高三物理专项基础训练 第35练 带电粒子在电场中的运动（2）(1).doc

第35练 带电粒子在电场中的运动（2）一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）1.一带正电的质量为m的液滴在匀强电场外上方a点自由滴下，如右图所示，当液滴进入匀强电场后，其可能的运动轨迹为以下图中 （ ）2.一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向.两个比荷（即粒子的电荷量与质量之比）不同的带正电的粒子a和b，从电容器边缘的p点（如图）以相同的水平速度射入两平行板之间.测得a和b与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为12.若不计重力，则a和b的比荷之比是 （ ） a.12 b.18 c.21 d.413.如图所示，电子在电势差为u1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为u2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行.整个装置处在真空中，重力可忽略.在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是 （ ） 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4.平行板电容器如图所示连接，a、b端与固定的电源相连（电源内阻不计），有电子（不计重力）以恒定速度v0垂直于电场线方向射入并穿出平行板.则 （ ） a.若使滑片p端缓慢上移，平行板电容器两极板间的电 压减小 b.在保证电子都能穿出平行板间电场的情况下，板间电压 越大，电子穿越平行板的 时间越小 c.在保证电子都能穿出平行板间电场的情况下，板间电压越大，电子穿出平行板时 的速度越大 d.若使滑片p缓慢下移，电子可能打在上极板5.如图所示，平行金属板内有一匀强电场，一个电荷量为q、质量为m的带电粒子（不计重力）以v0从a点水平射入电场，且刚好以速度v从b点射出.则 （ ） 若该粒子以速度v从b点射入，则它刚好以速度-v0从a点射出 若将q的反粒子（q，m）以-v从b点射入，它将刚好以速度v0从a点射出 若将q的反粒子（q，m）以-v0从b点射入，它将刚好以速度v从a点射出 若该粒子以v0从b点射入电场，它将v从a点射出 a.只有正确 b.只有正确 c.只有正确 d.只有正确二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）6.如图所示，有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中，最后分别打在正极板的c、b、a处，则 （ ） a.三种粒子在电场中运动时间相同 b.三种粒子在电场中的加速度为aaabac c.三种粒子到达正极板时动能ekcekbeka d.落在c处的粒子带正电，落在b处的粒子不带电，落在a处的粒子带负电7.如图所示，竖直放置的平行金属板带等量异种电荷，一带电微粒从靠近左金属板附近的a点沿图中直线从a向b运动，则下列说法中正确的是 （ ） a.微粒可能带负电 b.微粒机械能守恒 c.微粒电势能减小 d.微粒动能减小8.如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为u1，偏转电压为u2，要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，下列方法中正确的是 （ ）2-1-c-n-j-y a.使u1减小为原来的 b.使u2增大为原来的2倍 c.使偏转板的长度增大为原来2倍 d.使偏转板的距离减小为原来的三、计算题9.两个半径均为r的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为u，板间电场可以认为是均匀的.一个a粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达极板时恰好落好极板中心.已知质子电荷量为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：（1）极板间的电场强度e；（2）a粒子在极板间运动的加速度a；（3）a粒子的初速度v0.10.水平放置的两块平行金属板长l=5.0cm，两板间距d=1.0cm，两板间电压为90v，且上极板为正，一个电子沿水平方向以速度v0=2.0107m/s，从两板中间射入，如图所示，求：（1）电子偏离金属板时的侧位移是多少？（2）电子飞出电场时的速度是多少？（3）电子离开电场后，打在屏上的p点，若s=10cm，求op的长.11.如图所示为示波管的示意图.竖直偏转电极的极板长l=6cm，板间距离d=0.5cm，板右端距荧光屏l=16cm，当水平偏转电极上不加电压时（图中未画出），电子束沿中心线进入竖直偏转电场的速度v0=1.6107m/s.已知电子的质量m=0.910-30kg、电荷量e=1.610-19c.则：（1）要使电子束刚好飞出电场，加在竖直偏转电极上的电压u1为多少？（2）若在竖直偏转电极上加u2=60sin100tv的交流电压，在荧光屏的竖直坐标上能观测到的线段有多长？12.如图所示的直角坐标系中，在直线x=2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向.在电场左边界上a（2l3，l0）到c（2l0，0）区域内，连续分布着电荷量为+q、质量为m的粒子.从某时刻起由a点到c点间的粒子，依次连续以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场.若从a点射入的粒子，恰好从y轴上的a（0，l0）沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图.不计粒子的重力及它们间的相互作用.（1）求匀强电场的电场强度e；（2）求在ac间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿x轴正方向运动？13.有一束电子，质量为m，电荷量为e，以平行于ox轴的速度v0，从y轴上的a点射入第一象限，如图所示，为了使这束电子能够经过x轴正方向的匀强电强，如果此电场强度为e，沿y轴方向无限长，沿x轴方向的宽度为s，已知oa=l，ob=2s，求所加电场的边界线与b点的距离.第35练 带电粒子在电场中的运动（2）1.b 2.d 3.b 解析 由，得，所以u2变大变大，u1变小变大.4.c5.a 解析 根据带电粒子在电场中水平方向上匀速运动和竖直方向上的匀加速即可推出选项a正确.6.bd 解析 粒子在水平方向上做匀速直线运动，因初速度相同，故水平位移s大的时间长，因sasbsc故tatbtc，a错.粒子在竖直方向上做匀加速直线运动，有，因为位移y相同，所以运动时间长的粒子加速度小，即aaabac，故b正确.粒子到达正极板的动能为，而，所以有ekaekbekc，c错误.由aaabac可以判断a带负电，b不带电，c带正电，d正确.7.ad 8.abd9.（1）极间场强；（2）a粒子在极板间运动的加速度（3）由，得：10.电子在匀强电场中受到静电力与重力作用，由于静电力，远大于重力（），即重力作用对物体运动的影响可以忽略不计，只考虑静电力.又由于静电力方向于速度方向垂直，即在水平方向做匀速直线运动，竖直方向作初速度为零的匀加速运动，做类平抛运动.（1）电子在电场中的加速度侧位移即竖直方向的位移，又因则：（2）电子飞出电场时，水平分速度vx=v0，竖直分速度则电子飞出电场时的速度v，由勾股定理可得：设v与v0的夹角为，则（3）电子飞出电场后做匀速直线运动，则op=y+stan=0.025m11.（1）要使电子刚好飞出电场，即初速度方向的分位移等于极板的长度，静电力方向的分位移为极板间距的一半.所以解得（2）电子通过偏转极板所用的时间为，在如此短的时间内可以认为偏转电压为定值，偏转电压越大，电子的偏转程度就大，能打到离荧光屏离中心越远的点.所以在灾光屏上能观测到的线段的长度等于电子能打到荧光屏上最远点离荧光屏中心距离的2倍.令电子能打到荧光屏上最远点离荧光屏中心距离为，则，则在荧光屏上能观测到的线段的长度等于16.5cm.12.（1）从a点射出的粒子，由a到a的运动时间为t，根据运动轨迹和对称性可得x轴方向l=v0t，y轴方向得：（2）设到c点距离为y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向，粒子第一次达x轴用时t，水平位移为x，则若满足2l0=n2x，则从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向解得：即ac