2024年高考物理第一轮复习讲义（有解析）：第八章 专题突破9　带电粒子(带电体)在电场中运动的综合问题

【A级———夯实基础】 1．如图甲所示，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静电力作用下开始运动。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，则下列图像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静电力恒定，加速度大小不变，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后电子所受静电力反向，电子向A板做匀减速直线运动，直到t＝T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：A 2．如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A．小球带负电 B．静电力与重力平衡 C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小 D．小球在运动过程中机械能守恒 解析：由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动，所以重力与静电力的合力为0，即静电力与重力平衡，则静电力方向竖直向上，小球带正电，A错误，B正确；从a→b，静电力做负功，电势能增大，C错误；由于有静电力做功，机械能不守恒，D错误。 答案：B 3．如图所示，处于真空中的匀强电场水平向右，有一质量为m、带电荷量为－q的小球从P点以大小为v0的初速度水平向右抛出，经过t时间到达Q点(图中未画出)时的速度仍为v0，则小球由P点运动到Q点的过程中，下列判断正确的是(　　) A．Q点在P点正下方 B．小球电势能减少 C．小球重力势能减少量等于mg2t2 D．Q点应位于P点所在竖直线的左侧 解析：从P点到Q点，根据动能定理可知mgh＋W电＝mv02－mv02＝0，因重力做正功，则静电力做负功，电势能增加，则Q点应该在P点的右下方，选项A、B、D错误；小球在竖直方向下落的高度h＝gt2，则小球重力势能减少量ΔEp＝mgh＝mg2t2，选项C正确。 答案：C 4．如图所示，O、A、B、C为一粗糙绝缘水平面上的四点，不计空气阻力，一电荷量为－Q的点电荷固定在O点，现有一质量为m、电荷量为－q的小金属块(可视为质点)，从A点由静止开始沿它们的连线向右运动，到B点时速度最大，其大小为vm，小金属块最后停止在C点。已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ，A、B间距离为L，静电力常量为k，则(　　) A．在点电荷－Q形成的电场中，A、B两点间的电势差UAB＝ B．在小金属块由A点向C点运动的过程中，电势能先增大后减小 C．OB间的距离为 D．从B点到C点的过程中，小金属块的动能全部转化为电势能 解析：小金属块从A点到B点过程，由动能定理得－qUAB－μmgL＝mvm2－0，得A、B两点间的电势差UAB＝－，故A错误；小金属块由A点向C点运动的过程中，库仑力一直做正功，电势能一直减小，故B错误；由题意知，A点到B点过程，小金属块做加速运动，B点到C点过程，小金属块做减速运动，在B点小金属块所受的滑动摩擦力与库仑力平衡，则有μmg＝k，得r＝，故C正确；从B点到C点的过程中，小金属块的动能和减少的电势能全部转化为内能，故D错误。 答案：C 5．如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　) A．匀强电场的电场强度E＝ B．小球动能的最小值Ek＝ C．小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大 解析：小球静止时悬线与竖直方向成θ角，对小球受力分析，小球受重力、拉力和静电力 ... ...