【导与练】（福建专版）高考物理一轮复习 第四课时带电粒子在电场中的运动(二)课时训练.doc

第课时带电粒子在电场中的运动(二) 【测控导航】知识点题号1.示波管1、4、6、72.带电粒子在交变电场中的运动3、8、123.带电粒子在复合场中的运动2、5、9、10、111.如图所示的示波管,当两偏转板xx、yy电压为零时,电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标的o点,其中x轴与xx电场的场强方向平行,x轴正方向垂直于纸面指向纸内,y轴与yy电场的场强方向平行).若要电子打在图示坐标的第象限,则(d)a.x、y接电源的正极,x、y接电源的负极b.x、y接电源的正极,x、y接电源的负极c.x、y接电源的正极,x、y接电源的负极d.x、y接电源的正极,x、y接电源的负极解析:电子枪发射的带负电的电子在电场力作用下向第象限偏转,故y、x是带正电的极板.故选项d正确.电子枪发射的电子带负电,若要求向下偏转,必须把下极板接电源正极;若要求向左,必须把左极板接电源正极,电子在这两个方向的电场力共同作用下到达预定的位置.2. (2012黄冈期末)在竖直向下的匀强电场中,有a、b、c、d四个带电质点,各以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动,不计质点间的相互作用力,则下列说法中错误的是(a)a.c、d带异种电荷b.a、b带同种电荷且电势能均不变c.d的电势能减小,重力势能增大d.c的电势能增大,机械能减小解析:各个质点所受重力均向下,要使它们分别以水平向左、水平向右、竖直向下和竖直向上的速度做匀速直线运动,所受电场力均向上,各个质点均带负电,且与重力平衡,选项a错误;a、b沿等势面运动,带同种电荷且电势能均不变,选项b正确;d竖直向上运动,电场力做正功,d的电势能减小,重力势能增大,选项c正确;c竖直向下运动,电场力做负功,电势能增大,重力势能减小,机械能减小,选项d正确.3.将如图所示的交变电压加在平行板电容器a、b两极板上,开始b板电势比a板电势高,这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间,它在电场力作用下开始运动,设a、b两极板间的距离足够大,下列说法正确的是(d)a.电子一直向着a板运动b.电子一直向着b板运动c.电子先向a板运动,然后返回向b板运动,之后在a、b两板间做周期性往复运动d.电子先向b板运动,然后返回向a板运动,之后在a、b两板间做周期性往复运动解析:开始b板电势高,电子在电场力作用下向b板运动,0t4内做加速运动,t4t2内做减速运动,t2时速度为零,在t234t内反向加速,34tt内反向减速,故做周期性往复运动,d正确.带电粒子在交变电场中运动,分析的有效方法是画vt图象.例如本题的vt图象大致如图所示,由图中的“面积”的意义就可判断出往复运动的特点.4.示波管是一种多功能电学仪器,它的工作原理可以等效成下列情况:如图所示,真空室中电极k发出电子(初速度不计),经过电压为u1的电场加速后,由小孔s沿水平金属板a、b间的中心线射入板间,金属板长为l,相距为d,当a、b间电压为u2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点.已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力.下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是(b)a.u1变大,u2变大b.u1变小,u2变大c.u1变大,u2变小d.u1变小,u2变小解析:由12mv02=eu1,l=v0t,y=12at2,a=eu2md,得y=u2l24u1d可知要使电子偏离中心距离变大,可使初速度减小即u1变小,使偏转加速度大一些,即u2变大,故b选项正确.5.如图所示,在xoy竖直平面内存在着水平向右的匀强电场.有一带正电的小球自坐标原点沿着y轴正方向以初速度v0抛出,运动轨迹最高点为m,与x轴交点为n,不计空气阻力,则小球(d)a.做匀加速运动b.从o到m的过程动能增大c.到m点时的动能为零d.到n点时的动能大于12mv02解析:带正电的小球自坐标原点沿着y轴正方向以初速度v0抛出后受到恒定的合力作用做匀变速运动,在运动开始的一段时间内合力与速度的夹角为钝角,速度减小,a、b都错;小球自坐标原点到m点,y方向在重力作用下做速度减小到零的匀变速运动,x方向在电场力作用下做初速度为零的匀加速运动,所以到m点时的动能不为零,c错;由动能定理有:qex=12mvn2-12mv020,d正确.6.示波器是用来观察电信号随时间变化的仪器.示波器的核心部件是示波管.示波管的工作原理示意图如图所示.电子经电压u1加速后以速度v0垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量是h.两平行板间的距离为d,电势差为u2,板长为l.为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量hu2),可采用的方法是(c)a.增大两板间电势差u2b.尽可能使板长l短些c.尽可能使板间距离d小一些d.使加速电压u1升高一些解析:对于电子的加速过程,有eu1=12mv02对于电子的偏转过程,水平方向:l=v0t竖直方向:h=12at2=12eemt2将式代入式,结合e=u2d,推出h=eu2l22dmv02将式代入式得hu2=l24du1.