第39講電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

（模擬精練+真題演練）

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1.（2023屆甘肅省高三下學(xué)期第三次高考診斷考試?yán)砭C物理試題）如圖所示，

一對(duì)面積較大的平行板電容器AB水平放置，A板帶正電荷，B板接地，P為兩板

中點(diǎn)，再使A、B分別以中心點(diǎn)（）、0'為軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相同的小角度

0,下列結(jié)論正確的是（）

A.電容器AB的電容不變B.兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大

C.兩板間的P點(diǎn)電勢(shì)增大D.兩板間的P點(diǎn)電勢(shì)降低

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)題意，兩極板在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相同的小角度0,兩極板

間的距離d減小，根據(jù)電容的決定式和定義式c=篇；c吟由此可知，C減

小，C增大，故A錯(cuò)誤；

Q

B.根據(jù)公式￡=幺=艾=生絲可知，兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故B錯(cuò)誤；

dd￡,S

CD.由圖可知，P與B板間的距離減小，由于電容器內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以P

與B板間的電勢(shì)差減小，B板接地，其電勢(shì)為零，所以P點(diǎn)電勢(shì)降低，故C錯(cuò)誤,

D正確。故選D。

2.（2023年湖南高考物理考前沖刺卷）如圖甲所示，計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)為電容式傳感

器，每個(gè)鍵下面由相互平行間距為d的活動(dòng)金屬片和固定金屬片組成，兩金屬片

間有空氣間隙，兩金屬片組成一個(gè)平行板電容器，如圖乙所示。其內(nèi)部電路如圖

丙所示，已知平行板電容器的電容可用公式。=盥計(jì)算，式中k為靜電力常量,

G為相對(duì)介電常數(shù)，S表示金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離，只有

當(dāng)該鍵的電容改變量大于或等于原電容的50%時(shí)，傳感器才有感應(yīng)，則下列說(shuō)法

正確的是（）

A.按鍵的過(guò)程中，電容器的電容減小

B.按鍵的過(guò)程中，圖丙中電流方向從b流向a

C.欲使傳感器有感應(yīng)，按鍵需至少按下?

D.欲使傳感器有感應(yīng)，按鍵需至少按下；〃

【答案】B

3

【詳解】A.根據(jù)電容計(jì)算公式得，按鍵過(guò)程中，d減小，C增大，故A

4/rkd

錯(cuò)誤;

B.因C增大，U不變，根據(jù)Q=CV得Q增大，電容潛充電，電流方向從b流向a,

故B正確；

CD.按鍵過(guò)程中，d減小，電容C增大，當(dāng)電容至少增大為原來(lái)的5倍時(shí)，傳感

器才有感應(yīng)，根據(jù)怨得，板間距離至少為?”，所以按鍵需至少按下

4兀kd。3

故CD錯(cuò)誤。故選B。

3.（2023屆安徽省合肥市高三下學(xué)期第二次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)理綜物理試題）真空

中存在著方向平行x軸的電場(chǎng),x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)隨位置x變化的關(guān)系如圖所示。

一帶正電粒子從工=-3cm處由靜止釋放，已知粒子的比荷為4.8xlO，C/kg,不計(jì)重

力。則下列說(shuō)法正確的是（）

B.粒子在［-3cm,2cm］區(qū)間內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

C.粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速率為2.4xl0"m/s

D.粒子沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電勢(shì)能先變大后變小

【答案】C

【詳解】A.坐標(biāo)原點(diǎn)左、右兩側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為"二|普卜署=200V/m；

E,=包=_6V_=300V/m

''AM2cm

可知左、右兩側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不同，則該電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；

B.帶正電的粒子從靜止釋放后，在原點(diǎn)左側(cè)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入原點(diǎn)右側(cè)

后也做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，粒子不做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C.原點(diǎn)處的電勢(shì)最低，則粒子在該點(diǎn)的電勢(shì)能最小，動(dòng)能最大，從匯=-女m處到

原點(diǎn)處的過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得夕解得%=2.4xl0」m/s故C正確；

D.帶正電粒子沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所在位置的電勢(shì)先變小后變大，所以

粒子的電勢(shì)能先變小后變大，故D錯(cuò)誤。故選C。

4.（2023屆河南省鄭州市高三下學(xué)期第二次質(zhì)量預(yù)測(cè)理綜物理試題）如圖所示,

長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的兩平行金屬板沿水平方向放置，兩極板的間距為“=；小兩極板帶

