广西专用2024年高考物理一轮复习考点规范练25带电粒子在电场中的综合问题含解析新人教版.docx
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考点规范练25带电粒子在电场中的综合问题
一、单项选择题
1.(2024·安徽黄山期中)右图为匀强电场的电场强度E随时间t改变的图像。当t=0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,下列说法正确的是()
A.带电粒子将始终向同一个方向运动
B.带粒子在第1s末的速度等于第2s末的速度
C.2s末带电粒子的速度为零
D.0~3s内,电场力做的总功为零
2.如图所示,一粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂线重合。A、O、B为竖直平面上的三点,且O为等量异种点电荷连线的中点,lAO=lBO。现有电荷量为q、质量为m的小物块,物块可视为质点,从A点以初速度v0向B滑动,到达B点时速度恰好为0。则()
A.从A到B,小物块的加速度渐渐减小
B.从A到B,小物块的加速度先增大后减小
C.小物块肯定带负电荷,从A到B电势能先减小后增大
D.从A到B,小物块的电势能始终减小,受到的静电力先增大后减小
3.图甲为一对长度为l的平行金属板,在两板之间加上如图乙所示的电压。现沿两板的中轴线从左端向右端连绵不断射入初速度为v0的相同带电粒子(重力不计),且全部粒子均能从平行金属板的右端飞出。若粒子在两板之间的运动时间均为T,则粒子最大偏转位移与最小偏转位移的大小之比是()
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.4∶1
4.(2024·全国卷Ⅱ)CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调整后电子束从静止起先沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上的点记为P点。则()
甲
乙
A.M处的电势高于N处的电势
B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移
C.偏转磁场的方向垂直于纸面对外
D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移
二、多项选择题
5.(2024·浙江宁波质检)如图甲所示,长为l的两水平金属板A、B组成一间距为d的平行板电容器,A、B板之间的电势差随时间的改变关系如图乙所示,已知电压U0=4md2v02ql2,周期T=lv0。P为靠近A板左侧的一粒子源,能够水平向右放射初速度为
甲
乙
A.粒子在电容器中做类平抛运动
B.t=0时刻放射的粒子从B板右侧离开时的速度大小仍为v0
C.t=0时刻放射的粒子在板间运动过程中最大速度为v04
D.t=0时刻射入的粒子在板间运动过程中电势能始终在减小
6.如图所示,ABCD为竖直放置的光滑绝缘细管道,其中AB部分是半径为R的圆弧形管道,BCD部分是固定的水平管道,两部分管道恰好相切于B点。水平面内的M、N、B三点连线构成边长为l的等边三角形,M、N连线过C点且垂直于BCD。两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在M、N两点,电荷量分别为+Q和-Q。现把质量为m、电荷量为+q的小球(小球直径略小于管道内径,小球可视为点电荷),由管道的A处静止释放,已知静电力常量为k,重力加速度为g,则()
A.小球运动到B点时受到的电场力小于运动到C点时受到的电场力
B.小球在B点时的电势能小于在C点时的电势能
C.小球在A点时的电势能等于在C点时的电势能
D.小球运动到C点时的速度为gR
三、非选择题
7.(2024·广东高三二模)如图所示,板长l=30cm的两金属板A、B平行正对,板间距离d=2cm,A、B接u=91sin(100πt)(V)沟通电源。持续匀称的电子束以速度v0=3×107m/s沿着A板射入电场,若电子与金属板接触将被汲取,但对板间电压的影响可忽视。已知电子质量m=0.91×10-30kg,电子电荷量q=1.6×10-19C。求:
(1)沟通电源的周期和电子穿过板间的时间;
(2)电子从B板边缘飞出电场时的板间电压;
(3)飞出电场的电子占飞入电场的电子的百分比。
答案:
1.D解析由牛顿其次定律可得带电粒子在第1s内的加速度大小为a1=qE1m,第2s内加速度大小为a2=qE2m,因E2=2E1,则a2=2a1,则带电粒子先匀加速运动1s再匀减速运动0.5s时速度为零,接下来的0.5s将反向匀加速,再反向匀减速,t=3s时速度为零,v-t图像如图所示,可知,带电粒子在电场中做来回运动,故A错误;由v-t图像可知,在第1s末与第2s末带电粒子的速度大小相等,方向相反,速度不同,故B错误;由v-t图像可知,
2.B解析小物块受重力、静电力和墙壁的弹力以及摩擦力作用,可知q带负电。从A到O的过程中,电场强度越来越大,则静电力越来越大,由于物块在水平方向上受力平衡,可知墙壁