十年高考试题分类解析-物理-专题10-带电粒子在电场中的运动

一．2012年高考题

1.（2012·新课标理综）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子

A．.所受重力与电场力平衡

B．.电势能逐渐增加

C．.动能逐渐增加

D．.做匀变速直线运动

1.【答案】：BD

识。

2（2012·山东理综）图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。

一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c 三点是实线与虚线的交点。则该粒子

A．带负电

B．在c点受力最大

C．在b点的电势能大于在c点的电势能

D．由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化【答案】CD

【解析】由粒子仅在电场力作用下的运动轨迹可知，该粒子受到圆心处正点电荷的排斥，该粒子带正电，在a点受力最大，选项AB错误；该粒子在b点的电势能大于在c点的电势能，选项C正确；该电场等距等势面ab之间电势差大于bc之间的电势差，由动能定理可知，该粒子由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化，选项D正确。【考点定位】此题考查带电粒子在点电荷电场中的运动及其相关知识。

3. (2012·天津理综)两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带

负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中

A．做直线运动，电势能先变小后变大

B．做直线运动，电势能先变大后变小

C．做曲线运动，电势能先变小后变大

D．做曲线运动，电势能先变大后变小

4（2012·四川理综）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角θ=37°，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×105N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5×10-2kg、电荷量q=+1×10-6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v 0=3m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2，sin37°=0.6，

cos37°=0.8。

（1）求弹簧枪对小物体所做的功；

（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，示CP的长度。

【解析】（1）设弹簧枪对小物体做功为W f，由动能定理得：W f-mgr(1-cosθ)=1

2

mv02.①

代入数据得，W f=0.475J。②

（2）取沿平直斜轨道向上为正方向。设小物块通过C点进入电场后的加速度为a1，

0= v1+ a2 t2，

s1= v1 t2+1

2

a2t22。

设CP的长度为s，有s= s1 +s2。

联立相关方程，代入数据解得：s=0.57m。

【考点定位】此题考查动能定理、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律及其相关知识。二．2011年高考题

1．（2011江苏物理第8题）一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有A．粒子带负电荷

B．粒子的加速度先不变，后变小

C．粒子的速度不断增大

D．粒子的电势能先减小，后增大

【答案】AB 【点评】题中给出的等势面是等差（相邻等势面之间的电势差相等0等势面。

2（2011广东理综第21题.）图8为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以

达到除尘目的。下列表述正确的是 A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同

D.同一位置带电荷量越多的尘埃所

受电场力越大 【解析】：由于集尘机与电源正极相连，到达集尘极的尘埃带负电荷，电场方向由集尘极指向放电极，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反，由F=qE 可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，选项BD 正确AC 错误。 【答案】：BD

【点评】此题考查静电除尘器除尘机理。

3.（2011福建理综卷第20题）反射式速调管是常用的微波器械之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A 点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A 、B 两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是31 2.010E =⨯N/C

和

32 4.010E =⨯N/C ，方向如图所示，带电微粒质量

201.010m kg -=⨯，带电量91.010q C -=-⨯,A 点距虚线

MN 的距

离1 1.0d cm =，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求： （1） B 点到虚线MN 的距离2d ；

（2） 带电微粒从A 点运动到B 点所经历的时间t 。 【解析】：

（1）带电微粒由A 运动到B 的过程中，由动能定理有│q │E 1d 1-│q │E 2d 2=0， 解得d 2=

1

2

E E d 2=0.50cm. （2）设微粒在虚线MN 两侧的加速度大小分别为a 1、a 2，由牛顿第二定律有 │q │E 1=m a 1，│q │E 2=m a 2，

设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有d1=1

2

a1t12，

d2=1

2

a2t22，t= t1+t2，

联立解得t=1.5×10-8s。

【点评】此题考查电场力、动能定理、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律等知识点。三．2010年高考题

1（2011安徽理综卷第18题）图（a）为示波管的原理图。如果在电极YY’之间所加的电压按图（b）所示的规律变化，在电极XX’之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是

解析：此题考查示波管。带电粒子在电场中的运动等知识点。由电极YY’之间所加的电压按图（b）所示的规律变化可知，在y方向图形从y=0开始且向+y方向运动；由在电极XX’之间所加的电压按图（c）所示的规律变化可知，在x方向图形从-x半个周期开始，所以在荧光屏上会看到的图形是B。

答案：B

2．（2010全国新课标理综）.静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面。.工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上。.若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)