2020高考精炼专题1.17 带电粒子在匀强电场中的运动（能力篇）（解析版）

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-1） 第一部分 静电场 专题1.17 带电粒子在匀强电场中的运动（能力篇） 一．选择题 1．（2019安徽皖西高中联盟期末）先后让一束氘核（H）和一束氚核（H）通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与板面平行，离开时速度方向与板面夹角分别为α、β。不计原子核的重力，则（ ） A．如果氘核和氚核的初速度相同，则= B．如果氘核和氚核的初动量相同，则= C．如果氘核和氚核的初动能相同，则= D．如果氘核和氚核由静止开始从同一位置经同一电场加速后进入偏转电场，则= 【参考答案】B 【名师解析】本题考查电场力和带电粒子的类平抛运动。设带电粒子入射速度为v0，质量为m，电荷量为q，在电场中运动的加速度a=qE/m，由类平抛运动规律，粒子离开时速度方向与板面夹角的正切为=，如果氘核和氚核的初速度相同，则==，选项A错误；如果氘核和氚核的初动量相同，则=====，选项B正确；由===可知，如果氘核和氚核的初动能相同，则=1，选项C错误；如果氘核和氚核由静止开始从同一位置经同一电场加速后进入偏转电场，qU=mv02，氘核和氚核的初动能相同，则=1，选项D错误。 【关键点拨】利用相关知识列出粒子离开时速度方向与板面夹角的正切表达式，对各个选项分别分析讨论。 2．(2016·湖北荆州高三质检)三个质量相等的带电微粒(重力不计)以相同的水平速度沿两极板的中心线方向从O点射入，已知上极板带正电，下极板接地，三微粒的运动轨迹如图所示，其中微粒2恰好沿下极板边缘飞出电场，则(　　) A．三微粒在电场中的运动时间有t3>t2>t1 B．三微粒所带电荷量有q1>q2>q3 C．三微粒所受电场力有F1＝F2>F3 D．微粒2和3出电场时动能相等 【参考答案】．B　 【名师解析】因三微粒均只受竖直向下的恒定电场力作用而做类平抛运动，水平方向做速度大小相同的匀速直线运动，由图中水平射程知三微粒在电场中运动时间有t3＝t2>t1，A错误；竖直方向由h＝at2知三微粒的加速度大小有a1>a2>a3，又只受电场力，所以三微粒所受电场力有F1>F2>F3，C错误；而F＝qE，即三微粒所带电荷量有q1>q2>q3，B正确；电场力对微粒2做的功比对微粒3做的功多，即微粒2的动能增加多，所以出电场时微粒2的动能大于微粒3的动能，D错误。 3．(2016·湖南郴州监测)空间内有高度为d、宽度足够宽、方向水平向左的匀强电场。当在该空间内建立如图所示的坐标系后，在x轴上的P点沿y轴正方向连续射入质量和电荷量均相同、且带电性质也相同的带电粒子(粒子重力不计)，由于粒子的入射速率v(v＞0)不同，有的粒子将在电场中直接通过y轴，有的将穿出电场后再通过y轴。设粒子通过y轴时，离坐标原点的距离为h，从P到y轴所需的时间为t，则(　　) A．由题设条件可以判断出粒子的带电性质 B．对h≤d的粒子，h越大，t越大 C．对h≤d的粒子，在时间t内，电场力对粒子做的功不相等 D．h越大的粒子，进入电场时的速率v也越大 【参考答案】．AD　 【名师解析】由题意可知，粒子向左偏，由电场线的方向，可确定电场力方向向左，因此粒子带正电，故A正确；对h≤d的所有粒子，受到的电场力相同，加速度也相同，因此运动时间也相等，由于粒子的入射速率v不同，所以导致粒子的h不同，故B错误；对h≤d的所有粒子，在时间t内，电场力方向的位移相同，因此电场力做功相等，故C错误；若在电场中直接通过y轴，水平分位移x相等，由x＝at2知，运动时间t相等，竖直分位移h＝vt，则h越大的粒子，进入电场时的速率v也越大，若穿出电场后再通过y轴，通过电场时竖直分位移y相等，h越大，沿着电场力偏转位移x越小，由x＝at2，可知t越小，由y＝vt，可知，v越大，故D正确。 4．(2016·浙江湖州高三模拟)如图，空间存在沿OM方向的匀强电场，ON与OM的夹角∠NOM＝θ，某 ... ...