有等量異種電荷，其中上極板帶正電。帶電粒子1由左側(cè)正中央沼平行于極板的

速度匕射入電場(chǎng)，同時(shí)另一完全相同的粒子2,由上極板的正中央以垂直于極板

的速度2射入電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間兩粒子同時(shí)到達(dá)下極板正中央的0點(diǎn)。粒子的

質(zhì)量為〃?，電荷量為+，7,兩極板之間的電壓恒為U,忽略粒子的重力和粒子間

的相互作用，兩極板之間的電場(chǎng)可看做勻強(qiáng)電場(chǎng)。則下列說(shuō)法正確的是（）

/P

%/

國(guó)二

oM

A.電場(chǎng)方向水平向右

B.小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g

C.小球上升的最大高度為2

D.小球電勢(shì)能增加量的最大值為:〃就

【答案】C

【詳解】AB.依題意，小球以初速度％沿OP方向在豎直面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),

則小球重力與所受電場(chǎng)力的合力一定沿0P方向，且由于"以=。石，根據(jù)矢量疊加

原理，可知帶正電小球所受電場(chǎng)力水平向左，則電場(chǎng)方向水平向左；小球運(yùn)動(dòng)受

到的合力大小為七=再用兩'=應(yīng)〃田根據(jù)牛頓第二定律可得，小球的加速度

大小為〃=2=V5g方向沿P0方向，故AB錯(cuò)誤；

m

C.小球做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度一位移公式，可得小球上

升的最大高度為”=ssin45==工故C正確；

D.根據(jù)功能關(guān)系，可得小球電勢(shì)能增加量的最大值為

AE=c/Escos45=〃?gx涕=

故D錯(cuò)誤。故選C。

6.（2023屆內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市高三上學(xué)期一模理綜物理試題）如圖所示的平

行板電容器豎直放置，兩極板間的距離為d,極板高度A6=CD=〃，對(duì)該電容器

充上一定的電量后，將一帶電小球P從非?？拷髽O板的上端A處由靜止釋放，

小球沿圖中虛線運(yùn)動(dòng)打到了右極板的中點(diǎn)，為使小球能夠從下方穿過(guò)電容器，右

極板向右至少移動(dòng)的距離為（）

c

、、

、、

、、

、、

X、

、、

/D

A.dB.(x/2-1)^c-7D?T

【答案】A

【詳解】由題意可知，小球所受的合力沿著虛線方句，根據(jù)c=高；U=2；E==

41kdCd

可得E=岑

oJ

可知右極板向右移動(dòng)，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，即合力方向不變，如圖所示

0P

、

d_d+x

根據(jù)幾何關(guān)系可知要使得小球能夠從下方穿過(guò)電容器，根據(jù)E二一廠解得天=</故

選Ao

7.（2023屆遼寧省撫順市重點(diǎn)高中六校協(xié)作體高三下學(xué)期二模聯(lián)考物理試題）

真空中存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，氫核與徐核先后從坐標(biāo)原點(diǎn)0沿x軸正方

向射入該電場(chǎng)，在僅受電場(chǎng)力的作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.則氮核與瓶核在

A.電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度相同B.射入電場(chǎng)時(shí)的初速度相同

C.射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)量相同D.射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能相等

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有亞=〃也解得。=且七氮核的比荷里為J,敬核的

比荷為;，可得電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度之比為3：2,A錯(cuò)誤；

B.由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得x=卬聯(lián)立解得%1叵由題圖可知，x相

2丫2my

同時(shí)，—=1可得射入電場(chǎng)時(shí)的初速度之比為3：4,B錯(cuò)誤；

C.結(jié)合B解析類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得），=磐士若射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)量6%相同，

2（m一）

代入質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)之比可得§符合題意，故射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)量相同，C

正確；

2

qEx1

D.結(jié)合B解析類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得）若射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能小麗相同,

4x5〃?%2

貝I」詈=2故射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能不相等，D錯(cuò)誤。故選C。

8.（2023屆河南省許昌、濟(jì)源、洛陽(yáng)、平頂山四市高三下學(xué)期第三次質(zhì)量檢測(cè)

理綜物理試題）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系Oxy的第一象限內(nèi)，存在一個(gè)沿y

軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)帶正電荷的粒子（不計(jì)重力），以某一速度從坐標(biāo)原

點(diǎn)0開(kāi)始沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)（此時(shí)t=0）。則電場(chǎng)力對(duì)粒子做功的功率P與

粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系圖像，下列可能正確的是（）

yE

O

x

orJ;

「L

oroT

【答案】c

【詳解】粒子進(jìn)度電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，X軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，y軸方向做

勻加速直線運(yùn)動(dòng)。=更；

m

喏，則電場(chǎng)力對(duì)粒子做功的功率「為1%=喈，故…故選C。

9.（2023屆湖南省郴州市九校聯(lián)盟高三下學(xué)期高考適應(yīng)考試模擬預(yù)測(cè)物理試題）

如圖所示，G為靜電計(jì)，M、N為平行板電容器的金屬板，開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，靜

電計(jì)指針張開(kāi)一定角度。若不考慮靜電計(jì)引起的電荷量變化，則下列說(shuō)法正確的

是（）

MiN

A.保持開(kāi)關(guān)S閉合，將兩極板間距減小，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度與增大

B.保持開(kāi)關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器R的滑片P向左移動(dòng)，靜電計(jì)指針張開(kāi)角

度變大

C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，緊貼N極板插入金屬板，靜電計(jì)指針張開(kāi)角度變小

D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將兩極板間距增大，兩極板間的電勢(shì)差U減小

【答案】AC

【詳解】AB.保持開(kāi)關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器R僅僅充當(dāng)導(dǎo)線功能，電容器兩極板

間的電勢(shì)差U不變，滑動(dòng)變阻器R的滑片P向左移動(dòng)不會(huì)影響靜電計(jì)指針張角,

靜電計(jì)指針張開(kāi)角度不變，將兩極板間距d減小，由罵=?可知兩極板間的電場(chǎng)

強(qiáng)度&增大，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，電容器的帶電量Q不變，若緊貼N極板插入金屬板，相當(dāng)于

兩極板間距d減小，根據(jù)。=品可知電容C增大，根據(jù)c=g可知兩極板間的

4兀kdU

電勢(shì)差U減小，靜電計(jì)指針張開(kāi)角度變小，若將兩極板間距d增大，電容C減小,

兩極板間電勢(shì)差U增大，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。

10.（2023屆安徽省合肥市一六八中學(xué)高三下學(xué)期最后一卷理綜物理試題）如圖

所示的兩個(gè)平行板電容器水平放置，A板用導(dǎo)線與B板相連，B板和A，板都接地。

已知A板帶正電，在右邊電容器間有一個(gè)帶電油滴N處于靜止?fàn)顟B(tài)。AB間電容

為G，電壓為〃，帶電量為2；AB間電容為G,電壓為％,帶電量為0,若

將左邊電容器間的絕緣介質(zhì)抽出，則（）

A.C減小，G增大

B.2減小，0增大

C.q減小，%增大

D.N原來(lái)所在位置處的電勢(shì)升高且N向上運(yùn)動(dòng)

【答案】BD

【詳解】A.將絕緣介質(zhì)抽出，由電容的決定式。=冷可知，G將變小，而AB

4冗kd

板未動(dòng)，則G不變，故A錯(cuò)誤；

B.A板和B板總電荷量不變，由于G變小，G不變，可知2減小、增大，故

B正確；

C.G不變，&增大，由可知，%增大，因q=%所以q也增大，故C錯(cuò)

I-

誤；

D.氏增大，由場(chǎng)強(qiáng)公式E=§則可知AB之間的場(chǎng)強(qiáng)增大，N向上運(yùn)動(dòng)；N原來(lái)

所在位置處與A，距離不變，場(chǎng)強(qiáng)增大，則U.VA增大，而，“=%-外，A，接地，電

勢(shì)為零，故N原來(lái)所在位置處的電勢(shì)升高，故D正確。故選BD。

11.（2023屆安徽省蕪湖市高三下學(xué)期5月教學(xué)質(zhì)量統(tǒng)測(cè)（二模）理綜物理試題）

通過(guò)手機(jī)內(nèi)電容式加速度傳感器可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)步數(shù)的測(cè)量，傳感器原理如圖，電

容器的M極板固定，當(dāng)手機(jī)的加速度變化時(shí)，與彈簧相連的N極板只能按圖中標(biāo)

