十年高考试题分类解析-物理-专题10-带电粒子在电场中的运动(3)

2021-09-24 19:54

斜面上滑,到达N 点时速度为零,然后下滑回到M 点,此时速度

为v 2(v 2<v 1)。若小物体电荷量保持不变,OM =ON ,则( )

A .小物体上升的最大高度为22124v v g

B .从N 到M 的过程中,小物体的电势能逐渐减小

C .从M 到N 的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功

D .从N 到M 的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先

增大后减小

答案:AD -212

mv 和a d · · a

b c

d O

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大家网,大家的! 更多精品在大家! mg Lsinθ-μmg Lcosθ-W 1=222

mv ,上两式相减可得Lsinθ=22124v v g ,A 对;由OM =ON ,可知电场力对小物体先作正功后作负功,电势能先减小后增大,BC 错;从N 到M 的过程中,小物体受到的电场力垂直斜面的分力先增大后减小,而重力分力不变,则摩擦力先增大后减小,在此过程中小物体到O 的距离先减小后增大,根据库仑定律可知小物体受到的电场力先增大后减小,D 对。

4、(2009年浙江卷第20题).空间存在匀强电场,有一电荷量q(q>0),质量m 的粒子从O 点以速率v 0射入电场,运动到A 点时速率为2v 0。现有另一电荷为-q 、质量m 的粒子以速率2v 0仍从O 点射入该电场,运动到B 点时速率为3v 0。若忽略重力的影响,则

A .在O 、A 、

B 三点中,B 点电势最高

B .在O 、A 、B 三点中,A 点电势最高

C .OA 间的电势差比BO 间的电势差大

D .OA 间的电势差比BA 间的电势差小

答案AD

5(2009

年天津卷第5题).如图所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置,M 、N 为板间同一电场线上的两点,一带电粒子(不计重力)以速度v M 经过M 点在电场线上向下运动,且未与下板接触,一段时间后,粒子以速度

v N 折回N 点。则

A.粒子受电场力的方向一定由M 指向N

B.粒子在M 点的速度一定比在N 点的大

C.粒子在M 点的电势能一定比在N 点的大

D.电场中M 点的电势一定高于N 点的电势

· · M N v M v N

大家网 11 / 28

更多精品在大家! 大家网,大家的! 【解析】由于带电粒子未与下板接触,可知粒子向下做的是减速运动,故电场力向上,A 错;粒子由M 到N 电场力做负功电势能增加,动能减少,速度增加,故B 对C 错;由于粒子和两极板所带电荷的电性未知,故不能判断M 、N 点电势的高低,C 错。

答案:B

6、(2009年福建卷第21题).如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为E 、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k 的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m 、带电量为q (q >0)的滑块从距离弹簧上端为s 0处静止释放,滑块在运

动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触过程没

有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加

速度大小为g 。

(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬

间所经历的时间t 1

(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中

最大速度大小为v m ,求滑块从静止释放到速度大小

为v m 过

程中弹簧的弹力所做的功W ; (3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v -t 图象。图中横坐标轴上的t 1、t 2及t 3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v 1为滑块在t 1时刻的速度大小,v m 是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程............

【解析】本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。

θ S 0 E t v t 1 t 2 t 3 O v v m 乙

12 /

28 3568968860.doc

大家网,大家的! 更多精品在大家! (1)滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a ,则有

qE +mg sin θ=ma ①

20112

s at = ② 联立①②可得

012sin ms t qE mg θ

=+ ③ (2)滑块速度最大时受力平衡,设此时弹簧压缩量为0x ,则有

0sin mg qE kx θ+= ④

7(2009年安徽卷第23题)如图所示,匀强电场方向

沿x 轴的正方向,场强为E 。在A (d ,0)点有一个静

止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两

个质量均为m 的带电微粒,其中电荷量为q 的微粒1

沿y 轴负方向运动,经过一段时间到达(0,-d )点。

不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求

(1)分裂时两个微粒各自的速度;

(2)当微粒1到达(0,-d )点时,电场力对微粒1做功的瞬间功率;

(3)当微粒1到达(0,-d )点时,两微粒间的距离。

解析:(1)微粒1在y 方向不受力,做匀速直线运动;在x 方向由于受恒定的电场力,做匀加速直线运动。所以微粒1做的是类平抛运动。

设微粒1分裂时的速度为v 1,微粒2的速度为v 2则有:

在y 方向上有 -1d v t = (0, -d ) v y (d ,0) x

E

y θ v x

y 0 A(d ,0) · E x

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大家网,大家的! 在x 方向上有 qE a m

= -212

d at = 12qEd v m

=-- 根号外的负号表示沿y 轴的负方向。 中性微粒分裂成两微粒时,遵守动量守恒定律,有 120mv mv +=

212qEd v v m

=-= 方向沿y 正方向。 (3)两微

粒的运动具有对称性,如图所示,当微粒1到达(0,-d )点时发生的位移 12S d =

则当当微粒1到达(0,-d )点时,两微粒间的距离为1BC 222S d ==

8(2007年重庆理综)飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比q/m .如图1,带正电的离子经电压为U 的电场加速后进入长

度为L 的真空管AB ,可测得离子飞越AB 所用时间L 1.改进以上

方法,如图2,让离子飞越AB 后进入场强为E (方向如图)的匀

强电场区域BC ,在电场的作用下离子返回B 端,此时,测得离

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