【文档说明】2021届高考物理人教版二轮复习 带电粒子在电场中的运动 作业（2） 含解析.docx，共(12)页，469.057 KB，由envi的店铺上传

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2021届高考物理二轮复习带电粒子在电场中的运动专练（2）1.一内壁光滑、半径为R的圆轨道竖直固定在桌面上,整个装置处在匀强电场中,电场方向竖直向下,大小为mgEq=(E未知).一个质量为m、带电荷量为q+的小球静止在轨道底部A点,现用

小锤沿水平方向快速击打小球,击打后迅速移开,使小球沿轨道在竖直面内运动,当小球回到A点时,再次用小锤沿运动方向击打小球,经过两次击打,小球才能运动到圆轨道的最高点,已知小球在运动过程中始终未脱离轨道,第一次击打过程中小锤对小球做功为W,第二次击打过程中小锤对小球做功为4W,设两次击

打过程中小锤对小球做的功全部用来增加小球的动能,则W的值可能是()A.3mgRB.32mgRC.34mgRD.52mgR2.如图所示,半径为R的圆所在平面与某一匀强电场平行,ABC、、为圆周上的三个点,O为圆心,AC为圆的一条直径,D为AB中点.粒子源在C点沿不同方向发出速率均为0v的带正

电粒子,已知粒子的质量为m、电荷量为q(不计粒子重力和粒子之间的相互作用力).若沿CA方向入射的粒子恰垂直AB方向过D点.则以下说法正确的是()A.ABC、、三点电势关系为ABCB.沿垂直BC方向入射的粒子

可能经过A点C.若45ACB=°,则过D点时粒子速率可能为02vD.若60ACB=°,则匀强电场的场强为2034mvEqR=3.如图所示,四个等量异种点电荷放在正方形的四个顶点处.ABCD、、、为正方形四个边的中点,O为正方形的中心,下

列说法正确的是()A.将一带正电的试探电荷从B点沿直线移动到D点,电场力做正功B.O点的电场强度等于零C.AC、两个点的电场强度相同D.O点的电势等于A点的电势4.口罩中使用的熔喷布经驻极处理后,对空气的过滤增加静电

吸附功能.驻极处理装置如图所示,针状电极与平板电极分别接高压直流电源正负极,针尖附近的空气被电离后,带电粒子在电场力作用下运动,熔喷布捕获带电粒子而带上静电,平板电极表面为等势面,熔喷布带电后对电场的影响可忽略不计,下列说法正确的是()A.针状电极上,针尖附近的电场

较弱B.熔喷布上表面因捕获带电粒子而带负电C.沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子,其加速度逐渐减小D.两电极相距越远,熔喷布捕获的带电粒子速度越大5.电荷量不相等的两点电荷分别固定在x轴上坐标为3L−和3L的两点，其中x轴上坐标为3L处点电荷带正电，电荷量为Q.两点电荷连线上各点电势φ随

x变化的关系如图所示，其中xL=处电势最低，x轴上MN、两点的坐标分别为2L−和2L，则下列判断正确的是()A.两点电荷一定为异种电荷B.原点O处电场强度大小为23kQLC.负检验电荷在原点O处受到向右的电场力D.负检验电荷由M点运动到N点的过程，电势能先减小后增大6.平面直角坐标系内有a

bc、、三点,位置如图所示,匀强电场平行于坐标平面.将电子从a点分别移到坐标原点O和b点的过程中,电场力做功均为2eV,已知a点电势为2V,以下说法正确的是()A.b点电势为零B.电场强度大小为200V/mC.电子在c点电势能为8eV−D.将电子从a点移到b点和从b点移到c点,电场力做功

相同7.如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()A.所受合力为零B.做匀减速直线运动C.电势能逐渐增加D.机械能逐渐增加8.如图所示，均匀带电的半圆环在圆心O点产生的电场

强度为E、电势为φ，把半圆环分成ABBCCD、、三部分且ABBCCD==。下列说法正确的是（）A.BC部分在O点产生的电场强度的大小为2EB.BC部分在O点产生的电场强度的大小为3EC.BC部分在O点产生的电势为2D.BC部分在O点产生的电

势为39.如图所示，竖直平面内有固定的半径为R的光滑绝缘圆形轨道，匀强电场的方向平行于轨道平面水平向左，PQ、分别为轨道上的最高点、最低点，MN、是轨道上与圆心O等高的点.质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点）在轨道内运

动，已知重力加速度为g，电场强度34mgEq=，要使小球能沿轨道做完整的圆周运动，则下列说法正确的是()A.小球在轨道上运动时，动能最小的位置，电势能最大B.小球在轨道上运动时，机械能最大的位置一定在M点C.小球过QP、点时所受轨道弹力大小的差值为

6mgD.小球过QP、点时所受轨道弹力大小的差值为7.5mg10.两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有ABC、、三点，如图甲所示。一个带电荷量为7210C−+，质量为0.1kg的小物块（可视为质点）从C点静止释放，其运动的vt−图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切