識(shí)的“前后”方向運(yùn)動(dòng)，圖中R為定值電阻。下列對(duì)傳感器描述正確的是（）

R

■MI1------1

耋N

二前

左偉^右

后

A.靜止時(shí)，電流表示數(shù)為零，電容器M極板帶負(fù)電

B.由靜止突然向前加速時(shí)，電容密的電容減小

C.由靜止突然向前加速時(shí)，電流由b向a流過(guò)電流表

D.保持向前勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R以恒定功率發(fā)熱

【答案】BC

【詳解】A.靜止時(shí)，N板不動(dòng)，電容器的電容不變，則電容器電量不變，則電

流表示數(shù)為零，電容器M極板因?yàn)榕c電源正極相連，所以其帶正電，故A錯(cuò)誤；

BC.由靜止突然向前加速時(shí)，N板向后運(yùn)動(dòng)，則板間距變大，根據(jù)。=浮可知，

47M

電容器的電容減小，電容器帶電量減小，則電容器放電，則電流由b向a流過(guò)電

流表，故BC正確；

D.保持向前勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度恒定不變，則N板的位置在某位置不動(dòng)，電

容器電量不變，電路中無(wú)電流，則電阻R發(fā)熱功率為零，故D錯(cuò)誤。故選BC。

12.（2023屆貴州省鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣文德民族中學(xué)校高三E月全國(guó)甲卷押題卷四理綜物理

試題）如圖，在直角坐標(biāo)系xS的一、四象限內(nèi)有大小為馬、方向沿y軸正方向

的勻強(qiáng)電場(chǎng)，虛線0M與x軸夾角a=30。。一帶電量為"、質(zhì)量為m的粒子由靜

止釋放，經(jīng)過(guò)加速電壓為4的電壓加速后從y軸上的Q點(diǎn)，以初速度％沿x軸正

方向射出，粒子做曲線運(yùn)動(dòng)垂直打在0M上的P點(diǎn)。已知粒子做曲線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

為t,Q、P間沿y軸方向上的距離為多。不計(jì)粒子重力，下列說(shuō)法正確的是（）

4

'—%

...M

小一一一“

一ra.

O\~~*

A.粒子在P處沿豎直方向速度小于％B.加速電壓U。為華H

C.%=理型D.P點(diǎn)橫坐標(biāo)為g”

3m4

【答案】BC

【詳解】A.粒子做曲線運(yùn)動(dòng)垂直打在0Y上的P點(diǎn)tan3（T=產(chǎn)得粒子在p處沿豎

VPy

直方向速度為=6%

故A錯(cuò)誤；

BC.根據(jù)h=6%；%=也，；夕/=?成聯(lián)立得%=用曳；U。二用故隊(duì)正

，〃23ni6m

確；

D.根據(jù)題意"P點(diǎn)橫坐標(biāo)為x=W解得1=正/故D錯(cuò)誤。故選EC。

13.（2023屆四川省綿陽(yáng)市高三下學(xué)期三診理綜物理試題）如圖所示，a、b、c、

d是矩形的四個(gè)頂點(diǎn)，浦=cd=LMd=b°=2L,空間中有平行于矩形所在平面的勻

強(qiáng)電場(chǎng)。已知a點(diǎn)的電勢(shì)為e，b點(diǎn)的電勢(shì)為功，。點(diǎn)電勢(shì)為一0。一質(zhì)子從b點(diǎn)

以初速度％射入該電場(chǎng)，入射方向與兒成45。知，不計(jì)質(zhì)子的重力，則下列判斷

正確的是（）

b

A.c點(diǎn)的電勢(shì)為。

B.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為畢

C.質(zhì)子可能運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，所用時(shí)間為回

%

D.質(zhì)子可能運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，到達(dá)a點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能減少了緲

【答案】BC

【詳解】A.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，沿著電場(chǎng)線方向每前進(jìn)相同的距離，電勢(shì)變化相等,

故有。"一內(nèi)=弘-科

解得外=0,A錯(cuò)誤；

B.ad中點(diǎn)與c點(diǎn)連線為等勢(shì)線，d到等勢(shì)線的距離為軍心則電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

2

U_（P_41（p

一萬(wàn)一方7一W方向與等勢(shì)線垂直指向d點(diǎn)，B正確；

-----L

2

C.由上可知，質(zhì)子速度與電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直，做類平拋運(yùn)動(dòng)，垂直于電場(chǎng)強(qiáng)度

