2018_2019学年高中物理第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动课时作业新人教版.docx

第9节 带电粒子在电场中的运动随堂检测 1质子(H)、粒子(He)、钠离子(Na)三个粒子分别从静止状态经过电压为U的同一电场加速后，获得动能最大的是()A质子(H)B粒子(He)C钠离子(Na) D都相同解析：选BqUmv20，U相同，粒子带的正电荷多，电荷量最大，所以粒子获得的动能最大，故选项B正确2如图所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h质量均为m、带电荷量分别为q和q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中)不计重力若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于()A BC D解析：选B根据对称性，两粒子轨迹的切点位于矩形区域abcd的中心，则在水平方向有sv0t，在竖直方向有ht2，解得v0故选项B正确，选项A、C、D错误3(多选)如图所示，氕、氘、氚的原子核由静止经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么()A经过加速电场的过程中，电场力对氚核做的功最多B经过偏转电场的过程中，电场力对三种核做的功一样多C三种原子核打在屏上的速度一样大D三种原子核都打在屏上同一位置处解析：选BD同一加速电场、同一偏转电场，三种原子核带电荷量相同，故在同一加速电场中电场力对它们做的功都相同，在同一偏转电场中电场力对它们做的功也相同，A错，B对；由于质量不同，所以三种原子核打在屏上的速度不同，C错；再根据偏转距离公式或偏转角公式y，tan 知，与带电粒子无关，D对4在如图甲所示的平行板电容器的两板A、B上分别加如图乙、丙所示的两种电压，开始B板的电势比A板高在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运动若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变电压作用下的运动情况，并画出相应的vt图象答案：t0时，B板电势比A板高，在电场力作用下，电子向B板(设为正方向)做初速度为零的匀加速运动(1)对于题图乙，在0T时间内电子沿正方向做初速度为零的匀加速直线运动，TT时间内电子沿正方向做末速度为零的匀减速直线运动，然后周期性地重复前面的运动，其速度图线如图1所示(2)对于题图丙，在0时间内电子做类似图1中0T时间内的运动，T时间内电子做反向先匀加速、后匀减速、末速度为零的直线运动然后周期性地重复前面的运动，其速度图线如图2所示课时作业 学生用书P125(单独成册)一、单项选择题1关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是()A一定是匀变速运动B不可能做匀减速运动C一定做曲线运动D可能做匀变速直线运动，不可能做匀变速曲线运动解析：选A带电粒子在匀强电场中受到的电场力恒定不变，可能做匀变速直线运动，也可能做匀变速曲线运动，故选A2如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()AU1U218BU1U214CU1U212 DU1U211解析：选A由yat2得：U，所以U，可知A项正确3三个粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场，出现了如图所示的运动轨迹，由此可知，下列判断错误的是()A在B飞离电场的同时，A刚好打在负极板上BB和C同时飞离电场C进入电场时，C的速度最大，A的速度最小D动能的增加量C最小，A和B一样大解析：选B由题意知，三个粒子在电场中的加速度相同，A和B有相同的偏转位移y，由公式yat2得，A和B在电场中运动的时间相同，由公式v0得vBvA，同理，vCvB，故三个粒子进入电场时的初速度大小关系为vCvBvA，故A、C正确，B错误；由题图知，三个粒子的偏转位移大小关系为yAyByC，由动能定理可知，三个粒子的动能的增加量C最小，A和B一样大，D正确4一个带正电的点电荷以一定的初速度v0(v00)，沿着垂直于匀强电场的方向射入电场，则其可能的运动轨迹应该是以下图中的()解析：选B点电荷垂直于电场方向进入电场时，电场力垂直于其初速度方向，电荷做类平抛运动，故本题选B5喷墨打印机的简化模型如图所示重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上则微滴在极板间电场中()A向负极板偏转B电势能逐渐增大C运动轨迹是抛物线D运动轨迹与带电荷量无关解析：选C由于微滴带负电，电场方向向下，因此微滴受到的电场力方向向上，微滴向正极板偏转，选项A错误；偏转过程中电场力做正功，根据电场力做功与电势能变化的关系，电势能减小，选项B错误；微滴在垂直于电场方向做匀速直线运动，位移xvt，沿电场反方向做初速度为零的匀加速直线运动，位移yt2，此为抛物线方程，选项C正确；从式中可以看出，运动轨迹与带电荷量q有关，选项D错误6如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