高考物理一轮复习 专题7-22 交变电场问题千题精练.doc
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1、1 / 13【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选高考物理一轮复习 专题专题 7-227-22 交变电场问题千题交变电场问题千题精练精练一选择题1. (2018山西四校联考)如图甲所示,两平行金属板 MN、PQ 的板长和板间距离相等,板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场,电场方向与两板垂直,在 t0 时刻,一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场,粒子射入电场时的速度为 v0,tT 时刻粒子刚好沿 MN 板右边缘射出电场。则( )A该粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的B在 t时刻,该粒子的速度大小为 2v0C若该粒子在时刻以速度 v0 进入电场,则
2、粒子会打在板上D若该粒子的入射速度变为 2v0,则该粒子仍在 tT 时刻射出电场【参考答案】A 【名师解析】由题设条件可知,粒子在 0做类平抛运动,在T 做类斜抛运动,因粒子在电场中所受的电场力大小相等,根据运动的对称性,粒子射出电场时的速度方向一定是沿垂直电场方向的,如图所示,选项 A 正确;前后两段运动的时间相等,时将速度分解,设板长为 l,由类平抛运动规律可得:lv0T,lvT,则vv0,则时刻该粒子的速度为 v0,选项 B 错误;若该粒子在时刻以速度 v0 进入电场,粒子将先向下做类平抛运动,后做类斜抛运动,而从 PQ 板右边缘射出2 / 13电场,选项 C 错误;若该粒子的入射速度变
3、为 2v0,粒子在场中运动的时间t,选项 D 错误。2.(2017长治模拟)(多选)在绝缘水平桌面(桌面足够大)上方充满平行桌面的电场,其电场强度 E 随时间 t 的变化关系如图 9 所示,小物块电荷量为q1104 C,将其放在该水平桌面上并由静止释放,小物块速度 v 与时间t 的关系如图所示,重力加速度 g 取 10 m/s2,则下列说法正确是( )图 9A.物块在 4 s 内位移是 6 mB.物块的质量是 2 kgC.物块与水平桌面间动摩擦因数是 0.2D.物块在 4 s 内电势能减少了 18 J【参考答案】AC3. 如图 10 甲所示,两极板间加上如图乙所示的交变电压。开始 A 板的电势
4、比B 板高,此时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动。设电子在运动中不与极板发生碰撞,向 A 板运动时为速度的正方向,则下列图象中能正确反映电子速度变化规律的是(其中 C、D 两项中的图线按正弦函数规律变化) ( )图 10【参考答案】A4(多选)如图 11 所示为匀强电场的电场强度 E 随时间 t 变化的图象。当 t0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法中正确的是( )3 / 13图 11A.带电粒子将始终向同一个方向运动B.2 s 末带电粒子回到原出发点C.3 s 末带电粒子的速度为零D.03 s 内,电场力做的总功为零【参考答案】CD5
5、.如图 12 甲所示,两平行正对的金属板 A、B 间加有如图乙所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间 P 处。若在 t0 时刻释放该粒子,粒子会时而向 A 板运动,时而向 B 板运动,并最终打在 A 板上。则 t0可能属于的时间段是( )图 12A.0T 时情况类似。因粒子最终打在 A 板上,则要求粒子在每个周期内的总位移应小于零,对照各选项可知只有 B 正确。4 / 136.(2017长春模拟)(多选)如图 8 甲所示,A、B 是一对平行金属板。A 板的电势 A0,B 板的电势 B 随时间的变化规律如图乙所示。现有一电子从 A 板上的小孔进入两板间的电场区内,电子的
6、初速度和重力的影响均可忽略,则( )图 8A.若电子是在 t0 时刻进入的,它可能不会到达 B 板B.若电子是在 t时刻进入的,它一定不能到达 B 板C.若电子是在 t时刻进入的,它可能时而向 B 板运动,时而向 A 板运动,最后穿过 B 板D.若电子是在 t时刻进入的,它可能时而向 B 板运动,时而向 A 板运动,最后穿过 B 板【参考答案】BC【名师解析】若电子从 t0 时刻进入,电子将做单向直线运动,A 错误;若电子从时刻进入两板,则电子受到电场力方向向左,故无法到达 B 板,B 正确;电子从时刻进入两板时,电子先加速,经时速度最大,此时电子受到电场力反向,经速度减为零,再加速反向速度最
7、大,接着减速回到原位置,即电子在大于时刻进入时一定不能到达 B 板,小于时刻进入时一定能到达 B 板,所以 C 正确,D错误。此题作 vt 图象更易理解。7.(2015山东理综)(多选)如图 13 甲所示,两水平金属板间距为 d,板间电场强度的变化规律如图乙所示。t0 时刻,质量为 m 的带电微粒以初速度 v0 沿中线射入两板间,0时间内微粒匀速运动,T 时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为 g。关于微粒在 0T 时间内运动的描述,正确的是( )5 / 13图 13A.末速度大小为 v0B.末速度沿水平方向C.重力势能减少了 mgdD.克服电场力做功为
8、 mgd【参考答案】BC8(2017广西重点高中高三一模)(多选)如图 14 甲所示,竖直极板 A、B 之间距离为 d1,电压为 U1,水平极板 C、D 之间距离为 d2,GH 为足够长的荧光屏,到极板 C、D 右侧的距离为 L。极板 C、D 之间的电压如图乙所示。在 A 板中央有一电子源,能不断产生速率几乎为零的电子。电子经极板 A、B 间电场加速后从极板 B 中央的小孔射出,之后沿极板 C、D 的中心线射入极板 C、D 内。已知t0 时刻射入 C、D 间的电子经时间 T 恰好能从极板 C 的边缘飞出。不计阻力、电子的重力以及电子间的相互作用,下列说法正确的是( )图 14A.电子在荧光屏上
9、形成的亮线长度为d2 3B.保持其他条件不变,只增大 d1,荧光屏上形成的亮线长度变长C.保持其他条件不变,只增大 d2,荧光屏上形成的亮线长度变短D.保持其他条件不变,只增大 L,荧光屏上形成的亮线长度变长【参考答案】AC二计算题6 / 131(2016江苏泰州高三期中)(18 分)如图甲所示,质量为 m、电荷量为 q 的粒子经加速电压 U1 加速后,在水平方向沿 O1O2 垂直进入偏转电场。已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为 L,两极板间距为 d,O1O2 为两极板的中线,P 是足够大的荧光屏,且屏与极板右边缘的距离为 L。不考虑电场边缘效应,不计粒子重力。求:(1)粒子进入偏转电场
10、的速度 v 的大小;(2)若偏转电场两板间加恒定电压,电子经过偏转电场后正好打中屏上的 A 点,A 点与极板 M 在同一水平线上,求偏转电场所加电压 U2;(3)若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化,要使电子经加速电场后在 t0 时刻进入偏转电场后水平击中 A 点,试确定偏转电场电压 U0 以及周期 T 分别应该满足的条件。【名师解析】(1)电子经加速电场加速:eU1mv2解得:v2eU1 m(2)由题意知,电子经偏转电场偏转后做匀速直线运动到达 A 点,设电子离开偏转电场时的偏转角为 ,则由几何关系得:(L)tan 解得:tan d 3L又 tan U2L 2U1d解得:U22U1
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