方向做勻速運(yùn)動(dòng)，位移大小為x==運(yùn)動(dòng)時(shí)間為/=土=且，C正確；

D.質(zhì)子做類平拋運(yùn)動(dòng)，不可能運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，D錯(cuò)誤。故選BC。

14.（2023屆湖北省高三下學(xué)期高考預(yù)測(cè)物理試題）如圖所示，虛線MN左側(cè)有

一場(chǎng)強(qiáng)為ELE的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L(zhǎng)、電場(chǎng)

強(qiáng)度為E2=3E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在虛線PQ右側(cè)相距為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)員平行的屏。

現(xiàn)將一電子（電荷量為e,質(zhì)量為m,不計(jì)重力）無(wú)初速度地放入電場(chǎng)日中的A

點(diǎn)，A點(diǎn)到MN的距離為亨，最后電子打在右側(cè)的屏上，A0連線與屏垂直，垂足

為0,則（）

MP

A.電子從釋放到打到屏上所用的時(shí)間為2楞

B.電子從釋放到打到屏上所用的時(shí)間為3楞

C.電子剛射出電場(chǎng)E2時(shí)的速度方向與A0連線夾角的正切值為2

D.電子打到屏上的點(diǎn)P'（圖中未標(biāo)出）到點(diǎn)0的距離為

【答案】BD

【詳解】AB.電子在的勻強(qiáng)電場(chǎng)中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛

頓第二定律*=〃叫根據(jù)位移一時(shí)間公式，有5=；卬；電子進(jìn)入E,=3E的勻強(qiáng)電

場(chǎng)時(shí)的速度9=卬「在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有2L=v也電子從釋放到打到

屏上所用的時(shí)間為解得"3集，B正確，A錯(cuò)誤；

C.電子在電場(chǎng)外=3七的豎直方向上，^eE2=e-3E=ma2,i;.=a2t3,乙=電電子剛

射出電場(chǎng)當(dāng)時(shí)的速度方向與A。連線夾角的正切揄解得tan-，C錯(cuò)誤;

D.電子離開(kāi)電場(chǎng)當(dāng)時(shí)的速度反向延長(zhǎng)線交于心電場(chǎng)中點(diǎn)O',軌跡如圖所示，電

Q

子打到屏上的點(diǎn)P'到點(diǎn)O的距離為盯由相似三角形得解得工=?D

正確。故選BD。

15.(2023年天津高考物理模擬)示波器是一種多功能電學(xué)儀器，它是由加速電

場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)組成的。如圖所示，質(zhì)量為m的帶電粒子由靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加

速后，沿平行于板面的方向從正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并從另一側(cè)射出。己知帶電

粒子的電荷量為q,加速電場(chǎng)電壓為U”偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板長(zhǎng)度為L(zhǎng),兩極板間的

距離為d,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板間的電壓為L(zhǎng)且可調(diào)節(jié)，不計(jì)粒子的重力。則下列說(shuō)法

正確的是()

A.粒子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為q(U1+U2)

B.同種電性的不同帶電粒子，射出裝置的位置相同

C.減小L，帶電粒子通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間變長(zhǎng)

D.若粒子剛好從下極板邊緣離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，則牛=芋

【答案】BD

【詳解】A.對(duì)粒子從靜止到離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)由動(dòng)能定理得&叱+嗎可知粒子

離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)獲得的動(dòng)能等于加速電場(chǎng)做功嵋和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)做功性,其中

叱W2H粒子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能并不等于q(U1+U2),故A錯(cuò)誤；

B.帶電粒子在加速電場(chǎng)中有化簡(jiǎn)可得匕=咫［由于粒子從另一測(cè)射

出，則在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板

匕V加5

間的加速電為。=￡=當(dāng)豎直方向的位移為

ntma

）'=51〃2=鋁T]"根據(jù)上式可知帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，不同帶電粒子均從同一位

24UQ

置射出，偏移量與比荷無(wú)關(guān)，只與裝置本身有關(guān)，故B正確；

C.減小偏轉(zhuǎn)電壓并不會(huì)影響離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間，因?yàn)闀r(shí)間由水平位移和水平