中()A它们运动的时间tQtPB它们运动的加速度aQaPC它们所带的电荷量之比qPqQ12D它们的动能增加量之比EkPEkQ12解析：选C设两板距离为h，P、Q两粒子的初速度为v0，加速度分别为aP和aQ，粒子P到上极板的距离是，它们做类平抛运动的水平距离为l则对P，由lv0tP，aPt，得到aP；同理对Q，lv0tQ，haQt，得到aQ由此可见tPtQ，aQ2aP，而aP，aQ，所以qPqQ12由动能定理得，它们的动能增加量之比EkPEkQmaPmaQh14综上所述，C项正确二、多项选择题7如图所示，电荷量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两极板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()A它们通过加速电场所需的时间相等B它们通过加速电场过程中动能的增量相等C它们通过加速电场过程中速度的增量相等D它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等解析：选BD由于电荷量和质量相等，因此产生的加速度相等，初速度越大的带电粒子经过电场所需的时间越短，A错误；加速时间越短，则速度的变化量越小，C错误；由于电场力做功与初速度及时间无关，因此电场力对各带电粒子做功相等，则它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等，动能的增加量也相等，B、D正确8如图所示，水平放置的充电平行金属板相距为d，其间形成匀强电场，一带正电的油滴从下极板边缘射入，并沿直线从上极板边缘射出，油滴的质量为m，带电荷量为q，则()A场强的方向竖直向上B场强的方向竖直向下C两极板间的电势差为D油滴的电势能增加了mgd解析：选AC由题意知带电油滴受到的电场力等于其重力，带电油滴受力平衡做匀速直线运动，A对，B错；由mgq得电势差U，C对；油滴的电势能增加量等于电场力做功的负值，即EpWqUmgd，故油滴的电势能减少了mgd，D错9如图所示，竖直向下的匀强电场里，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕O做圆周运动，以下四种说法中正确的是()A带电小球可能做匀速率圆周运动B带电小球可能做变速率圆周运动C带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小D带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小解析：选ABD若小球所受电场力与重力平衡，小球做匀速圆周运动，A正确；若小球所受电场力与重力不平衡，小球做变速圆周运动，B正确；若小球所受电场力与重力的合力向上，则小球运动到最低点时，细线拉力最小，最高点时细线拉力最大，C错误，D正确10如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示电子原来静止在左极板小孔处(不计重力作用)下列说法中正确的是()A从t0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 B从t0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C从t时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D从t时刻释放电子，电子必将打到左极板上解析：选AC对应电压图象作出电子的速度图象，根据速度图象包围的面积分析电子的运动由图1知，t0时释放电子，电子的位移始终是正值，说明一直向右运动，一定能够击中右板，选项A正确，选项B错误图1 图2由图2知，t时释放电子，电子向右的位移与向左的位移大小相等，若释放后的内不能到达右板，则之后往复运动，选项C正确，选项D错误三、非选择题11如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0垂直射入场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中，射出电场的瞬时速度的方向与初速度方向成30角在这一过程中，不计粒子重力求：(1)该粒子在电场中经历的时间；(2)粒子在这一过程中电势能的增量解析：(1)分解末速度：vyv0tan 30，在竖直方向vyat，a，联立三式可得t(2)射出电场时的速度vv0，由动能定理得静电力做功为Wmv2mvmv，根据WEp1Ep2得EpWmv答案：(1)(2)mv12如图所示，长L020 m的丝线的一端拴一质量为m10104kg、带电荷量为q10106 C的小球，另一端连在一水平轴O上，丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E20103 N/C现将小球拉到与轴O在同一水平面上的A点，然后无初速度地将小球释放，取g10 m/s2求：(1)小球通过最高点B时速度的大小；(2)小球通过最高点时，丝线对小球拉力的大小解析：(1)小球由A运动到B，其初速度为零，静电力对小球做正功，重力对小球做负功，丝线拉力不做功，则由动能定理有：qELmgL