（新课标）2019版高考物理一轮复习 主题六 静电场 课时跟踪训练33.doc

课时跟踪训练(三十三)增分提能一、选择题1(2017山西临汾二模)如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，在t0时刻，一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，粒子射入电场时的速度为v0，tT时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场则()A该粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的B在t时刻，该粒子的速度大小为2v0C若该粒子在时刻以速度v0进入电场，则粒子会打在板上D若该粒子的入射速度变为2v0，则该粒子仍在tT时刻射出电场解析粒子射入电场在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上前半个周期内先做匀加速直线运动，在后半个周期内做匀减速直线运动，一个周期末竖直方向上的分速度为零，可知粒子射出电场时的速度方向一定沿垂直电场方向，故A正确在t时刻，粒子在水平方向上的分速度为v0，因为两平行金属板的板长和板间距离相等，则有v0T2，解得vyv0，根据平行四边形定则知，粒子的速度为vv0，故B错误若该粒子在时刻以速度v0进入电场，粒子在竖直方向上的运动情况与t0时刻进入时运动的方向相反，运动规律相同，则粒子不会打在板上，故C错误若该粒子的入射速度变为2v0，则粒子射出电场的时间t，故D错误答案A2如图甲所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上则t0可能属于的时间段是()A0t0 B.t0TC.Tt0T D.Tt0解析设粒子的速度、位移方向向右为正方向，分别作出t0取不同值时粒子运动的图象，如图所示，由图象可得，t0时刻释放的粒子，一直向B板运动；t时刻释放的粒子，时而向A板运动，时而向B板运动，正负位移相等，一个周期内的合位移为零根据题意粒子时而向A板运动，时而向B板运动，一周期内最终位移为负，符合题意的是B选项答案B3(多选)如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为Ek0.已知t0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，则()A所有粒子都不会打到两极板上B所有粒子最终都垂直电场方向射出电场C运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2Ek0D只有tn(n0,1,2，)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场解析由t0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场可知，粒子射出电场的时间间隔为周期T的整数倍，此时粒子的偏转位移最大，A正确在竖直方向上，粒子做匀加速运动与匀减速运动的时间相同，最终竖直速度为零，故所有粒子最终都垂直电场方向射出，B正确，D错误t0时刻射入的粒子在竖直方向加速时间最长，故t时刻它达到所有粒子的最大动能，设此时粒子水平位移为，则竖直位移为，对应的位移偏角的正切值tan，由速度偏角正切值tan2tan可得45，那么vyv0，则有最大动能Ekmmvmv2Ek0，C正确答案ABC4如下图甲所示，两极板间加上如图乙所示的交变电压开始A板的电势比B板高，此时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动设电子在运动中不与极板发生碰撞，向A板运动时为速度的正方向，则下列图象中能正确反映电子速度变化规律的是(其中C、D两项中的图线按正弦函数规律变化)()解析电子在交变电场中所受电场力恒定，加速度大小不变，故C、D两项错误，从0时刻开始，电子向A板做匀加速直线运动，T后电场力反向，电子向A板做匀减速直线运动，直到tT时刻速度变为零之后重复上述运动，A项正确，B项错误答案A5(多选)(2017长春模拟)如图甲所示，A、B是一对平行金属板A板的电势A0，B板的电势B随时间的变化规律如图乙所示现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内，电子的初速度和重力的影响均可忽略，则()A若电子是在t0时刻进入的，它可能不会到达B板B若电子是在t时刻进入的，它一定不能到达B板C若电子是在t时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后穿过B板D若电子是在t时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后穿过B板解析若电子从t0时刻进入，电子将做单向直线运动，A错误；若电子从时刻进入两板，则电子受到电场力方向向左，故无法到达B板，B正确；电子从时刻进入两板时，电子先加速，经时速度最大，此时电子受到电场力反向，经速度减为零，再加速反向速度最大，接着减速回到原位置，即电子在大于时刻进入时一定不能到达B板，小于时刻进入时一定能到达B板，所以C正确，D错误此题作vt图象更易理解答案BC6(多选)如下图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象当t0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，则下列说法中正确的是()A带电粒子将始终向同一个方向运动B2 s末带电粒子回到原出发点C3 s末带电粒子的速度为零D03 s内，电场力做的总功为零解析设第1 s内粒子的加速度为a1，第2 s内的加速度为a2，由a可知，a22a1，可见，粒子第1 s内向负方向运动，1.5 s末粒子的速度为零，然后向正方向运动，至3 