高考物理题《电荷在电场中的加速》高频试题强化练习（2017年最新版） - 高考物理题库

1、计算题如图以y轴为边界，右边是一个水平向左的E1=1×104N/C匀强电场，左边是一个与水平方向成45°斜向上的E2=600)makesmallpic(this,600,1800);\' sr ">

1、计算题如图以y轴为边界，右边是一个水平向左的E1=1×104N/C匀强电场，左边是一个与水平方向成45°斜向上的E2=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/ieskol4kswa.png\" style=\"vertical-align:middle;\">×104N/C匀强电场，现有一个质量为m=1.0g，带电量q=1.0×10－6C小颗粒从坐标为（0.1，0.1）处静止释放。忽略阻力，g=10m/s2。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/mbbx5bobpyb.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
求（1）第一次经过y轴时的坐标及时间
（2）第二次经过y轴时的坐标
（3）第二次经过y轴时小颗粒的速度大小

参考答案：（1）（0,0）?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/vhrqpktmo4m.png\" style=\"vertical-align:middle;\">s（2）（0，-1.6）（3）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/mu2crdktst4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">

本题解析：
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/mwrandpzk4v.png\" style=\"vertical-align:middle;\">

本题难度：一般

2、计算题（16分）真空中有如图所示矩形区域，该区域总高度为2h、总宽度为4h，其中上半部分有磁感应强度为B、垂直纸面向里的水平匀强磁场，下半部分有竖直向下的匀强电场，x轴恰为水平分界线，正中心恰为坐标原点O。在x =\" 2.5\" h处有一与x轴垂直的足够大的光屏（图中未画出）。质量为m、电荷量为q的带负电粒子源源不断地从下边界中点P由静止开始经过匀强电场加速，通过坐标原点后射入匀强磁场中。粒子间的相互作用和粒子重力均不计。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/j1xjarflhmy.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
（1）若粒子在磁场中恰好不从上边界射出，求加速电场的场强E；
（2）若加速电场的场强E为（1）中所求E的4倍，求粒子离开磁场区域处的坐标值；
（3）若将光屏向x轴正方向平移，粒子打在屏上的位置始终不改变，则加速电场的场强E′多大？粒子在电场和磁场中运动的总时间多大？

参考答案：（1）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/yrybcqe5fpw.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> （2）【600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/majwt0ivxhb.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，h】（3）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/srbtu5doqfx.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/4zs5r4sjsrk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">）；600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/lz4hukbkxqf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/4zs5r4sjsrk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">）

本题解析：（1）带电粒子在电场中加速过程根据动能定理有600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/y4lulrrgbvz.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> （2分）
进入匀强磁场后做匀速圆周运动有 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/ic43wwzm3of.png\" style=\"vertical-align:middle;\">      （1分）
要求粒子在磁场中恰好不从上边界射出,则取：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/lcu5kd4geqa.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/yrybcqe5fpw.png\" style=\"vertical-align:middle;\">             （1分）
（2）带电粒子在电场中加速过程根据动能定理有： 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/mp0bvbdbfwg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
进入匀强磁场后做匀速圆周运动，由600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/kpb0nwoc01i.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/yji21g2h435.png\" style=\"vertical-align:middle;\">                    （1分）
则粒子从O点进入后运动了圆心角为θ即离开磁场。由几何关系可得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/vc5vdhqipbh.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
即 θ = 30°              （1分）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/d0zjr02qjlg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
离开磁场处：y = h                （1分）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/cw0l5fytwy0.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> （1分）
即离开磁场处的坐标为：【600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/majwt0ivxhb.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，h】
（3）带电粒子在电场中加速过程根据动能定理有：
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/g1ghgd4lmnm.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
由“将光屏向x轴正方向平移，粒子打在屏上的位置始终不改变”，知离开磁场时粒子速度方向必平行于x轴，沿+ x方向。
故：进入匀强磁场后做匀速圆周运动的半径为：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/hurii3izkmv.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/4zs5r4sjsrk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">）（2分）
又 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/lxh5qhh03ip.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/srbtu5doqfx.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/4zs5r4sjsrk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">）（1分）
从O点进入磁场后先运动半个圆周再返回电场减速到0又返回磁场时速度仍是600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/ssgnnijil4u.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，如此周期性运动最后从磁场的右边界水平射出。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/4lpr0suwrq5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
带电粒子在磁场中运动总时间600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/plaqzovg3xd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/4zs5r4sjsrk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">）（2分）
带电粒子在电场中运动总时间600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/302f5tztnpz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/4zs5r4sjsrk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">）（2分）
带电粒子在电磁场中运动总时间600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/lz4hukbkxqf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/4zs5r4sjsrk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">）（1分）
（没考虑到n的情况给一半的分）
考点：带电粒子在复合场中的运动

