C. 3v、向下 D. 3v、向上8.宇航员在探测某星球时发现:该星球带负电，而且带电均匀；该星球表面没有大气；在一次实验中，宇航员将一个带电小球(其带电量远远小于星球电量)置于
6、离星球表面某一高度处无初速释放，恰好处于悬浮状态.如果选距星球表面无穷远处的电势为零，则根据以上信息可以推断（ ）A.小球一定带正电B.小球的电势能一定小于零C.只改变小球的电量，从原高度无初速释放后，小球仍处于悬浮状态D.只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍处于悬浮状态9.长度均为 L 的平行金属板 AB 相距为 d，接通电源后，在两板之间形成匀强磁场.在 A 板的中间有一个小孔 K，一个带+ q 的粒子 P 由 A 板上方高 h 处的 O 点自由下落，从 K 孔中进入电场并打在 B 板上 K 点处. 当 P 粒子进入电场时，另一个与 P 相同的粒子 Q 恰好从两板间距 B 板
7、处的 O 点水平飞人，而且恰好与 P 粒子同时打在 K 处.如果粒子进入电场后，所2d第一无电场区第一电场区第二无电场区第二电场区EEv0上教考资源网 助您教考无忧版权所有中国教育考试资源网OKBPOA2dhd UQK受的重力和粒子间的作用力均可忽略不计，判断以下正确的说法是（ ）A.P 粒子进入电场时速度的平方满足 (a 为粒子在电场中所受dv42电场力产生的加速度大小)B.将 P、Q 粒子电量均增为2q，其它条件不变，P、Q 粒子同时进入电场后，仍能同时打在 K 点C.保持 P、Q 原来的电量不变，将 O 点和 O 点均向上移动相同的距离；且使 P、Q 同时进入电场，则 P 粒子将先击中
8、K 点4dD.其它条件不变，将 Q 粒子进入电场时的初速度变为原来的 2 倍，将电源电压也增加为原来的 2 倍，P、Q 同时进入电场，仍能同时打在 K 点二、计算题：10.质量为 m=1.0kg、带电量 q=+2.5104 C 的小滑块(可视为质点)放在质量为 M=2.0kg 的绝缘长木板的左端，木板放在光滑水平面上，滑块与木板之间的动摩擦因数为 =0.2，木板长L=1.5m，开始时两者都处于静止状态，所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0104N/C 的匀强电场，如图所示 .取 g=10m/s2，试求 :(1)用水平力 F0 拉小滑块，要使小滑块与木板以相同的速度一起运动，力 F0 应
9、满足什么条件？(2)用水平恒力 F 拉小滑块向木板的右端运动，在 1.0s 末使滑块从木板右端滑出，力 F应为多大？(3)按第(2)问的力 F 作用，在小滑块刚刚从木板右端滑出时，系统的内能增加了多少？(设 m 与 M 之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等，滑块在运动中带电量不变 )11.如图所示，在绝缘水平面上，相距为 L 的 A、B 两点处分别固定着两个等量正电荷.a、b是 AB 连线上两点，其中 Aa=Bb= ,O 为 AB 连线的中点.一质量为 m 带电量为+ q 的小滑块4(可视为质点)以初动能 E0从 a 点出发，沿 AB 直线向 b 运动，其中小滑块第一次经过 O 点时
10、的动能为初动能的 n 倍(n1) ，到达 b 点时动能恰好为零，小滑块最终停在 O 点，求：(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数 .F MEmLA O ba BEO上教考资源网 助您教考无忧版权所有中国教育考试资源网(2)Ob 两点间的电势差 Uob.(3)小滑块运动的总路程 S.12.如图所示，一矩形绝缘木板放在光滑水平面上，另一质量为 m、带电量为 q 的小物块沿木板上表面以某一初速度从 A 端沿水平方向滑入，木板周围空间存在足够大、方向竖直向下的匀强电场已知物块与木板间有摩擦，物块沿木板运动到 B 端恰好相对静止若将匀强电场的方向改为竖直向上，大小不变，且物块仍以原初速度沿木板上表面从 A
11、 端滑入，结果物块运动到木板中点时相对静止求：物块所带电荷的性质匀强电场场强的大小13下图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的 a、b 两种颗粒从漏斗出口下落时，a 种颗粒带上正电，b 种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b 两种颗粒分别落到水平传送带 A、B 上。已知两板间距 d=0.1m，板的长度 l=0.5m，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为 1105 C/kg。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒
12、离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度 g 取 10m/s2。上教考资源网 助您教考无忧版权所有中国教育考试资源网（1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？（2）若两带电平行板的下端距传送带 A、B 的高度 H=0.3m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？（3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半。写出颗粒第 n 次碰撞反弹高度的表达式。并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于 0.01m。14如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在 Oxy 平面的 ABCD 区域内，存在两个场强大小均为 E 的匀强电场 I
13、和 II，两电场的边界均是边长为 L 的正方形（不计电子所受重力） 。（1）在该区域 AB 边的中点处由静止释放电子，求电子离开 ABCD 区域的位置。（2）在电场 I 区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从 ABCD 区域左下角 D 处离开，求所有释放点的位置。（3）若将左侧电场 II 整体水平向右移动L/n（n1） ，仍使电子从 ABCD 区域左下角D 处离开（D 不随电场移动） ，求在电场 I区域内由静止释放电子的所有位置。上教考资源网 助您教考无忧版权所有中国教育考试资源网参考答案：1C 2AD 3B 4A 5BCD 6AC 7C 8D 9A10 解:(1)当拉力 F0 作用于滑块
14、m 上，木板能够产生的最大加速度为: 2/.)(sMqEga为使滑块与木板共同运动，滑块最大加速度 ama M 对于滑块有:maF)(0 NqEg0.6即为使滑块与木板之间无相对滑动，力 F0 不应超过 6.0N.(2)设滑块相对于水平面的加速度为 a1，木板的加速度为 a2，由运动学关系可知:， ，21tas221tsLs2滑动过程中木板的加速度 a2=2.0m/s2 ，则可得滑块运动的加速度 a1=5.0m/s2 对滑块: NmqEgF0.9)(1(3)在将小滑块从木板右端拉出的过程中，相同的内能增加了:J0.6)LmQ11 解：(1)由 Aa=Bb= ,O 为 AB 连线的中点得：a、b
15、 关于 O 点对称，则 Uab=0 4 设小滑块与水平面间的摩擦力大小为 f，对于滑块从 ab 过程，由动能定理得： 而 f= mg 由式得： 02ELfUqab mgLE02 （2）对于滑块从 Ob 过程，由动能定理得： 由式得： 04nELfqb qEnUOb2)1(0(3)对于小滑块从 a 开始运动到最终在 O 点停下的整个过程，由动能定理得： 而 0sfUqaO qnba2)1(0由式得： LnS412上教考资源网 助您教考无忧版权所有中国教育考试资源网12 解：电场方向改为竖直向上后，物块相对木板运动的位移变小，说明摩擦力变大，它们之间的压力变大了，物块所受的电场力向下，所以物块带负
16、电设匀强电场的场强大小为 E，木板质量为 M、长度为 L，物块的初速度为 v0，物块和木板共同速度为 v当电场方向向下时：由物块在竖直方向受力平衡得：N 1+qE = mg 由物块与木板组成的系统动量守恒得：mv 0 = (M + m)v (可以用牛顿定律和运动学公式解)由系统能量守恒得：N 1L = mv02- (m+M)v2 12 12当电场方向向上时：由物块在竖直方向受力平衡得： qE+mg = N 2 由物块与木板组成的系统动量守恒得：mv 0 = (M + m)v (可以用牛顿定律和运动学公式解) 由系统能量守恒得： N2 L = mv02- (m+M)v2 解得：E = 12 12
17、 12 mg3q13解：（1）左板带负电荷，右板带正电荷。依题意，颗粒在平行板间的竖直方向上满足 l= gt2在水平方向上满足 两式联立得 21tdUqs V1024lqgmdU（2）根据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足 2)(1vH解得 m/s4)(2Hlgqv（3）在竖直方向颗粒作自由落体运动，它第一次落到水平传送带上沿竖直方向的速度。反弹高度/s)(1lv )2(41)5.0(21gvvhyy根据题设条件，颗粒第 n 次反弹后上升的高度当 n=4 时，h n0.01mm8.0)41(2)(yngvh14 解：（1）设电子的质量为 m，电量为 e，电子在电场 I 中做匀加速直线运动，出区
18、域 I 时的为 v0，此后电场 II 做类平抛运动，假设电子从 CD 边射出，出射点纵坐标为 y，有20eELv2201()LELyatv上教考资源网 助您教考无忧版权所有中国教育考试资源网解得 y ，所以原假设成立，即电子离开 ABCD 区域的位置坐标为（2L， ）14L 14L（2）设释放点在电场区域 I 中，其坐标为（x，y） ，在电场 I 中电子被加速到 v1，然后进入电场 II 做类平抛运动，并从 D 点离开，有21eExmv221eEatmv解得 xy ，即在电场 I 区域内满足议程的点即为所求位置。24L（3）设电子从（x，y ）点释放，在电场 I 中加速到 v2，进入电场 II 后做类平抛运动，在高度为 y处离开电场 II 时的情景与（ 2）中类似，然后电子做匀速直线运动，经过 D 点，则有，21eEmv21eELyatmv2yeELatmv2ynv解得 ，即在电场 I 区域内满足议程的点即为所求位置24xLn