线（图中标出了该切线）斜率最大的位置，则下列说法正确的是()A.由C到A的过程中物块的电势能一直在增大B.B点为中垂线上电场强度最大的点，场强4110V/mE=C.由C点到A点电势逐渐降低D.AB、两点间的电势差500VABU=11.如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的

两极板水平放置，两板长均为L，板间距离为d，距板右端L处有一竖直屏M.一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度0v沿中线射入两板间，最后垂直打在M上，则下列结论正确的是（已知重力加速度为g）()A.两极板间电压为2mgdqB.板间电场强度大小为

2mgqC.整个过程中质点的重力势能增加2220mgLvD.若仅增大两极板间距，则该质点不可能垂直打在M上12.如图所示，在竖直平面内，有一长度2.4mL=的固定绝缘竖直杆ABB，点所在的水平面上方存在着场强大小61510N/CE=、方向水平向右的匀强电场，下方虚线空间内存在着场强大小为

12EE=、方向与竖直方向的夹角37=°且斜向右上方的匀强电场.现将一质量0.8kgm=、电荷量6210Cq−=+的小球（可视为质点）套在杆上从A端由静止释放后下滑，最后从C点离开电场2E，此时速度方向恰好与2E垂直.已知小球与杆间

的动摩擦因数0.2=，取210m/sg=，sin370.6,cos370.8==°°.求：（1）小球到达B点时的速度大小Bv；（2）小球在电场2E中的加速度大小和方向，以及小球过C点时的速度Cv大小；（3）小球从A端释放到C点离开的过程中，电场力做的功.答案以及解析

1.答案：B解析：由题可知第一次击打小球,小球运动到不超过与圆心等高的位置,则()2WmgqERmgR+=„,第二次击打小球,小球能经过最高点,则2214()2,2vWWmgqERmvmgqEmR+=+++„,解得WmgR…,即2mgRWmgR剟,

故选B.2.答案：D解析：因为沿CA方向入射的粒子恰垂直AB方向过D点,研究该粒子运动的逆过程,从D到C,由于此过程中速度偏向角的正切等于位移偏向角正切的2倍,可知此过程为类平抛运动,则粒子受垂直BC向下的电场力作用,由于粒子带正电,可

知场强方向垂直于BC向下,则BC、两点电势相等,则ABC=,选项A错误;电场方向垂直BC向下,则沿垂直BC方向入射的粒子不可能经过A点,选项B错误;若45ACB=°,则过D点时粒子速率等于在C点的速度沿CB方向的分量,即002cos452Dvvv=

=°,选项C错误;若60ACB=°,则由类平抛运动的规律可知粒子在水平方向上有0cos60Rvt=°,竖直方向上有23122EqRtm=,联立解得2034mvEqR=,选项D正确.3.答案：C解析：等量异种点电荷的中垂线是等势线,两对等量异种点电荷的中垂线重

合,依然是等势线,因此将试探电荷从B点沿直线移动到D点,电场力做功为零,A错误;根据对称性,两个正电荷在O点产生的合场强水平向右,两个负电荷在O点产生的合场强水平向右,因此O点的电场强度水平向右,不为零,B错误;两个正电荷在A点产生的电场强度等大反向，合场强为零,两个负电

荷在A点产生的合场强水平向右;两个负电荷在C点产生的电场强度等大反向，合场强为零,两个正电荷在C点产生的合场强水平向右,根据对称性,AC、两点的电场强度大小相等,方向相同,C正确;AC段电场强度方向水平向右,沿电场

线方向电势降低,因此O点的电势低于A点的电势,D错误.4.答案：C解析：针状电极上针尖处的电荷最密集,所以针尖附近的电场强度比较大,逐渐远离针尖,电场强度逐渐减小,带电粒子所受电场力逐渐减小,沿题图中虚线向熔喷布运动的带电粒子加速度逐渐减小,C正确,A错误;空气受电场影响被电离产

生带电粒子,电场线方向从所接电源的正极指向负极,正电荷向熔喷布方向运动被熔喷布捕获,则熔喷布上表面带正电,B错误;由动能定理可知,带电粒子的运动速度与合外力做功有关,即与电场力做功有关,根据WUq=可知,电场力做功只与电势差有关,和运动距离无关,D错误.5.答案：B解

析：x−图线上某点切线斜率的绝对值表示该点的场强大小，由xL=处电势最低可知该点的场强为零，因为该点在两点电荷中间，所以两点电荷一定是同种电荷，3L−处点电荷带正电，故A错误；由以上分析可知在xL=处合场强为零，

设3xL=−处电荷带电荷量为Q，由点电荷场强公式可得22(2)(4)kQkQLL=，由此可得4QQ=，所以O点的场强大小为222(3)(3)3kQkQkQELLL=−=，方向水平向右，故B正确；由以上分析可知O点的场强方向水平向右，而负检验电荷所受电场力方向与场强方向相反，则负检验电荷

