2022届全国高三物理模拟试题汇编：带电粒子在在电场中运动及答案

这是一份2022届全国高三物理模拟试题汇编：带电粒子在在电场中运动及答案，共6页。试卷主要包含了单选题，多选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
 带电粒子在在电场中运动一、单选题1．如题图所示，质量为m的一价正离子从A点射入水平方向的匀强电场，初速度方向与水平方向的夹角θ＝60°。当离子运动到电场中的P点时速度最小（P点未画出），且最小速度为v。不计离子重力，下列说法正确的是（　　）A．电场方向水平向左，B．电场方向水平向左，C．电场方向水平向右，D．电场方向水平向右，2．如图所示，一质量为、电荷量为的粒子以速度从连线上的点水平向右射入大小为、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达连线上的某点时（　　）A．所用时间为B．速度大小为C．与点的距离为D．速度方向与竖直方向的夹角为3．有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示，其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．现为了使打在纸上的字迹扩大，下列措施可行的是(　　)  A．增大墨汁微粒所带的电荷量 B．增大墨汁微粒的质量C．减小极板的长度 D．减小偏转板间的电压4．如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程中，动量大小的最小值为（　　）A． B． C． D．5．如图所示，三个带电粒子从水平放置的平行带电金属板左侧相同位置，以相同速度垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在下极板上的、、三点处，为入射点在下极板上的投影，且，不计粒子重力及相互间作用力，则落在、、三处粒子的比荷之比为（　　）A． B． C． D．6．某种金属板M受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的运动方向，速度大小也不相同。如图所示，在M旁放置一个金属网N，在M、N之间加电压U，调节电压U的大小观察电流表中的电流大小，则下列说法正确的是（　　）A．U增大，电流表的读数也增大B．加上某一电压U0时电流表的读数可能为零C．所有电子从M板到金属网N均做匀减速直线运动D．将电源的正负极反向时电流表的读数可能为零二、多选题7．如图所示，水平平行板电容器间距为d，电源电压恒定。闭合开关S，板间电场稳定后，一电子以初速度v从平行板左端水平射入，经过时间t离开平行板间电场时速度与水平方向夹角为θ，电场力对电子做功为W，电子在屏上所产生光点的竖直偏移量为y；若保持开关S闭合，将两板间距调整为2d，电子仍然以初速度v水平射入，不计电子重力，则（　　）A．电子通过平行板电容器的时间是tB．平行板间电场对电子做功是C．电子离开平行板间电场时速度与水平方向夹角是D．电子在屏幕所产生的光点的竖直偏移量是8．如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球以大小为v0的初速度从足够长的固定斜面上的A点水平抛出，经时间t1落在斜面上，落在斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为α1；第二次加一电场强度大小E=（g为重力加速度大小）、方向竖直向下的电场，其他条件不变，结果小球经时间t2落在斜面上，落在斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为α2。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）A．t1=2t2 B．2t1=t2 C．α1=α2 D．α1=2α29．图1的平行金属板M、N间加有图2所示的交变电压，是M、N板间的中线，当电压稳定时，板间为匀强电场。时，比荷为的带电粒子甲从O点沿方向、以的速率进入板间，时飞离电场，期间恰好不与极板相碰。若在时刻，带电粒子乙以的速率沿从O点进入板间，已知乙粒子在运动过程中也恰好不与极板碰撞，不计粒子受到的重力，则下列说法中正确的是（　　）A．T时刻，乙粒子离开电场B．乙粒子的比荷为C．甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为2：3D．甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为1：2三、综合题10．如图甲所示，金属丝K产生的热电子（初速度不计）经A、B间的加速电场加速后，沿两水平金属板C、D间的中心线射入偏转电场，最后打在竖直荧光屏上。C、D极板长为，板间距离为d，荧光屏距C、D右端的距离为 。现给AB间加一加速电压UAB，C、D两板加一交变电压，电压大小为U、周期T=（如图乙所示），设C、D间的电场可看作匀强电场，且两板外无电场。已知电子的质量为m、电荷量为e（重力不计），经加速电场加速后以速度射入偏转电场，且所有电子均能从C、D板间射出。试求：（1）A、B间加速电压UAB的大小；（2）荧光屏上被电子击中部分的长度D；（3）到达荧光屏上O点的电子动能。11．如图，两金属板水平正对放置，间距为 d。两板间有一竖直向下的匀强电场，电场强度为 E。在两板正中间竖直向上放出初速度相同、带电量分别为 ＋q、－2q 的两个粒子，它们质量相同。其中粒子Ⅰ抵达上板时速度不变，粒子Ⅱ只能抵达下板。重力加速度为 g。求： （1）粒子质量 m； （2）粒子Ⅱ在电场中运动时间的最大值； （3）取粒子出发点为坐标原点、竖直向上为正方向，建立一维坐标系 y。以 y=0 为重力势能、电势能的零势能面，证明粒子Ⅱ运动到电场中任一位置时其机械能与电势能的总和不变。12．如图，ABC是固定在竖直面内、圆心在O点、半径为R的绝缘光滑圆弧形轨道，B、C分别为轨道的最低和最高点，∠AOB=60°，轨道所在空间有竖直方向（未画出场强方向）的匀强电场。现从轨道所在竖直面内距A点高度为2R的P点，以大小的初速度水平向右抛出一质量为m、电荷量为q（q>0）的小球，小球恰能在A点沿轨道切线进入轨道。小球可视为质点且运动过程中电荷量不变，不计空气阻力，重力加速度大小为g。（1）求匀强电场的电场强度；（2）小球能否通过C点？若能，则求出在C点轨道对小球的弹力大小；若不能，则说明理由。答案解析部分1．【答案】B2．【答案】C3．【答案】A4．【答案】B5．【答案】B6．【答案】B7．【答案】A,D8．【答案】A,C9．【答案】A,B,D10．【答案】（1）解：A、B间加速过程eUAB=mv02
得UAB=（2）解：在t=nT（n=0，1，2，3，…）时刻入射偏转电场的电子，，联立得荧光屏上被电子击中部分的长度（3）解：电子要达到O点，必须在竖直方向经历先加速t3，后减速t3，再反向加速t4，离开偏转电场后，保持匀速运动t5，整个过程向上的位移和向下的位移大小相等，运动轨迹如图 所以可得设电子击中O点时速度为v，则联立解得11．【答案】（1）解：粒子Ⅰ抵达上板时速度不变，可判断粒子Ⅰ带负电，带电量为－2q所受合外力为零 （2）解：粒子Ⅱ带电量为 +q，在电场中运动的加速度临界状态——粒子Ⅱ抵达上极板时速度减为零粒子Ⅱ做类竖直上抛运动，以向上为正（3）解：在出发点 y=0：设粒子Ⅱ的初动能粒子Ⅱ在电场中运动到某一位置的动能粒子Ⅱ在电场中运动到某一位置的重力势能机械能粒子Ⅱ在电场中运动到某一位置的电势能机械能与电势能的总和不变。12．【答案】（1）解：从P到A，小球受重力和电场力共同作用做类平抛运动如图，将小球在A点的速度分解，可知速度偏转角为60°由运动学规律有由牛顿第二定律有将，代入，联立以上各式解得故匀强电场的电场强度大小为，方向竖直向上（2）解：由题意，小球在A点沿轨道切线进入轨道，可知进入时无能量损失假设小球能够到达C点。设小球在C点的速度大小为，轨道对小球的弹力为F从P到C，由动能定理有在C点，由牛顿第二定律有联立两式解得假设成立，小球能通过C点。