高中物理 1.6《示波器的奥秘》测试 粤教版选修3-1

用心 爱心 专心1 示波器的奥秘示波器的奥秘 一 单项选择题 1 真空中水平放置的两平行金属板相距为d 两板间电压是可以调节的 一个质量为 m 带电量为 q的粒子 从负极板中央的小孔处以速度v0垂直极板射入电场 当板间电压 为U时 粒子经d 4 的距离就要返回 若要使粒子经d 2 才返回 可采用的方法是 A v0增大 1 倍 B 使板间电压U减半 C v0和U同时减半 D 初速度增为 2v0 同时使板间距离增加d 2 解析 选 B 由题意有 0 mv qEs E 时s 将 A B C D 四种情况的数据代 1 22 0 U d d 4 入可知 B 项正确 图 1 6 11 2 如图 1 6 11 所示 带电荷量之比为qA qB 1 3 的带电粒子A B 先后以相同 的速度从同一点水平射入平行板电容器中 不计重力 带电粒子偏转后打在同一极板上 水平飞行距离之比为xA xB 2 1 则带电粒子的质量之比mA mB以及在电场中飞行的时 间之比tA tB分别为 A 1 1 2 3 B 2 1 3 2 C 1 1 3 4 D 4 3 2 1 解析 选 D 带电粒子的飞行时间t 故有tA tB 2 1 带电粒子竖直方向上的 x v0 位移y t2 即m 故mA mB 4 3 D 项正确 qE 2m qEt2 2y 图 1 6 12 3 2011 年梅州模拟 如图 1 6 12 所示 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 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 用心 爱心 专心2 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 选 C 由mv2 eU可知 电子到达Q板时的速率仅与加速电压U有关 与两板 1 2 间距离无关 4 图 1 6 13 2011 年安徽芜湖检测 如图 1 6 13 所示的交变电压加在平行板电容器A B的两极 板上 开始时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 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 选 D 根据交变电压的变化规律 不难确定电子所受电场力的变化规律 从而作 出电子的加速度a和速度v随时间变化的图线 如图所示 从图中可知 电子在第一个 内 T 4 做匀加速运动 第二个 内做匀减速运动 在这半个周期内 因开始时B板电势比A板电势 T 4 高 所以电子先向B板运动 加速度大小为 在第三个 内做匀加速运动 第四个 内做 eU md T 4 T 4 匀减速运动 但在这半个周期内运动方向与前半个周期相反 即电子向A板运动 加速度 大小为 因此电子做周期性往复运动 综合分析可知正确选项应为 D eU md 用心 爱心 专心3 图 1 6 14 5 平行板间有如图 1 6 14 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 图 1 6 15 中 能正确定性 描述粒子运动的速度图象的是 图 1 6 15 解析 选 A 0 时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动 T时间内做加速度恒 T 2 T 2 定的匀减速直线运动 由对称性可知 在T时速度减为零 此后周期性重复 故 A 对 图 1 6 16 6 如图 1 6 16 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的平行板间的电场中 入射方向跟极板平行 整个装置处在真空中 重力可以 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 一定能使电子的侧移量最 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 解析 选 B 设粒子质量为m 电荷量为q 粒子射出加速电场时速度大小为v0 在加速 电场中 根据动能定理可得 qU1 mv 0 v0 1 22 0 2qU1 m 粒子在偏转电场中做匀变速曲线运动 在水平方向做匀速运动 竖直方向做初速度为 零的匀加速运动 设偏转电场极板长为L 两极板间距为d 偏转电压为U2 运动时间为 t L L v0 m 2qU1 粒子在垂直电场方向侧移距离为 y at2 1 2 qL2U2 2mdv2 0 L2U2 4dU1 用心 爱心 专心4 根据以上推导式可知 减小加速电压和增大偏转电压可增加粒子的侧移值 二 双项选择题 7 2011 年烟台高二检测 图 1 6 17 所示是一个示波器工作原理图 电子经过加速 后以速度v0垂直进入偏转电场 离开电场时偏转量是h 两平行板间距离为d 电势差为 U 板长为l 每单位电压引起的偏移量 h U 叫示波器的灵敏度 若要提高其灵敏度 可 采用的办法是 图 1 6 17 A 增大两极板间的电压 B 尽可能使板长l做得长些 C 尽可能使板间距离d减小些 D 使电子入射速度v0大些 解析 选 BC 偏移量h at2 故灵敏度 可见 B C 项正确 1 2 qUl2 2mdv2 0 h U ql2 2mdv2 0 8 图 1 6 18 如图 1 6 18 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 三种粒子在电场中的运动时间相同 B 三种粒子在电场中的加速度为aA aB aC C 三种粒子到达正极板时动能EkC EkB EkA 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 解析 选 BD 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sA sB sC 故tA tBaB aC 故选项 B 正 at2 2 用心 爱心 专心5 确 粒子到达正极板的动能为Ek m v v 而v 2ay 所以有EkA EkB EkC 1 22 02 2 选项 C 错误 由aA aB aC可以判断A带负电 B不带电 C带正电 选项 D 正确 9 如图 1 6 19 所示 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 如果在荧光屏上P点出现亮斑 那么示波管中的 图 1 6 19 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 选 AC 由图可以判断电子要向X方向和Y方向偏转 所以极板X Y应带正电 极板X Y 应带负电 选项 A C 正确 B D 错误 10 图 1 6 20 如图 1 6 20 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 A 经过加速电场过程 电场力对氚核做的功最多 B 经过偏转电场过程 电场力对三种原子核做的功一样多 C 三种原子核打在屏上时的速度一样大 D 三种原子核都打在屏上的同一位置上 解析 选 BD 同一加速电场 同一偏转电场 三种粒子带电荷量相同 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 知偏转与带电粒子无关 D 对 l2U2 4dU1 lU2 2dU1 三 非选择题 11 如图 1 6 21 所示 电容器极板是竖直放置的 两板间距为d 板间电压为U 一 个带负电的小球 质量为m 带电荷量为q 在平行板电容器的右侧板边被竖直上抛 最后 用心 爱心 专心6 落在电容器左边缘同一高度处 求小球能达到的最大高度h及抛出时的初速度v0 图 1 6 21 解析 小球在复合场中的受力如图所示 可将其运动分解为水平方向的匀加速直线运动和竖 直方向的竖直上抛运动 由竖直上抛运动的规律可得小球上升的最大高度为h 小球 v2 0 2g 从抛出至回到左侧板边缘同一高度处所用的时间为 t 2v0 g 根据小球在水平方向做匀加速直线运动 d t2 1 2 qU md 由以上各式可解得 v0 gd h m 2qU mgd2 4qU 答案 gd mgd2 4qU m 2qU 图 1 6 22 12 如图 1 6 22 所示 在一块足够大的铅板A的右侧固定着一小块放射源P P向 各个方向放射出电子 速率为 107 m s 在A板右方距A为 2 cm 处放置一个与A平行的金 属板B 在B A之间加上直流电压 板间的匀强电场场强E 3 64 104 N C 方向水平向 左 已知电子质量m 9 1 10 31 kg 电荷量e 1 6 10 19 C 求电子打在B板上的范 围 解析 用心 爱心 专心7 电子离开放射源后做匀变速运动 初速度垂直板的电子直接沿电场线运动到B板的O 点 其他电子打在以O点为中心的周围某一位置 设初速度与板平行的电子打在B板上的 N点 且距