2013-2014学年高中物理 第二章 电场与示波器 第8课时 带电粒子在电场中的运动同步课时检测 沪科版选修3-1

1 训练训练 8 8 习题课 带电粒子在电场中的运动习题课 带电粒子在电场中的运动 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 2 图 1 为示波管中电子枪的原理示意图 示波管内被抽成真空 A 为发射电子的阴极 K 为接在高电势点的加速阳极 A K 间电压为U 电子离开阴极时的速度可以忽略 电子 经加速后从 K 的小孔中射出时的速度大小为v 下面的说法中正确的是 图 1 A 如果 A K 间距离减半而电压仍为U 则电子离开 K 时的速度仍为v B 如果 A K 间距离减半而电压仍为U 则电子离开 K 时的速度变为v 2 C 如果 A K 间距离不变而电压减半 则电子离开 K 时的速度变为v 2 2 D 如果 A K 间距离不变而电压减半 则电子离开 K 时的速度变为v 2 3 平行板间加如图 2 所示周期变化的电压 重力不计的带电粒子静止在平行板中央 从 t 0 时刻开始将其释放 运动过程无碰板情况 则下列定性描述粒子运动的速度图像 中正确的是 图 2 4 带正电的微粒放在电场中 场强的大小和方向随时间变化的规律如图 3 所示 带电微粒 只在电场力的作用下由静止开始运动 则下列说法中正确的是 图 3 2 A 微粒在 0 1 s 内的加速度与 1 s 2 s 内的加速度相同 B 微粒将沿着一条直线运动 C 微粒做往复运动 D 微粒在第 1 s 内的位移与第 3 s 内的位移相同 5 如图 4 所示 氕 氘 氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后 又经同一匀强电场 偏转 最后打在荧光屏上 那么 图 4 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的同一位置上 6 两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中 存在一沿半径方向的电场 如图 5 所示 带正电 的粒子流由电场区域的一端M射入电场 沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端 N射出 由此可知 图 5 A 若入射粒子的电荷量相等 则出射粒子的质量一定相等 B 若入射粒子的电荷量相等 则出射粒子的动能一定相等 C 若入射粒子的电荷量与质量之比相等 则出射粒子的速率一定相等 D 若入射粒子的电荷量与质量之比相等 则出射粒子的动能一定相等 7 如图 6 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 图 6 A 它们运动的时间tQ tP B 它们运动的加速度aQ aP C 它们所带的电荷量之比qP qQ 1 2 D 它们的动能增加量之比 EkP EkQ 1 2 8 如图 7 所示 内壁光滑的绝缘材料制成的圆轨道固定在倾角为 37 的斜面上 与 斜面的交点为A 直径AB垂直于斜面 直径CD和MN分别在水平和竖直方向上 它们 处在水平向右的匀强电场中 质量为m 电荷量为q的小球 可视为点电荷 刚好能静止 于圆轨道内的A点 现对在A点的该小球施加一沿圆环切线方向的瞬时速度 使其恰能 3 绕圆环完成圆周运动 下列对该小球运动的分析中正确的是 图 7 A 小球一定带负电 B 小球运动到B点时动能最小 C 小球运动到M点时动能最小 D 小球运动到D点时机械能最小 9 如图 8 所示 带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属 板内 恰好沿下板的边缘飞出 已知板长为L 平行板间距离为d 板间电压为U 带 电粒子的电荷量为q 粒子通过平行板的时间为t 则 不计粒子的重力 图 8 A 在前 时间内 电场力对粒子做的功为 t 2 qU 4 B 在后 时间内 电场力对粒子做的功为 t 2 3qU 8 C 在粒子下落前 和后 的过程中 电场力做功之比为 1 2 d 4 d 4 D 在粒子下落前 和后 的过程中 电场力做功之比为 1 1 d 4 d 4 10 一个带正电的粒子 从A点射入水平方向的匀强电场中 粒子沿直线AB运动 如图 9 所示 已知AB与电场线夹角 30 带电粒子的质量m 1 0 10 7 kg 电荷量 q 1 0 10 10 C A B相距L 20 cm 取g 10 m s2 结果保留两位有效数字 求 图 9 1 粒子在电场中运动的性质 要求说明理由 2 电场强度的大小和方向 3 要使粒子能从A点运动到B点 粒子射入电场时的最小速度是多大 11 如图 10 所示 一平行板长l 4 cm 板间距离为d 3 cm 倾斜放置 使板面与水平 方向夹角 37 若两板间所加电压U 100 V 一带电荷量q 3 10 10 C 的负电 荷以v0 0 5 m s 的速度自A板左边缘水平进入电场 在电场中沿水平方向运动 并 恰好从B板右边缘水平飞出 则带电粒子从电场中飞出时的速度为多少 带电粒子的 质量为多少 g取 10 m s2 4 图 10 12 如图 11 所示 水平放置的平行板电容器 与某一电源相连 它的极板长L 0 4 m 两板间距离d 4 10 3 m 有一束由相同带电微粒组成的粒子流 以相同的速度v0从 两板中央平行极板射入 开关S闭合前 两板不带电 由于重力作用微粒能落到下板 的正中央 已知微粒质量为m 4 10 5 kg 电荷量q 1 10 8 C g 10 m s2 则 图 11 1 微粒入射速度v0为多少 2 为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场 电容器的上板应与电源的正极还是负 极相连 电源的电压U应取什么范围 13 两平行金属板A B水平放置 一个质量为m 5 10 6 kg 的带电微粒 以v0 2 m s 的水平速度从两板正中央位置射入电场 如图 12 所示 A B两板间距离为d 4 cm 板长l 10 cm g 10 m s2 图 12 1 当A B间的电压为UAB 1 000 V 时 微粒恰好不偏转 沿图中虚线射出电场 求 该粒子的电荷量和电性 2 令B板接地 欲使该微粒射出偏转电场 求A板所加电势的范围 5 答案答案 1 A 2 AC 3 A 4 BD 5 BD 6 BC 7 C 8 ABD 9 BD 10 见解析 解析 1 粒子只在重力和电场力作用下沿直线AB运动 重力和电场 力的合力必由B指向A 与粒子初速度vA方向相反 所以粒子做匀减 速运动 2 由图可得 tan mg qE 代入数据解得 E 1 7 104 N C 方向水平向左 3 当粒子运动到B点时的速度vB 0 时 粒子射