据上式可知,增大l和减小u1或d均可提高示波管的灵敏度.7.(2012江苏四市联考)如图所示,实线为电视机显像管主聚焦电场中的等势面.a、b、c、d为圆上的四个点,则下列说法中正确的是(b)a.a、b、c、d四点电势不等,但电场强度相同b.一电子从b点运动到c点,电场力做的功为9.610-20 jc.若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域,将做加速度增加的加速直线运动d.一束电子从左侧平行于中心轴线进入电场区域,将会从右侧平行于中心轴线穿出解析:a、b、c、d四点电势不等,但电场强度大小相等,方向不相同,选项a错误;一电子从b点运动到c点,电场力做的功为e(0.80-0.20)v=9.610-20 j,选项b正确;若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域,将做加速度先增加后减小的加速直线运动,选项c错误;因为电场线不水平,故一束电子从左侧平行于中心轴线进入电场区域,从右侧穿出时将散开,选项d错误.8.如图(a)所示,两个平行金属板p、q竖直放置,两板间加上如图(b)所示的电压.t=0时,q板比p板电势高5 v,此时在两板的正中央m点有一个电子,速度为零,电子在静电力作用下运动,使得电子的位置和速度随时间变化.假设电子始终未与两板相碰.在0t810-10 s的时间内,这个电子处于m点的右侧,速度方向向左且大小逐渐减小的时间是(d)a.0t210-10 s b.210-10 st410-10 sc.410-10 st610-10 sd.610-10 st810-10 s解析:在0210-10 s时间内,电子向右做匀加速直线运动,a错;在210-10410-10 s时间内,电子受到一个等大反向的静电力,向右做加速度等大的减速运动,减速至零,b错;在410-10610-10 s时间内,电子向左做匀加速直线运动,c错;610-10810-10 s内,电子向左做匀减速直线运动,减速至零,d正确.9.(2012淄博一模)在光滑绝缘水平面的p点正上方o点固定了一电荷量为+q的点电荷,在水平面上的n点,由静止释放质量为m,电荷量为-q的检验电荷,该检验电荷经过p点时速度为v,图中=60,规定电场中p点的电势为零.则在+q形成的电场中(b)a.n点电势高于p点电势b.n点电势为-mv22qc.p点电场强度大小是n点的2倍d.检验电荷在n点具有的电势能为-12mv2解析:在+q形成的电场中,n点电势低于p点电势,选项a错误;此检验电荷的机械能与电势能之和保持不变,此检验电荷在n点电势能等于mv2/2,n点电势为-mv22q,选项b正确,选项d错误;由图中几何关系,on=2op,由点电荷电场强度公式,p点电场强度大小是n点的4倍,选项c错误.10.一个带负电荷量q,质量为m的小球,从光滑绝缘的斜面轨道的a点由静止下滑,小球恰能通过半径为r的竖直圆形轨道的最高点b而做圆周运动.现在竖直方向上加如图所示的匀强电场,若仍从a点由静止释放该小球,则(b)a.小球不能过b点b.小球仍恰好能过b点c.小球能过b点,且在b点与轨道之间压力不为0d.以上说法都不对解析:小球从光滑绝缘的斜面轨道的a点由静止下滑,恰能通过半径为r的竖直圆形轨道的最高点b而做圆周运动,则mg=mv12r,mg(h-2r)=12mv12;加匀强电场后仍从a点由静止释放该小球,则(mg-qe)(h-2r)=12mv22,联立解得mg-qe=mv22r,满足小球恰好能过b点的临界条件,故b正确.11.在电场强度为e的匀强电场中,有一条与电场线平行的直线,如图中虚线所示.直线上有两个静止的小球a和b(均可视为质点),两小球的质量均为m,a球带电荷量为+q,b球不带电.开始时两球相距l,在电场力的作用下,a球开始沿直线运动,并与b球发生正对碰撞,碰撞中a、b两球的总动能无损失.设每次碰撞后a、b两球速度互换,碰撞时,a、b两球间无电荷转移,且不考虑重力及两球间的万有引力,不计碰撞时间,问:(1)a球经过多长时间与b球发生第一次碰撞?(2)再经过多长时间a球与b球发生第二次碰撞?解析:(1)由牛顿第二定律:qe=mal=12at12,所以t1=2mlqe.(2)设再经t2时间a、b第二次相碰,则xa=xb而xa=12at22,xb=vt2,v=at1所以t2=2t1=22mlqe.答案:(1)2mlqe(2)22mlqe12.(2012长沙市一中月考)如图(甲)所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为m=0.2 kg,带电荷量为q=+2.010-6 c的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数=0.1.从t=0时刻开始,空间加上一个如图(乙)所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右的方向为正方向,g取10 m/s2).求:(1)23秒内小物块的位移大小;(2)23秒内电场力对小物块所做的功.解析:(1)02 s内小物块的加速度a1=e1q-mgm=2 m/s2位移x1=12a1t12=4 m2 s末小物块的速度为v2=a1t1=4 m/s24 s内小物块的加速度a2=e2q-mgm=-2 m/s2位移x2=x1=4 m4 s末的速度v4=0因此小物块做周期为4 s的变速运动,第22 s末的速度为v