在O点所受电场力方向水平向左，故C错误；由题图可知，从M到N电势先降低后升高，对负检验电荷来说电势越低处电势能越大，所以负检验电荷由M运动到N的过程中，电势能先增大后减小，故D错误.6.答案：BC解析：由题意可知2eV2VabaOUUe===−−,因

a点电势为2V,则bO、两点的电势均为4V,选项A错误;电场强度大小为22V/m200V/m1cos602102baUEab−===°,选项B正确;bc连线与电场强度E方向平行,则2200210V4

VcbUEbc−===,则c点的电势为8V,电子在c点的电势能为8eV−,选项C正确;由于ab、之间和bc、之间的电势差不相等,则将电子从a点移到b点和从b点移到c点,电场力做功不相同,选项D错误。7.答案：BC解析：对带

电粒子受力分析如图所示，0F合，则选项A错误；由图可知电场力与重力的合力方向与0v方向相反，所以粒子做匀减速直线运动，选项B正确；除重力外，由于电场力Eq做负功，故电势能增加，机械能减少，选项C正确，D错误。8.答案：AD解析：BC、两点把半圆环等分为三段，设每段在O点产生的电

场强度大小均为E。AB部分和CD部分在O点产生的场强夹角为120°，它们的合场强大小为E，则O点的合场强2EE=，则2EE=，故BC部分在圆心O点产生的场强大小为2E。电势是标量，设BC部分在圆心O点产生的电势为，则有3=，则3=。故选A、D。9.答案：BC

解析：根据等效场知识可得，电场力与重力的合力大小为225=()()4mgmgqEmg+=等，故等效重力加速度为54gg=等，如图所示，3tan4qEmg==，即37=°，若小球刚好能通过C点关于圆心O对称的D点，那么小球就能做完整的圆周运动.小球在D点时的动能最小

，但D点并非是其电势能最大的位置，小球电势能最大的位置在N点，选项A错误.小球在轨道上运动的过程中遵守能量守恒定律，小球在轨道上M点的电势能最小，其机械能最大，选项B正确.小球过P点和Q点时，由牛顿第

二定律可得2QQvFmgmR−=，2PPvFmgmR=+，小球从Q点到P点，由动能定理可得2211222PQmgRmvmv−=−，联立解得6QPFFmg−=，选项C正确，D错误.10.答案：BC解析：

从题图乙可知，由C到A的过程中，物块的速度一直在增大，电场力对物块做正功，物块的电势能一直在减小，故A错误；物块在B点的加速度最大，为2222m410m/s210m/s75a−−==−，可得物块所受的最大电场力为23mm0.1210N210NFma−−===

，则场强最大值为4mm110N/CFEq==，故B正确；因为两个等量正点电荷连线的中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点电势逐渐降低，故C正确；从题图乙可知，AB、两点的速度分别为22610m/s410m/sABvv−−==、，再根据动能定理得22112

2BAABqUmvmv=−，解得500VBAU=，则500VABBAUU=−=−，故D错误。11.答案：BC解析：据题分析可知，质点在平行板间轨迹应向上偏转，做类平抛运动，飞出电场后，质点的轨迹向下偏转，才能最后垂直打在M屏上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，可见两次偏转的加速度

大小相等，根据牛顿第二定律得,qEmgmamgma−==，解得2mgEq=，由UEd=得板间电势差22mgmgdUdqq==，故A错误，B正确；质点在电场中向上偏转的距离201,,2Lyatagtv===，解得

2202gLyv=，故质点打在屏上的位置与P点的距离为2202gLsyv==，重力势能的增加量22p20mgLEmgsv==，故C正确；仅增大两极板间的距离，因两板上电荷量不变，根据rr4π4πUQQkQESdCdSdkd====可知，板间场强不变，质点在电场中受力情况

不变，则运动情况不变，故仍垂直打在屏上，故D错误.12.答案：（1）6m/s（2）27.5m/s，方向水平向右；10m/s（3）25.6J−解析：（1）小球沿杆下滑过程中受到的滑动摩擦力大小为1fqE=，则小球沿杆下滑的加速度大小为mgfam−=，由运动学公式得22BvaL=

，联立解得6m/sBv=.（2）小球离开B点后在匀强电场2E中受重力、电场力，如图甲所示，将电场力沿水平、竖直方向分解，则竖直方向上有2cos378NqE=°，恰好与小球重力8Nmg=平衡，则小球在匀强电场2E中做类平抛运动，加速度大小为2sin37qEam=°，解得27.5m/sa

=，方向水平向右.小球过C点时，如图乙所示将速度分解，有6m/s10m/ssin0.6BCvv===.（3）小球从A运动到B的过程中电场力做功为零.小球到C点时的水平速度tanBxvv=，设小球从B到C的运动时间为t，则x

vat=，解得16s15t=，BC、两点间的竖直距离为6.4mByvt==，小球从B运动到C的过程，根据动能的定理有221()2CBWmgymvv+=−电，代入数据解得=25.6JW−电.获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com