2013年高考期末一模联考物理新题精选分类解析 专题12 带电粒子在电场中的运动

2013年高考期末一模联考物理新题精选分类解析 专题12 带电粒子在电场中的运动内容摘要：

1、、带电粒子在电场中的运动1 （2013 上海市黄浦区期末）如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的 A 点，其带电量为 Q；质量为 m、带正电的乙球在水平面上的 带电量为 q；A、B 两点间的距离为 放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为 F = （k 为静电力常数） 、方向指向甲球的恒力电场力）作用，两球均可视为点电荷。 求：（1）乙球在释放瞬间的加速度大小；（2）乙球的速度最大时两球间的距离；（3）若乙球运动的最大速度为 乙球从开始运动到速度为 过程中电势能的变化量。 解析： （10 分）（1） F 可解得 a= （3 分）当两个力大小相等时，乙球的速度最大， （1 2、 分）F = = 可解得 x= 2 （2 分） W 电 （1 分）12W 电 = （2 分）12 12 12 势能减少了 （1 分）12 9 分） （2013 河南郑州市一模）在光滑水平面上，有一质量为 m=110量 的带正电小球，静止在 O 点。 以 O 点为原点，在该水平面内建立直角坐标系 在突然加一沿 小球开始运动。 经过一段时间后，所加匀强电场再突然变为沿 轴正方向，场强大小不变，使该小球恰能够到达坐标为（ P 点。 求：甲（1）电场改变方向前经过的时间；（2）带正电小球到达 P 点时的速度大小和方向。 解析： （9分）由牛顿运动定律得，在匀强电场中小球加速度的大小为： 人数值得： a=m/ 3、（1分）当场强沿 x 正方向时，经过时间 t 小球的速度大小为 vx= （1分）小球沿 x 轴方向移动的距离 21 （1分）电场方向改为沿 y 轴正方向后的时间 T 内，小球在 x 方向做速度为 匀速运动，在 y 方向做初速为零的匀加速直线运动。 沿 x 方向移动的距离： x= m （1分） 沿 y 方向移动的距离： 2m （1分）由以上各式解得 t=1 s （1分） T=1.2 m/s （1分）到 P 点时小球在 x 方向的分速度仍为 y 方向的分速度vy=m/s （1分）由上可知，此时运动方向与 x 轴成45 角，m/s(或 s) （1分）3. (17 分) （2013 四川省自贡市二诊）如 4、图所示，在 E=m 的竖直匀强电场中，有一光滑的半圆形绝缘轨道 一水平绝缘轨道 N 点平滑相接,半径 R=40 N 为半圆形轨道最低点，P 为 弧的中点，一带 104 C 负电荷的小滑块质量 m=10 g,与水平轨道间的动摩擦因数 u=于 N 点右侧 1.5 处，要使小滑块恰能运动到圆轨道的最髙点 Q,取 g=10m/：(1) 滑块应以多大的初速度 左运动。 (2) 滑块通过 P 点时受到轨道的压力。 解析：.（17 分）(1)设小球到达 Q 点时速度为 v，由牛顿第二定律有 (3 分)滑块从开始到 Q 过程中，由动能定理有： 2021)(2(3 分)联立方程组，解得： 70vm/s (2 分)4 5、 （17 分） （2013 四川攀枝花二模）如图所示，虚线 N 间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为 m=0荷量为 q=+0 a 点由静止开始经电压为 U=100V 的电场加速后，垂直于匀强电场进入匀强电场中，从虚线 某点 b（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成 300 角。 已知 N 间距为 20，带电粒子的重力忽略不计。 求：（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率 2）匀强电场的场强大小；（3）点间的电势差。 