高考物理一轮复习 热点专题突破系列6 带电粒子在电场力作用下的四种典型运动强化训练 新人教版选修

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺热点专题突破系列6 带电粒子在电场力作用下的四种典型运动专题强化训练1(2016河南郑州三模)如图所示为某粒子分析器的简化结构。金属板P、Q相互平行，两板通过直流电源、开关相连，其中Q板接地一束带电粒子，从a处以一定的初速度平行于金属板P、Q射入两板之间的真空区域，经偏转后打在Q板上如图所示的位置。在其他条件不变的情况下，要使该粒子束能从Q板上b孔射出(不计粒子重力和粒子间的相互影响)，下列操作中可能实现的是(A)A保持开关S闭合，适当上移P极板B保持开关S闭合，适当左移P极板C先断开开关S，再适当上移P极板D先断开开关S，再适当左移P极板解析保持开关S闭合，则两极板间U不变，适当上移P极板，由E知两板间的电场强度减小，由yat2解得粒子从a到b的时间增大，水平位移xv0t增大，可能从b孔射出，A正确；保持开关S闭合，适当左移P极板，粒子在板间的电场强度不变，运动时间和水平位移均不变，B错误；先断开开关S，再适当上移P极板，两板间的电场强度不变，粒子运动的时间不变，水平位移不变，C错误；先断开开关S，再适当左移P极板，电容C减小，再由U知，电压U增大，电场强度E增大，粒子在板间的运动时间减小，水平位移减小，D错误。2(多选)(2016安徽黄山一模)如图所示，平行板电容器水平放置，电源通过二极管给电容器充电，上、下极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板小孔处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场)，则(BC)A若将上极板稍向上移动，则小球到达下极板小孔处速度恰为零B若将上极板稍向下移动，则小球到达下极板小孔处速度恰为零C若将下极板稍向上移动，则小球到达下极板小孔前速度就已为零D若将下极板稍向下移动，则小球到达下极板小孔处速度恰为零解析若上极板向上移动，电容变小，两板之间的电势差变大，由于二极管的单向导电性，电容器不会反向放电，若小球下落到达下极板时重力做功与原来相同，电场力做功比原来的多，所以在小球到达下极板前速度变为零，A错误；若上极板下移，电容变大，电容器正向充电，充电结束后电势差与原来相同，小球到达下极板时重力做功与原来相同，电场力做功也与原来相同，所以小球到达下极板时速度恰好为零，B正确；若下极板向上移动，电容变大，电容器正向充电，最后电势差与原来相同，若小球下落到下极板时重力做功变小，电场力做功与原来相同，所以小球没有到达下极板时速度已经为零了，C正确；若下极板向下移动，电容变小，由于电容器不能反向放电，所以电荷量不变，两板间电场强度不变，由题意可知Eqmg，若小球到达下极板时重力做功小于电场力做功，则小球到达下极板前速度变为零，D错误。3(2016湖北孝感第一次联考)如图甲所示，A、B为两块平行金属板，极板间电压为UAB1125V，现有大量的电子由A板从静止开始加速后，沿两平行金属板CD的中线进入到偏转电场。平行金属板C、D长L14102m，板间距离d8103m，在距离C、D右侧边缘L20.1m处有一足够大的荧光屏P，当C、D之间未加电压时电子沿C、D板的中线穿过，打在荧光屏上的O点并发出荧光。现给金属板C、D之间加一个如图乙所示的变化电压UDC(D板接电源的正极)。已知电子质量为m9.01031kg，电荷量为e1.61019C。求：(1)电子从B板上的小孔射出时的速率v0；(2)打在荧光屏上的电子的最大动能；(3)一起上下调整A、B，使电子能够在C、D板左侧任意位置仍以速度v0沿平行于C、D板的方向进入到偏转电场中，求电子打到荧光屏上亮线的长度(只考虑竖直方向)。答案(1)2.0107m/s(2)1.91016J(3)3.8102m解析(1)电子经A、B两块金属板加速，由eUABmv得到v02.0107m/s。(2)电子在水平方向做匀速运动，通过C、D板间的时间t2.0109s。电子通过时间极短，可认为通过时电场恒定，电子在电场中做类平抛运动，当C、D间电压最大时，竖直方向的位移yayt2t26.0103m，竖直方向位移大于，电子将打到下极板上而不出电场，所以电子刚好从下极板边缘飞出时，竖直方向速度最大，动能最大，由平抛运动推论得，可以得到vy4.0106m/s，电子的最大动能Ekmaxmv2m(vv)1.91016J。(3)当电子在靠近上极板射入，偏转电压为0时，电子做匀速直线运动通过偏转电场，此时打在荧光屏上亮线最上端。当电子从D板下端边缘通过，竖直方向速度最大时，电子能打到荧光屏上亮线最下端，根据ymax6.0103m可得到，当电子从距离D板高度6.0103m处射入偏转电场时，能够达到荧光屏上亮线最下端，设此时电子竖直方向位移为y2，则由平抛运动推论可得，