高中人教物理限时规范专题练(三)　带电粒子在电场中运动的综合性问题 教案.doc

限时规范专题练(三)　带电粒子在电场中运动的综合性问题
　　时间：60分钟　 　　满分：100分
一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～5题为单选，6～10题为多选)
1．(2020·北京市西城区高三下学期模拟)如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．静电力做正功
B．重力和静电力的合力做负功
C．重力势能的减少量大于电势能的增加量
D．重力势能的减少量小于动能的增加量
答案　C
解析　由于下极板带负电，带负电的油滴所受静电力向上，因此在该油滴向下运动的过程中，静电力做负功，A错误；由于油滴向下加速运动，所受合力向下，因此重力和静电力的合力做正功，B错误；重力做正功，重力势能减少，静电力做负功，电势能增加，由于重力大于静电力，因此重力做的功大于静电力做的功，即重力势能的减少量大于电势能的增加量，C正确；根据能量守恒定律，减少的重力势能一部分转化为电势能，一部分转化为油滴的动能，因此重力势能的减少量大于动能的增加量，D错误。
2.(2020·浙江省义乌市高三下6月适应性考试)如图所示，水平放置的充电平行金属板相距为d，其间形成匀强电场，一带正电的油滴从下极板边缘射入，并沿直线从上极板边缘射出，油滴质量为m，电荷量为q，现仅将上极板上移些许，其他条件保持不变，则下列分析错误的是(　　)
A．上移后油滴的运动轨迹仍然是直线
B．上移后电场强度大小为，方向竖直向上
C．上移后下板和上板之间的电势差为
D．上移后油滴穿越两板之间的电场电势能减少了mgd
答案　C
解析　由于油滴沿直线从上极板边缘射出，可知油滴在极板间一定做匀速直线运动，有qE＝mg，可得E＝，方向竖直向上，根据E＝，C＝，C＝，可得E＝，可知，当上极板向上移动时，E不变，方向仍然竖直向上，仍有qE＝mg，所以油滴的运动轨迹仍然是直线，A、B正确；综上分析，由于E不变，根据U＝Ed，当上极板向上移动些许时，上、下两极板间的电势差U变大，不再是，C错误；当上极板向上移动后，E不变，所以粒子射出电场时的位置也不变，重力做功－mgd，则静电力做功mgd，根据功能关系可知，油滴的电势能减少了mgd，D正确。本题选分析错误的，故选C。
3.(2020·山东省师范大学附属中学高三线上测试)如图所示，倾角α＝60°的固定光滑绝缘斜面高为
H，处在水平向左、电场强度大小为E＝的匀强电场中，质量为m的物块，带正电Q，从斜面顶端由静止释放，物块落地的速度大小为(　　)
A. B.
C．2 D.2
答案　D
解析　对物块进行受力分析如图，物块受重力和水平向左的静电力，静电力为F＝QE＝mg，根据三角形定则有tanβ＝＝，则物块所受合力与水平方向的夹角β＝30°。物块沿合力方向做匀加速直线运动，落地时竖直位移为H，则水平位移为＝H。从开始到落地的过程，根据动能定理有mgH＋F·H＝mv2－0，解得v＝2，故A、B、C错误，D正确。
4.(2020·浙江省宁波市鄞州中学高三下学期期初考试)三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从带电平行金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后垂直电场进入，并分别落在正极板的A、B、C三处，O点是下极板的左端点，且OC＝2OA，AC＝2BC，如图所示，则下列说法不正确的是(　　)
A．带正、负电荷的两个粒子的电荷量之比为7∶20
B．三个粒子在电场中运动的时间之比tA∶tB∶tC＝2∶3∶4
C．三个粒子在电场中运动的加速度之比aA∶aB∶aC＝1∶3∶4
D．三个粒子在电场中运动时动能的变化量之比EkA∶EkB∶EkC＝36∶16∶9
答案　C
解析　三个粒子的初速度相等，在水平方向上做匀速直线运动，由x＝v0t得，在电场中的运动时间之比tA∶tB∶tC＝2∶3∶4，故B正确；三个粒子在竖直方向上的位移y相等，根据y＝at2，解得aA∶aB∶aC＝36∶16∶9，故C错误；三个粒子所受的合力大小关系为FA＞FB＞FC，三个粒子的重力相等，所以落在B点的粒子仅受重力作用，落在A点的粒子所受的静电力向下，落在C点的粒子所受的静电力向上，即落在B点的粒子不带电，落在A点的粒子带负电，落在C点的粒子带正电，由牛顿第二定律得aA∶aB∶aC＝(mg＋qAE)∶mg∶(mg－qCE)，解得qC∶qA＝7∶20，故A正确；由牛顿第二定律可知F＝ma，因为三个粒子的质量相等，所以所受合力之比与加速度之比相同，合力做功W＝Fy，由动能定理可知，动能的变化量等于合力做的功，所以三个粒子在电场中运动过程的