【名师同步导学】2013-2014学年高中物理 第1章 第9节 第1课时 带电粒子在电场中的加速和偏转课后强化演练 新人教版选修3-1

1 第一章第一章 第第 9 9 节节 第第 1 1 课时课时 带电粒子在电场中的加速和偏转带电粒子在电场中的加速和偏转 课后强化演练课后强化演练 一 选择题 1 如图所示是真空中A B两板间的匀强电场 一电子由A板无初速度释放运动到B板 设电子在前一半时间内和后一半时间内的位移分别为s1和s2 在前一半位移和后一半位移 所经历的时间分别是t1和t2 下面选项正确的是 A s1 s2 1 4 t1 t2 1 2 B s1 s2 1 3 t1 t2 1 2 C s1 s2 1 4 t1 t2 1 1 2 D s1 s2 1 3 t1 t2 1 1 2 解析 s1 at2 s2 a 2t 1 2 1 2 2 at2 at2 s1 s2 1 3 x at t1 2x at 2 t2 t t1 1 2 3 2 1 22 1 2x a 1 2 4x a 2x a t1 t2 1 1 故 D 正确 2 答案 D 2 让 H H H 的混合物沿着与电场垂直的方向进入平行板间的匀强电场区域 要 1 12 13 1 使它们出电场时的偏转角相同 这些粒子必须具有相同的 A 初速度 B 初动能 C 初动量 D 质量 解析 由l v0t vy at t及 tan 得 tan 因q相同 U l d相 qU md vy v0 qUl mv2 0d 同 所以由 相同可知mv相同 B 对 1 22 0 答案 B 3 欧洲核子研究中心于 2008 年 9 月启动了大型强子对撞机 如图 甲 所示 将一束 质子流注入长 27 km 的对撞机隧道 使其加速后相撞 创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之 一秒时的状态相类似的条件 为研究宇宙起源和各种基本粒子特性提供强有力的手段 设 n个金属圆筒沿轴线排成一串 各筒相间地连到正负极周期性变化的电源上 图 乙 所示 为其简化示意图 质子束以一定的初速度v0沿轴线射入圆筒实现加速 则 A 质子在每个圆筒内都做加速运动 B 质子只在圆筒间的缝隙处做加速运动 C 质子穿过每个圆筒时 电源的正负极要改变 2 D 每个筒长度都是相等的 解析 由于同一个金属筒所在处的电势相同 内部无场强 故质子在筒内必做匀速直 线运动 而前后两筒间有电势差 故质子每次穿越缝隙时将被电场加速 则 B 对 A 错 质 子要持续加速 下一个金属筒的电势要低 所以电源正负极要改变 故 C 项对 质子速度 增加 而电源正 负极改变时间一定 则沿质子运动方向 金属筒的长度要越来越长 故 D 项错 答案 BC 4 2012 高考广东理综 图是某种静电矿料分选器的原理示意图 带电矿粉经漏斗落 入水平匀强电场后 分别落在收集板中央的两侧 对矿粉分离的过程 下列表述正确的有 A 带正电的矿粉落在右侧B 电场力对矿粉做正功 C 带负电的矿粉电势能变大D 带正电的矿粉电势能变小 解析 由题知有水平向左的匀强电场 带正电的矿粉受水平向左的电场力与自身重力 的合力 方向偏左下方 合力方向与速度方向不在同一条直线上 矿粉做曲线运动落在左 侧 A 错误 同理 带负电的矿粉落在右侧 由W qEd得电场力对正 负矿粉分别做正功 B 正确 再由WAB EpA EpB得 当W 0 时 Ep减小 C 错误 D 正确 答案 BD 5 有一束正离子 以相同速率从同一位置进入带电平行板电容器的匀强电场中 所有 离子运动轨迹一样 说明所有离子 A 具有相同的质量B 具有相同的电荷量 C 具有相同的比荷 即 D 属于同一元素同位素 q m 解析 根据y 2 由于轨迹相同 v0相同 则所有离子的比荷 一定相同 选 1 2 qU md x v0 q m 项 C 正确 答案 C 6 2013 武汉高二检测 如图所示的装置处在真空中 平行板电容器的上 下极板分 别与电源的负极和正极连接 电子从上极板边缘垂直电场方向射入匀强电场 且恰好从下 极板边缘飞出 现在使电子入射速度变为原来的两倍并仍从原入射处射入 若电子还从下 极板边缘飞出 则两极板的间距应变为原来的 A 2 倍 B 4 倍 3 C 0 5 倍 D 0 25 倍 解析 电子的偏转距离y d 即d2v 故入射速度v0变为原来的两倍 1 2 eU md l2 v2 02 0 eUl2 2m 两极板的间距d应变为原来的 C 选项正确 1 2 答案 C 二 非选择题 7 如图所示 一个电子 质量为m 电荷量为e 以初速度v0沿着匀强电场的电场线方 向飞入匀强电场 已知匀强电场的场强大小为E 不计重力 问 1 电子进入电场的最大距离 2 电子进入电场最大距离的一半时的动能 解析 1 设电子进入电场的最大距离为d 根据动能定理eEd mv 故d 1 22 0 mv2 0 2eE 2 设电子进入电场最大距离的一半时的动能为Ek 由动能定理得 eE Ek mv d 2 1 22 0 所以Ek mv eE mv 1 22 0 d 2 1 42 0 答案 1 2 mv mv2 0 2eE 1 42 0 8 一束电子流在经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行 板间的匀强电场 如图所示 若两板间距离d 1 0 cm 板长l 5 0 cm 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 解析 在加速电压一定时 偏转电压U 越大 电子在极板间的偏转距离就越大 当 偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出时 两板间的偏转电压即为题目要求的最大 电压 加速过程中 由动能定理有 eU mv 1 22 0 进入偏转电场 电子在平行于板面的方向上做匀速直线运动 l v0t 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动 加速度a F