2014年高二物理同步课堂课上课下检测：第一章第9节《带电粒子在电场中的运动》（新人教版选修3-1）

1 带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时 带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时 仅受电场力仅受电场力 A 电势能增加 动能增加 电势能增加 动能增加 B 电势能减小 动能增加 电势能减小 动能增加 C 电势能和动能都不变 电势能和动能都不变 D 电势能不变 动能增加 电势能不变 动能增加 解析 解析 粒子垂直于电场方向进入电场 沿电场方向电场力做正功 电势能减小 动能 增加 故正确答案为 B 答案 答案 B 2 一带电粒子在电场中只受静电力作用时 它不可能出现的运动状态是 一带电粒子在电场中只受静电力作用时 它不可能出现的运动状态是 A 匀速直线运动 匀速直线运动 B 匀加速直线运动 匀加速直线运动 C 匀变速曲线运动 匀变速曲线运动 D 匀速圆周运动 匀速圆周运动 解析 解析 粒子只受静电力作用 当此力为恒力时 可能做匀加速直线运动 F 与 v 同向 或 v0 0 当恒力与 v0垂直时 粒子做类平抛运动 匀变速曲线运动 当静电力大小不 变 方向始终指向一点且与速度垂直时 粒子做匀速圆周运动 例如 电子绕原子核的运 动 所以 只有 A 是不可能的 答案 答案 A 3 带电荷量为 带电荷量为 q 的的 粒子 以初动能粒子 以初动能 Ek从两平行金属板的正中央沿垂直于电场线的从两平行金属板的正中央沿垂直于电场线的 方向进入在这两板间存在的匀强电场中 恰从带负电金属板边缘飞出来 且飞出时动能变方向进入在这两板间存在的匀强电场中 恰从带负电金属板边缘飞出来 且飞出时动能变 为为 2 Ek 则金属板间的电压为 则金属板间的电压为 A B C Ek q 2Ek q Ek 2q D 4Ek q 解析 解析 该两板间电压为 U 由动能定理得 q Ek 末 Ek 初 2Ek Ek Ek 故 U B 正确 U 2 2Ek q 答案 答案 B 4 如图 如图 1 所示 是一个说明示波管工作原理的示意图 电子经过电压所示 是一个说明示波管工作原理的示意图 电子经过电压 U1加速后以速加速后以速 度度 v0垂直进入偏转电场 离开电场时的偏转量是垂直进入偏转电场 离开电场时的偏转量是 h 两平行板的距离为 两平行板的距离为 d 电势差为 电势差为 U2 板长为板长为 L 为了提高示波管的灵敏度 为了提高示波管的灵敏度 每单位电压引起的偏转量每单位电压引起的偏转量 h U2 可采用的方法是可采用的方法是 图图 1 A 增大两板间的电势差 增大两板间的电势差 U2 B 尽可能使板长 尽可能使板长 L 短些短些 C 尽可能使板间距离 尽可能使板间距离 d 小一些小一些 D 使加速电压 使加速电压 U1升高一些升高一些 解析 解析 电子的运动过程可分为两个阶段 即加速和偏转 1 加速 eU1 mv02 1 2 2 偏转 L v0t h at2 t2 1 2 eU2 2md 综上得 因此要提高灵敏度需要增大 L 或减小 U1 或减小 d 故应选 C h U2 L2 4U1d 答案 答案 C 5 2011 安徽高考安徽高考 如图如图 2 为示管的原理图 如果在电极为示管的原理图 如果在电极 YY 之间所加的电压图按图之间所加的电压图按图 3 甲所示的规律变化 在电极甲所示的规律变化 在电极 XX 之间所加的电压按图之间所加的电压按图 3 乙所示的规律变化 则在荧光屏乙所示的规律变化 则在荧光屏 上会看到的图形是图上会看到的图形是图 4 中的中的 图图 2 图图 3 图图 4 解析 解析 在 0 2t1时间内 扫描电压扫描一次 信号电压完成一个周期 当 UY为正的 最大值时 电子打在荧光屏上有正的最大位移 当 UY为负的最大值时 电子打在荧光屏上 有负的最大位移 因此一个周期内荧光屏上的图像为 B 答案 答案 B 6 如图如图 5 所示 矩形区域所示 矩形区域 ABCD 内存在竖直向下的匀强电场 内存在竖直向下的匀强电场 