s末回到原出发点，粒子的速度为0，vt图象如图所示，由动能定理可知，此过程中电场力做的总功为零，综上所述，可知C、D正确答案CD7如下图所示，真空中存在一个水平向左的匀强电场，场强大小为E，一根不可伸长的绝缘细线长度为l，细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点把小球拉到使细线水平的位置A处，由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平方向成60角的位置B时速度为零以下说法中正确的是()A小球在B位置处于平衡状态B小球受到的重力与电场力的关系是EqmgC小球将在AB之间往复运动，且幅度将逐渐减小D小球从A运动到B的过程中，电场力对其做的功为qEl解析小球的受力图如下图所示，由图可知小球的运动可看作是在一个等效重力场中的摆动过程，根据摆球模型的特点，小球在B位置时受力不平衡，并且小球将在AB之间往复运动，其幅度不变，故选项A、C错误；根据摆球模型的对称性可知，当小球处在AB轨迹的中点位置时，小球沿切线方向的合力为零，此时细线与水平方向夹角恰为30，根据三角函数关系可得：qEsin30mgcos30，化简可知，qEmg，选项B错误；小球从A运动到B的过程中，电场力对其做的功为WqEl(1cos60)qEl，选项D正确答案D8一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)小孔正上方处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将()A打到下极板上B在下极板处返回C在距上极板处返回D在距上极板d处返回解析当两极板距离为d时，粒子从开始下落到恰好到达下极板过程中，根据动能定理可得：mgdqU0，当下极板向上移动时，设粒子在电场中运动距离x时速度减为零，全过程应用动能定理可得mgqx0，两式联立解得xd，选项D正确答案D9如右图所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电量分别为q和q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)不计重力若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于()A. B. C. D. 解析由两粒子轨迹恰好相切，根据对称性，两个粒子的轨迹相切点一定在矩形区域的中心，并且两粒子均做类平抛运动，根据运动的独立性和等时性可得切点位置的粒子在水平方向上v0t，在竖直方向上at2 t2，联立以上两式可求得v0 ，由此可知，选项B正确，A、C、D错误答案B10(多选)如图所示，匀强电场分布在边长为L的正方形区域ABCD内，M、N分别为AB和AD的中点，一个初速度为v0、质量为m、电荷量为q的带负电粒子沿纸面射入电场带电粒子的重力不计，如果带电粒子从M点垂直电场方向进入电场，则恰好从D点离开电场若带电粒子从N点垂直BC方向射入电场，则带电粒子()A从BC边界离开电场B从AD边界离开电场C在电场中的运动时间为D离开电场时的动能为mv解析带电粒子从M点以垂直电场线方向进入电场后做类平抛运动，水平方向上有Lv0t，竖直方向上有LqEt2，联立解得E；带电粒子从N点进入电场后做匀减速直线运动，设带电粒子在电场中减速为零时的位移为x，由动能定理有qEx0mv，解得xL，当粒子速度减至零后沿原路返回，从N点射出，粒子在电场中运动的时间t1，由于电场力做功为零，根据动能定理有0Ek2mv，选项B、D正确答案BD二、非选择题11(2018陕西重点中学摸底)如图甲所示，一对平行金属板M、N长为L，相距为d，O1O为中轴线，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场当两板间加电压UMNU0时，某一带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计(1)求带电粒子的比荷；(2)若M、N间加如图乙所示的交变电压，其周期T，从t0开始，前时间内UMN2U，后时间内UMNU，大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场，最终所有粒子恰好能全部离开电场而不打在极板上，求U的值解析(1)设粒子经过时间t0打在M板中点沿极板方向有v0t0垂直极板方向有t解得(2)粒子通过两板间的时间tT从t0时刻开始，粒子在两板间运动时，每个电压变化周期的前三分之一时间内的加速度大小a1，在每个电压变化周期的后三分之二时间内的加速度大小a2上图所示为从不同时刻射入电场粒子的速度时间图象，根据题意和图象分析可知，从tnT(n0、1、2、)或tnT(n0、1、2、)时刻入射的粒子恰好不打在极板上，则有T解得U答案(1)(2)12(2018甘肃重点中学联考)真空室中有如图甲所示的装置，电极K持续发出的电子(初速不计)经过电场加速后，从小孔O沿水平放置的偏转极板M、N的中心轴线OO射入加速电压U1，M、N板长均为L，偏转极板右侧有荧光屏(足够大且未画出)M、N两板间的电压UMN随时间t变化的图线如图乙所示，其中U2.调节两板之间的距离，使得每个电子都能通过偏转极板已知电子的质量、电荷量分别为m、e，不计电子重力(1)求电子通过偏转极板的时间t；(2)求偏转极板之间的最小距离d；(3)当偏转极板间的距离为最小值d时，荧光屏如何放置时电子击中的范围最小，该范围的长度是多大？解析本题依托电子在交变电场中的运动考查动能定理、牛顿第二定律、运动学知识(1)电子在加速电场中，根据动能定理有eU1mv0电子在偏转电场中，水平方向Lv0t解得tT(2)t0、T、2T、时刻进入偏转电场的电子，竖直方向先加速运动，后做匀速直线运动，射出电场时沿竖直方向偏移的距离y最大竖直方向加速阶段有y12竖直方向匀速运动阶段有y22y1电子恰好能通过偏转极板时有y1y2联立得dL，即最小距离为L(3)对满足(2)问条件下任意确定的d，不同时刻射出偏转电场的电子沿垂直于极板方向的速度均为vy电子速度偏转角的正切值均为tan，即tan电子射出偏转电场时的偏转角度相同，即电子出偏转电场时速度的大小和方向均相同不同时刻射出偏转电场的电子沿垂直于极板方向的侧移距离可能不同，侧移距离的最大值与最小值之差y2，即y若荧光屏与电子出偏转极板后的速度垂直，则电子击中荧光屏的范围最小，该最小范围为yycos联立解得yL答案(1)T(2)L(3)L