2024年高中物理第十章专题强化练3带电粒子在复合场中的运动检测新人教版必修第三册.docxVIP

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专题强化练3带电粒子在复合场中的运动

一、选择题

1.(2024广东深圳高三上月考)如图所示,水平面MN的上方和下方分别存在电场强度大小相等、方向竖直向下和竖直向上的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电小球从MN上方的a点以肯定的初速度水平抛出,从b点进入下方电场,到达c点时速度方向恰好水平。已知a、b、c三点在同始终线上,且ab=13bc。重力加速度为g。则电场强度大小为(

A.3mgqB.mg3qC.

2.(2024四川攀枝花检测)如图所示,在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道处于水平向右的匀强电场中,一带负电的小球从高为h的A处由静止起先下滑,沿轨道ABC运动后进入圆环内做圆周运动。已知小球所受静电力是其重力的34,圆环半径为R,斜面倾角为53°,轨道水平段BC的长度sBC=2R。若使小球在圆环内恰好能做完整的圆周运动,则高度h为(

A.2RB.4RC.10RD.17R

3.(2024湖南郴州质检)(多选)如图所示,一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中,以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为30°,重力加速度为g,且mg=qE,则()

A.电场方向竖直向上

B.小球运动的加速度大小为g

C.小球上升的最大高度为v

D.若小球在初始位置的电势能为零,则小球电势能的最大值为m

4.(2024安徽师范高校附属中学期中)如图所示,竖直向下的匀强电场中,用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕O做圆周运动,A、B分别是轨迹的最高点和最低点,已知小球的质量为m,重力加速度为g。以下说法中正确的是()

A.小球在A、B两点时,细线的拉力差可能是12mg

B.小球不行能做匀速圆周运动

C.小球通过A点时,细线拉力肯定最小

D.小球通过B点时,细线拉力不行能为零

5.(2024福建泉州模拟)如图,在竖直向下的匀强电场中,质量为0.5kg的带正电小物块从光滑绝缘斜面上的A点由静止释放,经过B点后进入绝缘水平面,最终停在C点。某些时刻物块的瞬时速率记录在下表中。若物块经过B点前后速度大小不变,电场力与重力大小相等,取g=10m/s2,则()

t/s

0

3

6

9

v/(m·s-1)

0

8

12

8

A.t=6s时物块恰好经过B点

B.t=12s时物块恰好到达C点

C.物块与水平面间的动摩擦因数为1

D.整个过程中物块电势能的削减量等于系统内能的增加量

二、非选择题

6.(2024甘肃兰州一诊)水平面上有一个竖直放置的圆弧轨道,A为轨道的最低点,半径OA竖直,圆心角AOB为60°,半径R=0.8m,空间有竖直向下的匀强电场,场强E=1×104N/C。一个质量m=2kg、电荷量q=1×10-3C的带负电小球,从轨道左侧与圆心O同一高度的C点水平抛出,恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道,到达最低点A时对轨道的压力FN=32.5N。取g=10m/s2,求:

(1)小球抛出时的初速度v0的大小;

(2)小球从B到A的过程中克服摩擦力所做的功Wf。

7.(2024天津一中期末)如图所示,BCDG是光滑绝缘的34圆弧轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的静电力大小为34mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为

(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,求滑块到达与圆心O等高的C点时对轨道的作用力大小;

(2)为使滑块恰好始终沿轨道BCDG滑行(不脱离轨道),且从G点飞出,求滑块在圆弧轨道上滑行过程中的最小速度。

答案全解全析

专题强化练3

带电粒子在复合场中的运动

1.D小球在水平方向做匀速直线运动,所以小球在MN上方的电场和MN下方的电场中运动的时间之比为t1∶t2=1∶3,小球在竖直方向的位移大小之比为y1∶y2=12a1t12∶12a2t22=1∶3,其中a1=qE

2.C小球所受的重力和静电力均为恒力,故两力可等效为一个力F=(mg)2+34mg2

若使小球在圆环内恰好能做完整的圆周运动,即通过等效最高点D时小球与圆环间的弹力恰好为0,由圆周运动的学问可得54mg=mvD2R;由A到D的过程由动能定理得mg(h-R-Rcos37°)-34mg(h·tan37°+2R+Rsin37°)=12mv

方法技巧等效重力法

把电场力和重力合成一个等效力,称为等效重力。如图所示,则F合为等效重力场中的“重力”,g=F合m为等效重力场中的“等效重力加速度”;F合的方向等效为“重力”的方向,即在等效重力场中的“竖直向下

3.BD小球做