2020屆高中物理 第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動課時訓(xùn)練 新人教版選修3-1

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1、第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動 課時訓(xùn)練 1.一帶電粒子在電場中只受電場力作用時，它不可能出現(xiàn)的運(yùn)動狀態(tài)是 (　　) A．勻速直線運(yùn)動　　　　　B．勻加速直線運(yùn)動 C．勻變速曲線運(yùn)動 D．勻速圓周運(yùn)動 2．如圖所示，在場強(qiáng)為E，方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，A、B為一豎直線上的兩點(diǎn)，相距為L，外力F將質(zhì)量為m，帶電量為－q的微粒，從A點(diǎn)勻速移到B點(diǎn)，重力不能忽略，則下面說法中正確的是 (　　) A．外力的方向水平 B．外力的方向豎直向上 C．外力的大小等于qE＋mg D．外力的大小等于 3．平行板間加如圖(a)所示周期變化的電壓，重力

2、不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t＝0時刻開始將其釋放，運(yùn)動過程無碰板情況．如圖(b)中，能定性描述粒子運(yùn)動的速度圖象正確的是 (　　) 4．(2020·濟(jì)南模擬)如圖所示，質(zhì)子(H)和α粒子(He)，以相同的初動能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(粒子不計(jì)重力)，則這兩個粒子射出電場時的側(cè)位移y之比為 (　　) A．11 B．12 C．21 D．14 5．如圖所示，一電荷量為＋q，質(zhì)量為m的帶電粒子以初速度為v0，方向與極板平行射入一對平行金屬板之間．已知兩極板的長度l，相距為d，極板間的電壓為U，試回答下列問題．(粒子只受電場

3、力作用且上極板帶正電) (1)粒子在電場中所受的電場力的大小為________，方向__________，加速度大小為__________，方向________． (2)粒子在x方向上做________運(yùn)動，在電場中的運(yùn)動時間為________． (3)粒子在y方向上做________運(yùn)動，離開電場時，在y方向上偏離的距離為________．當(dāng)其他條件不變，d增大時偏離距離將________． (4)粒子離開電場時，在y方向上的分速度為________，如果偏轉(zhuǎn)的角度為θ，那么tanθ＝________.當(dāng)其他條件不變，U增大時θ角將________ 6．如圖所示，abcd是一個

4、正方形盒子．cd邊的中點(diǎn)有一個小孔e.盒子中有沿ad方向的勻強(qiáng)電場．一個質(zhì)量為m帶電量為q的粒子從a處的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒內(nèi)，并恰好從e處的小孔射出．(忽略粒子重力)求： (1)該帶電粒子從e孔射出的速度大?。? (2)該過程中電場力對該帶電粒子做的功． (3)若正方形的邊長為l，試求該電場的場強(qiáng)． 7．如圖所示是示波管工作原理示意圖，電子經(jīng)加速電壓U1加速后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)量為h，兩平行板間的距離為d，電勢差為U2，板長為l.為了提高示波管的靈敏度(單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)量)可采取哪些措施？ 1.(2020·長沙市一中高二檢測)如圖所示

5、，有三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負(fù)電和不帶電小球，從平行板電場中的P點(diǎn)以相同的初速度垂直于E進(jìn)入電場，它們分別落到A、B、C三點(diǎn) (　　) A．落到A點(diǎn)的小球帶正電，落到B點(diǎn)的小球不帶電 B．三小球在電場中運(yùn)動的時間相等 C．三小球到達(dá)正極板時動能關(guān)系：EkA>EkB>EkC D．三小球在電場中運(yùn)動的加速度關(guān)系：aA>aB>aC 2．示波器是一種常用的電學(xué)儀器．可以在熒屏上顯示出被檢測的電壓隨時間的變化情況．電子經(jīng)電壓u1加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場．下列關(guān)于所加豎直偏轉(zhuǎn)電壓u2、水平偏轉(zhuǎn)電壓u3與熒光屏上所得的圖形的說法中正確的是 (　　)

6、 A．如果只在u2上加上甲圖所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖(a)所示 B．如果只在u3上加上乙圖所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖(b)所示 C．如果同時在u2和u3上加上甲、乙所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖(c)所示 D．如果同時在u2和u3上加上甲、乙所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖(d)所示 3．(2020·長沙市一中高二檢測)如圖所示裝置，從A板釋放的一個無初速電子向B板方向運(yùn)動，下列對電子的描述中錯誤的是 (　　) A．電子到達(dá)B板時的動能是eU B．電子從B板到C板時動能變化為零 C．電子到達(dá)D板時動能是3eU

7、 D．電子在A板和D板之間往復(fù)運(yùn)動 4．一平行板電容器的兩個極板水平放置，兩極板間有一帶電量不變的小油滴．油滴在極板間運(yùn)動時所受空氣阻力的大小與其速率成正比．若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時間后，油滴以速率v勻速下降；若兩極板間的電壓為U，經(jīng)一段時間后，油滴以速率v勻速上升．若兩極板間電壓為－U，油滴做勻速運(yùn)動時速度的大小、方向?qū)⑹? (　　) A．2v、向下 B．2v、向上 C．3v、向下 D．3v、向上 5．如圖所示，在兩極板中間有一靜止的電子，在交變電壓作用下電子的運(yùn)動情況是(不計(jì)重力，t＝0時，M板電勢為正，板間距離足夠長) (　　) A

