高中物理 第1章 静电场 9 带电粒子在电场中的运动课时作业 新人教版选修31.doc

第一章9 带电粒子在电场中的运动 基础夯实 一、选择题(13题为单选题，46题为多选题)1一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是 (a)a匀速直线运动b匀加速直线运动c匀变速曲线运动d匀速圆周运动解析：因为粒子只受到电场力作用，所以不可能做匀速直线运动。2(2016南京市江浦高中高二上学期段考)如图，p和q为两平行金属板，板间电压为u，在p板附近有一电子由静止开始向q板运动关于电子到达q板时的速率，下列说法正确的是 (c)a两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大b两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大c与两板间距离无关，仅与加速电压u有关d以上说法都不正确解析：粒子运动过程只有电场力做功，根据动能定理：eumv2，v因为加速电压不变，所以最后的末速度大小不变，故c正确，a、b、d错误。3如图，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(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 (b)abcd解析：两粒子在电场力作用下做类平抛运动，由于两粒子轨迹相切，根据类平抛运动规律，有v0t，t2，解以上两式得v0，选项b正确。4示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上p点出现亮斑，那么示波管中的 (ac)a极板x应带正电b极板x应带正电c极板y应带正电d极板y应带正电解析：由题意可知，在xx方向上向x方向偏转，x带正电，a对b错；在yy方向上向y方向偏转，y带正电，c对d错。5如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的abcd面与efgh面为金属板，其他面为绝缘材料。abcd面带正电，efgh面带负电。从小孔p沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴a、b、c，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是 (bd)a三个液滴在真空盒中都做平抛运动b三个液滴的运动时间一定相同c三个液滴落到底板时的速率相同d液滴c所带电荷量最多解析：三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项a错误。由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项b正确。三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项c错误。由于液滴c在水平方向位移最大，说明液滴c在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项d正确。6(2016湖北襄阳市枣阳一中高二上学期检测)如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场(加速电压为u1)加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为u2，板长为l，每单位电压引起的偏移叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法 (bc)a增大u2b增大lc减小dd增大u1解析：电子在加速电场中加速，根据动能定理可得，eu1mv，所以电子进入偏转电场时速度的大小为，v0，电子进入偏转电场后的偏转位移为，hat2()2，所以示波管的灵敏度，所以要提高示波管的灵敏度可以增大l，减小d或减小u1，所以bc正确，故选bc。二、非选择题7(2017西藏拉萨中学高二上学期月考)如图所示，电荷量为e，质量为m的电子从a点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它通过电场中b点时，速度与场强方向成150角，不计电子的重力，求： (1)电子经过b点的速度多大；(2)ab两点间的电势差多大。答案：(1)2v0(2)解析：(1)电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，b点的速度v2v0，(2)电子从a运动到b由动能定理得：euabmv2mva、b两点间的电势差uab 能力提升 一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1为模拟空气净化过程，有人设计了如图所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶，圆桶的高和直径相等。第一种除尘方式是：在圆桶顶面和底面间加上电压u，沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场，灰尘的运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放一直导线，在导线与圆桶壁间加上的电压也等于u，形成沿半径方向的辐向电场，灰尘的运动方向如图乙所示。已知空气阻力与灰尘运动的速度大小成正比，即ffkv(k为一定值)，假设每个灰尘的质量和带电荷量均相同，重力可忽略不计，则在这两种方式中 (c)a灰尘最终一定都做匀速运动b灰尘受到的电场力大小相等c电场对单个灰尘做功的最大值相等d在图乙中，灰尘会做类平抛运动解析：灰尘可能一直做加速运动，故选项a错误；两种不同方式中，空间中的电场强度大小不相等，所以灰尘所受电场力大小不相等，故选项b错误；电场对单个灰尘做功的最大值为qu，故在两种方式中电场对灰尘做功的最大值相同，故选项c正确；在图乙中，灰尘做直线运动，故选项d错误。2(2016黑龙江大庆铁人中学高二上学期检测)如图(a)所示，两平行正对的金属板a、b间加有如图(b)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 (b)a0t0bt0ct0tdtt0解析：两板间加的是方波电压，刚释放粒子时，粒子向a板运动，说明释放粒子时uab为负，因此选项a、d错误。若t0时刻释放粒子，则粒子做方向不变的单向直线运动，一直向a板运动；若t0时刻释放粒子，则粒子在电场中固定两点间做往复运动，因此在t0yc，由yat2可知运动时间tatbtc；水平方向xaxbxc，由xv0t可知vavbekc，故acd正确。5(2016浙江杭州二中高二上学期期中)在空间中水平面mn的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由mn上方的a点以一定初速度水平抛出，从b点进入电场，到达c点时速度方向恰好水平，a、b、c三点在同一直线上，且ab2bc，如图所示。由此可见 (ad)a电场力为3mgb小球带正电c小球从a到b与从b到c的运动时间相等d小球从a到b与从b到c的速度变化量的大小相等解析：两个平抛过程水平方向的位移是二倍的关系，所以时间也是二倍的关系，故c错误；分别列出竖直方向的方程，即hgt2，()2，解得f3mg，故a正确；小球受到的电场力向上，与电场方向相反，所以小球应该带负电，故b错误；速度变化量等于加速度与时间的乘积，即vat，结合以上的分析可得，ab过程vgt，bc过程vgt，故d正确。二、非选择题6(2017山东省菏泽一中高二检测)如图所示，虚线mn左侧有一场强为e1e的匀强电场，在两条平行的虚线mn和pq之间存在着宽为l、电场强度为e22e的匀强电场，在虚线pq右侧相距为l处有一与电场e2平行的屏。现将一电子(电荷量为e，质量为m，不计重力)无初速度地放入电场e1中的a点，a点到mn的距离为，最后电子打在右侧的屏上，ao连线与屏垂直，垂足为o，求： (1)电子从释放到打到屏上所用的时间t；(2)电子刚射出电场e2时的速度方向与ao连线夹角的正切值tan；(3)电子打在屏上的点p(图中未标出)到点o的距离x.答案：(1)3(2)2(3)3l解析：(1)电子在电场e1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，由牛顿第二定律得：a1由xat2得：a1t电子进入电场e2时的速度为：v1a1t1进入电场e2到pq水平方向做匀速直线运动，时间为：t2出电场后到光屏的时间为：t3电子从释放到打到屏上所用的时间为：tt1t2t3联