本题难度：困难

3、计算题 (20分)一半径R=0.6m的金属圆筒有一圈细窄缝，形状如图所示。圆筒右侧与一个垂直纸面向里的有界匀强磁场相切于P，圆筒接地，圆心O处接正极，正极与圆筒之间的电场类似于正点电荷的电场，正极与圆筒之间电势差U可调。正极附近放有一粒子源（粒子源与正极O间距离忽略不计）能沿纸面向四周释放比荷q/m=1.5×l05C/kg的带正电粒子（粒子的初速度、重力均不计）。带电粒子经电场加速后从缝中射出进入磁场，已知磁场宽度d=0.4m，磁感应强度B=0.25T。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/w23y3wk05uq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
（1）若U=750V，求：①粒子达到细缝处的速度；②若有一粒子在磁场中运动的时间最短，求此粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小。
（2）只要电势差U在合适的范围内变化，总有从向沿某一方向射出粒子经过磁场后又回到O处，求电势差U合适的范围。

参考答案：（1）①600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/vrg2b41e43f.png\" style=\"vertical-align:middle;\">②600；（2）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/z4nsk5zabru.png\" style=\"vertical-align:middle;\">

本题解析：（1）①若U=750V，粒子经电场得
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/1y0j1cb3iuh.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（2分）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/422exfw3z1t.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（1分）
②粒子在磁场中做匀速圆周运动得 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/spr5tju232j.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（2分）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/a3mwirmpkmd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（1分）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/eqktkaimhwi.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
粒子在磁场中运动轨迹对应的弦长L=d=0.4m时运动的时间最短，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/3fpvvacocc4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（2分）?
则粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/kuqlr4e43kd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（2分）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/3mcf1d5ro1o.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
（2）粒子射入磁场后与右边界相切时，正极与圆筒之间电势差最大为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/c0gz5ncsd04.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，由几何关系得
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/0mmtwpimdt4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（2分）
得?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/maxqdenw0di.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/exfcsxizfa3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（1分）
粒子在磁场中?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/0ezdyeoafhp.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（2分）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/jcf2jmxkquo.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（1分）
粒子经电场中?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/1eex3xp0vj1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（2分）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/shvko3qdwno.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（1分）
电势差U合适的范围:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060419/z4nsk5zabru.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（1分）

本题难度：一般

4、选择题在静电场中，一个电子只在电场力作用下，由A点沿直线运动到B点，在这个运动过程中，下列说法正确的是（?）
A．该电子动能一定增大
B．电子可能沿等势面运动
C．A点的场强一定大于B点
D．电子的电势能可能增加

参考答案：D

本题解析：一个电子只在电场力作用下，由A点沿直线运动到B点，电场力可能做正功也可能做负功，所以电势能可能减小也可能增加，动能可能增大也可能减小，但是对于所受电场力的大小无法确定，所以选D

本题难度：一般

5、选择题如图，A、B为水平放置的平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连。两板的中央各有小孔M和N，今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止开始自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力和金属板的厚度不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路径返回。若保持两极板间电压不变，则（）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060315/rnja20a02oi.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
A．若把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
B．若把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
C．若把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
D．若把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落

参考答案：

本题解析：ABC若把A板向下或向上平移一小段距离，质点下落至N孔时，重力做功与电场力做功仍相等，到N孔速度为零，沿原路返回，故A、B对；若把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落到达N孔时重力做功大于电场力做功，粒子仍有向下的速度，穿过N孔继续下落，故C对；若把B板向上平移一小段距离，假设粒子仍能到N孔，则重力做的正功小于电场力做的负功，总功为负，说明粒子没有到达N孔时速度已经减为零，故D错。
考点：动能定理；带电粒子在电场中的运动

本题难度：一般