解：（1）由动能定理得： （2 分） 1入数据得 （1 分）41（2）粒子沿初速度方向做匀速运动： （2 分）子沿电场方向做匀加速运动： （2 分）（2 分）牛顿第二定律得 6、： （2 分）2 分）073./103（3）由动能定理得： （3 分）)(21联立以上相关各式并代入数据得： （1 分）（12 分） （2013 安徽省黄山市一模）飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷 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 测得离子飞越 用时间 进以上方法，如图 2，让离子飞越 进入场强为 E（方向如图）的匀强电场区域 电场的作用下离子返回 B 端，此时，测得离子从 A 出发后返回 B 端飞行的总时间为 计离子重力）。 （1）忽略离子源中离子的初速度用 2）离子源中相同比荷的离子由静止开始可经不同的加速电压加速，设两个比 7、荷都为 q/m 的离子分别经加速电压 2加速后进入真空管，在改进后的方法中，它们从 A 出发后返回 B 端飞行的总时间通常不同，存在时间差 t，可通过调节电场 E 使 t0。 求此时 E 的大小。 、 （12 分）解析（1）设离子带电量为 q，质量为 m，经电场加速后的速度为 v，则2 （2 分）子飞越真空管，在 匀速直线运动，则 L（2 分）解得荷质比： （1 分）2）两离子加速后的速度分别为 v1、v 2，则、 ，（2 分）C 中做往返运动，设加速度为 a，则 qE1 分），两离子从 A 出发后返回 B 端飞行的总时间为（1 分） 、t 2 （1 分）t 2 ，)(1221v要使 t0，则须 8、021（2 分）.（2013 山东省淄博期末）如图甲，真空中两竖直平行金属板 A、B 相距，B 板中心有小孔 O，两板间电势差随时间变化如图2510乙 时刻，将一质量 ，电量 的带正电粒t ，粒子重力不计求：（1）释放瞬间粒子的加速度；（2）在图丙中画出粒子运动的 象 （至少画一个周期，标明数据，不必写出计算过程）解析：（1）由牛顿第二定律，qE=U/d ，解得：a=410 9m/2）粒子运动的 象如图所示。 7(2013 北京房山区期末) . 如图所示，A 是一个质量为 110面绝缘的薄板，薄板静止在光滑的水平面上，在薄板左端放置一质量为 110电量为 q=110绝缘物块，在薄板上方有一水平电 9、场，可以通过开关控制其有、无及方向先产生一个方向水平向右，大小 102V/m 的电场，薄板和物块开始运动，作用时间 2s 后，改变电场，电场大小变为102V/m，方向向左，电场作用一段时间后，关闭电场，薄板正好到达目的地，物块刚好到达薄板的最右端，且薄板和物块的速度恰好为零. 已知薄板与物块间的动摩擦因数 =（薄板不带电，物块体积大小不计，）求：（1）在电场 用下物块和薄板的加速度各为多大；（2）电场 用的时间；（3）薄板的长度和薄板移动的距离解析：（1）物块 （2 分）1s/m （2 分）22s/1)经 s 时 物块 v1=2=4m/s 向右 （1 分） 薄板 v2=2=2m/s 向右 经 10、2 秒后，物块作匀减速运动 向左 . 21 s/速度不变，仍为 m/向右，当两者速度相等时，物块恰好到达薄板最右端，以后因为 f=(m0+m1)g，所以物块和薄板将一起作为整体向右以 向右作匀减速直到速度都为 0 23 s/v= v=v 2+a2 v= m/s （1 分）t=t2+s （1 分）或: 由动量定理 系统所受外力的冲量等于系统动量的变化得:E 1 带入数据 解得 s（3）经 s 时 物块运动 小车运动 x3=m 9物块在 x4=a1m（1 分） 0+m=1 分）8（或用能量守恒 L= m）2)(138薄板右端到达目的地的距离为 x（1 分）013 广东汕头期末） （18 分）如图所示，在光滑绝缘水平面上，不带电的绝缘小球 止在 O 1 以速度 A 点进入 2 发生正碰后反弹，反弹速度为 从碰撞时刻起在 域内加32上一个水平向右，电场强度为 匀强电场，并且区域外始终不存在电场P 1 的质量为 电量为 q，P 2 的质量为 、O 间距为、B 间距为 ，已知 1341）求碰撞后小球 左运动的最大距离。