速度決定，所以時(shí)間不變，故C錯(cuò)誤；

D.若剛好從下極板邊緣射出，根據(jù)偏移量公式有與=鋁化簡(jiǎn)可得舁=苓故D

正確。故選BD。

16.（2023屆遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三下學(xué)期第五次模擬考試物理試題）如圖所示，

兩平行金屬板A、B長(zhǎng)L=8cm,兩板間距離d=8cm,A板比B板電勢(shì)高400V,一

帶正電的粒子電荷量質(zhì)量吁⑻叫且，沿兩板中心線R0以初速度

%=2>107人飛入平行金屬板，粒子飛出平行板電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)界面MN、PS間的無(wú)電

場(chǎng)區(qū)域后，進(jìn)入固定在。點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)區(qū)域，（設(shè)界面PS右邊點(diǎn)電荷

的電場(chǎng)分布不受界面的影響），已知兩界面MN、PS相距為%=12cm,D是中心線

R0與界面PS的交點(diǎn)，粒子穿過(guò)界面PS后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速率保持不變，最后打

在放置于中心線上的熒光屏be上E點(diǎn)。（E點(diǎn)未面出，靜電力常數(shù)

^=9.0xl09Nnr/C2,粒子重力忽略不計(jì)）

（1）求粒子到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)多遠(yuǎn)？

（2）確定點(diǎn)電荷Q的電性并求其電荷量的大小。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（3）求出粒子從進(jìn)入平行板電場(chǎng)到E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。

A

R

b/////////

Bo

【答案】（1）16cm；（2）負(fù)電，。=2.0以10飛；（3）（10+6i）xl（r8s

【詳解】（1）粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離），="〃；；〃=嗎水平方

2md

向有L=%八

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得），=0.04m=4cm帶電粒子在進(jìn)入無(wú)電場(chǎng)區(qū)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其

L

軌跡與PS線交于a,設(shè)a到D的距離為Y。由相似三角形得“=/一解得

~+xo

y=4y=16cm

（2）由題意可知，該帶電粒子在穿過(guò)界面PS后將繞點(diǎn)電荷Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

所以Q帶負(fù)電。帶電粒子到達(dá)a處時(shí)，帶電粒子的水平速度^=%=2xl（）6m/s豎直

速度Uy=”1=2x10"m/s合速度為u=Jv；+V；=2&xlO6rn/s該帶電粒子在穿過(guò)界面PS

時(shí)速度與水平夾角為。，則匕回上由幾何關(guān)系可得粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

「=三=16岳m(xù)根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)A絲=〃?匕代入數(shù)據(jù)解得Q=2.01xl（）8C

cos9r~r

（3）粒子在電場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間“4x10-8$無(wú)電場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間一豆=6x1（r8s在點(diǎn)電

v

荷電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間

3

總時(shí)間1=4+G+A=(10+6^)xl0-,s

—二6?xl0's

真題實(shí)戰(zhàn)演練

17.（2023年高考浙江卷物理真題（6月））AB、CD兩塊正對(duì)的平行金屬板與水

平面成30°角固定，螺直截面如圖所示。兩板間距10cm,電荷量為1.0x10“、

質(zhì)量為3.0x10-48的小球用長(zhǎng)為5cm的絕緣細(xì)線懸掛于A點(diǎn)。閉合開(kāi)關(guān)S,小球

靜止時(shí)，細(xì)線與AB板夾角為30°；剪斷細(xì)線，個(gè)球運(yùn)動(dòng)到CD板上的M點(diǎn)（未

標(biāo)出），則（）

A

30!R

c

直至電源

i

..........3(F7x.

D

A.MC距離為5GcmB.電勢(shì)能增加了部XIO-J

C.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為\Z5X1()4N/CD.減小R的阻值，MC的距離將變大

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)平衡條件和幾何關(guān)系,對(duì)小球受力分析如圖所示

qE

根據(jù)幾何關(guān)系可得了=把：7加60。+夕以皿60°=,咫聯(lián)立解得了=4E=百、10-31^剪斷

細(xì)線，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示

D

根據(jù)幾何關(guān)系可得LS1C=Jtan60°=l0\/5cm故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)幾何關(guān)系可得小球沿著電場(chǎng)力方向的位移x=(10-5sin30。)=7.5cm與電場(chǎng)

力方向相反，電場(chǎng)力做功為%=P&=-；GX107J則小球的電勢(shì)能增加

1Gxl()Tj,故B正確；

4

C.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小公耍