两个带正电的粒子两个带正电的粒子 a 和和 b 以相同的水平速度射入电场 粒子以相同的水平速度射入电场 粒子 a 由由 顶点顶点 A 射入 从射入 从 BC 的中点的中点 P 射出 粒子射出 粒子 b 由由 AB 的中点的中点 O 射入 射入 从顶点从顶点 C 射出 若不计重力 则射出 若不计重力 则 a 和和 b 的比荷的比荷 即粒子的电荷量即粒子的电荷量图图 5 与质量之比与质量之比 之比是之比是 A 1 2 B 2 1 C 1 8 D 8 1 解析 解析 a 粒子和 b 粒子在水平方向均做速度为 v 的匀速运动 分别有 BP vta BC vtb 且 2BP BC 故 2ta tb 在竖直方向上 分别有 AB ta2 1 2 QaE ma OB tb2 且 AB 2OB 解得 a 和 b 的比荷之比为 8 1 1 2 QbE mb Qa ma Qb mb 答案 答案 D 7 如图 如图 6 所示 在真空中离子所示 在真空中离子 P1 P2以相同速度从以相同速度从 O 点垂直场强方向射入匀强电场 点垂直场强方向射入匀强电场 经电场偏转后打在极板经电场偏转后打在极板 B 上的上的 C D 两点 已知两点 已知 P1电荷量为电荷量为 P2电荷量的电荷量的 3 倍 倍 GC CD 则 则 P1 P2离子的质量之比为离子的质量之比为 图图 6 A 3 4 B 4 3 C 2 3 D 3 2 解析 解析 y at2 1 2 1 2 qU md x2 v02 所以 m m qx2 qUx2 2ydv02 所以 m1 m2 q1x12 q2x22 3 4 答案 答案 A 8 如图如图 7 所示 在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心所示 在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心 O 处固定处固定 一点电荷 将质量为一点电荷 将质量为 m 电荷量为 电荷量为 q 的小球从圆弧管的水平直径端点由的小球从圆弧管的水平直径端点由 静止释放 小球沿细管滑到最低点静止释放 小球沿细管滑到最低点 B 时 对管壁恰好无压力 则固定于时 对管壁恰好无压力 则固定于 圆心处的点电荷在圆心处的点电荷在 AB 弧中点处的电场强度的大小为弧中点处的电场强度的大小为 图图 7 A E mg q B E 2mg qD E 4mg q 解析 解析 固定于圆心处的点电荷在圆弧 AB 上产生的电场强度大小处处相等 以 B 点为 研究点 则 qE mg m v2 r mv2 mg R 1 2 由 两式得 E 3 mg q 答案 答案 C 9 如图如图 8 所示 质量为所示 质量为 m 带正电的小球以速度 带正电的小球以速度 v0从从 O 点沿水平方点沿水平方 向射入方向向下的匀强电场中 向射入方向向下的匀强电场中 A 点是小球运动轨迹上的一点 点是小球运动轨迹上的一点 O A 两两 点的连线与水平方向的夹角点的连线与水平方向的夹角 30 求小球通过 求小球通过 A 点时的动能 点时的动能 解析 解析 小球所做的运动是类平抛运动 图图 8 根据题意 得 tan 其中 at v v 为小球在 A 点时竖直方向上的速 0 5at2 v0t 3 3 度大小 得 v v0 2 3 3 故 v2 v02 v 2 v02 1 v02 4 3 7 3 代入动能的表达式得 Ek mv2 mv02 1 2 7 6 答案 答案 mv02 7 6 10 一束电子流经过 一束电子流经过 U 5 000 V 的加速电压加速后 在距两极板等距离处垂直进入平的加速电压加速后 在距两极板等距离处垂直进入平 行板间的匀强电场 如图行板间的匀强电场 如图 9 所示 若两板间距离所示 若两板间距离 d 1 0 cm 板长 板长 l 5 0 cm 那么 要使 那么 要使 电子能从平行板间飞出 两个极板上最大能加多大电压 电子能从平行板间飞出 两个极板上最大能加多大电压 图图 9 解析 解析 加速过程中 由动能定理得 eU mv02 1 2 进入偏转电场 电子在平行于