8、．一直向M板運(yùn)動 B．一直向N板運(yùn)動 C．先向M板運(yùn)動，再一直向N板運(yùn)動 D．在M、N間做周期性的來回運(yùn)動 6．(新題快遞)如圖所示，水平放置的平行板電容器，與某一電源相連，它的極板長L＝0.4m，兩板間距離d＝4×10－3m，有一束由相同帶電微粒組成的粒子流，以相同的速度v0從兩板中央平行極板射入，開關(guān)S閉合前，兩板不帶電，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒質(zhì)量為m＝4×10－5kg，電量q＝＋1×10－8C.(g＝10m/s2)求： (1)微粒入射速度v0為多少？ (2)為使微粒能從平行板電容器的右邊射出電場，電容器的上板應(yīng)與電源的正極還是負(fù)極相連？所加的電壓U應(yīng)

9、取什么范圍？ 7．如圖所示，為一個從上向下看的俯視圖，在光滑絕緣的水平桌面上，固定放置一條光滑絕緣的擋板軌道ABCD，AB段為直線，BCD段是半徑為R的一部分圓弧(兩部分相切于B點(diǎn))，擋板處于場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，電場方向與圓的直徑MN平行．現(xiàn)使一帶電量為＋q、質(zhì)量為m的小球由靜止從斜擋板內(nèi)側(cè)上某點(diǎn)釋放，為使小球沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動，最后從D點(diǎn)拋出，試求： (1)小球從釋放到N點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向的最小距離s； (2)在上述條件下小球經(jīng)過N點(diǎn)時對擋板的壓力大?。? 第9節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動 課時訓(xùn)練答案 1.答案：A 解析：因?yàn)榱Ｗ又皇艿诫妶隽Φ淖饔?，所以不可能做勻速直線運(yùn)

10、動． 2.答案：D 解析：分析微粒受力，重力mg、電場力qE、外力F，由于微粒作勻速運(yùn)動，三個力的合力為零，外力的大小和重力與電場力的合力大小相等． F＝ F的方向應(yīng)和重力與電場力的合力方向相反，選項(xiàng)D正確． 3.答案：A 解析：粒子在第一個內(nèi)，做勻加速直線運(yùn)動，時刻速度最大，在第二個內(nèi)，電場反向，粒子做勻減速直線運(yùn)動，到T時刻速度為零，以后粒子的運(yùn)動要重復(fù)這個過程． 4.答案：B 解析：由y＝ 和Ek0＝mv，得：y＝可知，y與q成正比，B正確． 5.答案：(1)　垂直v0方向向下　　垂直v0方向向下　(2)勻速直線　 (3)初速度為零的勻加速直線　U　減小 (4)U

11、　U　增大 6.答案：(1)v0　(2)8mv　(3) 解析：(1)設(shè)粒子在e孔的豎直速度為vy. 則水平方向：l/2＝v0t 豎直方向：l＝·t 得：vy＝4v0 ve＝＝v0 (2)由動能定理得：W電＝mv－mv＝8mv (3)由W電＝Eq·l和W電＝8mv得：E＝. 7.解析：電子經(jīng)U1加速后，設(shè)以v0的速度垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，由動能定理得：mv－0＝eU1① 電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的時間t為：t＝② 電子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度a為：a＝③ 電子在偏轉(zhuǎn)電場中的偏轉(zhuǎn)量h為：h＝at2④ 由①②③④式聯(lián)立解得到示波管的靈敏度為：＝ 可見增大l、減小U1或d均可提高示波管

12、的靈敏度. 1.答案：A 解析：帶負(fù)電的小球受到的合力為：mg＋F 電，帶正電的小球受到的合力為：mg－F電，不帶電小球僅受重力mg，小球在板間運(yùn)動時間：t＝，所以tCaB>aA；落在C點(diǎn)的小球帶負(fù)電，落在A點(diǎn)的小球帶正電，落在B點(diǎn)的小球不帶電．因?yàn)殡妶鰧ж?fù)電的小球C做正功，對帶正電的小球A做負(fù)功，所以落在板上動能的大?。篍kC>EkB>EkA. 2.答案：ABD 3.答案：C 4.答案：C 解析：由題意知，未加電壓時mg＝kv① 加電壓U時，電場力向上，設(shè)為F，則有F＝mg＋kv② 當(dāng)加電壓(－U)時，電場力向下，勻速運(yùn)動時有 F＋mg＝kv′③

13、 聯(lián)立①②③得：v′＝3v方向向下，C選項(xiàng)正確． 5.答案：D 解析：0―→1s末，電子向左做勻加速直線運(yùn)動，在1s末獲得速度為v；1s末―→2s末，電子向左做勻減速直線運(yùn)動，2s末速度為0；2s末―→3s末，電子向右做勻加速直線運(yùn)動，3s末電子獲得速度v；3s末―→4s末電子向右做勻減速直線運(yùn)動.4s末速度為零，剛好為一個周期．以后周而復(fù)始，所以，電子在M、N之間做周期性的來回運(yùn)動． 6.答案：(1)10m/s　(2)與負(fù)極相連　120V