物理同步人教版选修3-1课时跟踪检测：(九)带电粒子在电场中的运动Word版含解析

1、课时跟踪检测（九）带电粒子在电场中的运动一、基础题熟1.多选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，如图所 示。如果在荧光屏上 P点出现亮斑，那么示波管中的 （）高中物理A .极板X应带正电C .极板Y应带正电B .极板X 应带正电D .极板Y应带正电解析：选AC 由题意可知，在 XX 方向上向X方向偏转，X带正电，A对B错；在YY方向上向Y方向偏转，Y带正电，C对D错。2 .如图所示，两平行金属板竖直放置，板上A、B两孔正好水平相对,板间电压为500 V。一个动能为400 eV的电子从A孔沿垂直金属板方向射入电场中，经过一段时间电子离开电场，若不考虑重力的影响，则电子离开

2、电场时的动能大小为500 VA. 900 eVB. 500 eVC. 400 eVD. - 100 eV解析：选C电子从A向B运动时，电场力对电子做负功，若当电子到达B点时，克服电场力所做的功W = qU= 500 eV400 eV ,因此电子不能到达 B点，电子向右做减速运动,在到达B之前速度变为零，然后反向运动，从 A点离开电场，在整个过程中，电场力做功 为零，由动能定理可知，电子离开电场时的动能：Ek = 400 eV,故C正确。3. 如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场和中O点自由释放后，分别抵达 B、C两点，若AB= BC,则它们带电荷量之比qi : q2等于（

3、）A. 1 : 2B . 2 : 1解析：选B 竖直方向有h = -gt ,水平方向有1=,联立可得q=普，所以有9 =2口2mEhq2C . 1 :2D. 2 ： 14. 一束正离子以相同的速率从同一位置，沿垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离 子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子（）A .都具有相同的质量B.都具有相同的电荷量C具有相同的荷质比D 都是同一元素的同位素解析：选C由偏转距离y=1qE 丄 22 m v o可知，若运动轨迹相同，则水平位移相同，偏转距离y也应相同，已知 E、I、v0是相同的，所以应有 卫相同。m5. 多选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

4、，如图所示。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（不计粒子重力）（）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解析：选BC 由题图可知，该粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力qEr= qE，r、E为定值，若q相等则1mv2定相等；若m相等，则速率v定相等,故B、C正确。6. 多选喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负

5、电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上。则微滴在极板间电场中（）信号输入V帶电宣A 向正极板偏转B.电势能逐渐增大C .运动轨迹是抛物线D .运动轨迹与带电量无关解析：选AC 由于微滴带负电，电场方向向下，因此微滴受到的电场力方向向上，微滴向正极板偏转， A项正确；偏转过程中电场力做正功，根据电场力做功与电势能变化的 关系，电势能减小，B项错误；微滴在垂直于电场方向做匀速直线运动，位移x= vt,沿电场反方向做初速度为零的匀加速直线运动，位移y= 1qUt2=- 2,此为抛物线方程，C2dm 2dm w/项正确；从式中可以看出，运动轨迹与带电荷量 q有关，D项错误。二、易错题B月7

6、. 个动能为 Ek的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2E“如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器的动能变为（ ）A. 8E kB . 5E kC . 4.25EkD . 4Ek解析：选C因为偏转距离为y= 2mdvv 2，带电粒子的初速度变为原来的两倍时，偏转距离变为y,所以静电力做功只有 W = 0.25Ek,而初动能变为 4Ek，故它飞出电容器时的动 4能变为4.25Ek。故正确选项为 C。8. （2017 苏高考）如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于 0、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到 P

7、点。现将C板向 右平移到P点，则由O点静止释放的电子（）A 运动到P点返回B.运动到P和P点之间返回C 运动到P点返回D .穿过P 点解析：选A 电子在A、B板间的电场中加速运动，在 B、C板间的电场中减速运动，设A、B板间的电压为 U , B、C板间的电场强度为 E , M、P两点间的距离为 d,则有eU eEd= 0,若将C板向右平移到P点，B、C两板所带电荷量不变， 由E = U = -Q=d CodsS可知，C板向右平移到 P时，B、C两板间的电场强度不变，由此可以判断，电子在 A、 B板间加速运动后，在 B、C板间减速运动，到达 P点时速度为零，然后返回， A项正确， B、C、D项错

8、误。三、能力题蜃通9. 多选如图所示，在正方形 ABCD区域内有平行于 AB边的匀强 电场，E、F、G、H是各边中点，其连线构成正方形，其中P点是EH的中点。一个带正电的粒子（不计重力）从F点沿FH方向射入电场后恰好* -从D点射出。下列说法正确的是 （）,:A 粒子的运动轨迹一定经过P点B.粒子的运动轨迹一定经过PE之间某点C .若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子会由E、D之间某点（不含E、D）射出正方形ABCD区域D 若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E点射出正方形 ABCD区域解析：选BD 粒子从F点沿FH方向射入电场后恰好从 D点射出，其轨迹是抛物线， 则过D点作速度的反向延

9、长线一定交于FH的中点，而延长线又经过 P点，所以粒子轨迹一定经过PE之间某点，选项 A错误，B正确；由平抛知识可知，当竖直位移一定时，水 平速度变为原来的一半，则水平位移也变为原来的一半，选项C错误，D正确。10. 多选如图所示，三个质量相同，带电荷量分别为+q、一 q和0的小液滴a、b、c,从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从_ k 十两板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中（ ）一 / ! +I I %/ I faA电场力对液滴a、b做的功相同a/ c； 4-/ ； +B.三者动能的增量相同，C .液滴a与液滴b电势能的变化量相等D .重力对c做的功最多解析：选AC 因为液滴

10、a、b的电荷量大小相等，则液滴所受的电场力大小相等，由静止释放，穿过两板的时间相等，则偏转位移大小相等，电场力做功相等，故A正确；电场力对a、b两液滴做功相等，重力做功相等，则动能的增量相等，对于c液滴，只有重力做功，小于a、b动能的增量，故 B错误；对于液滴 a和液滴b,电场力均做正功，电场力 所做的功等于电势能的变化量，故C正确；三者在穿过极板的过程中竖直方向的位移相等，三者质量相同，所以重力做功相等，故D错误。11. 一个质量为 m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度 vo进入匀强电场， 如图所示。如果两极板间电压为 U，两极板间的距离为 d、板长为L。设粒子束不会击中极 板，求粒

11、子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量。（粒子的重力忽略不计）解析：水平方向匀速，则运动时间 t=竖直方向加速，则偏移 y=如2且a =喙md则电场力做功由得y=W =qEy=qd 朋= d 2mdvo2 22md v o由功能原理得电势能减少了2md2v o2答案：电势能减少了2 2q2U2L212. 如图所示，A、B和C、D为两平行金属板，A、B两板间电势差为 U , C、D始终 和电源相接，测得其间的场强为 E。一质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)由静止 开始，经A、B加速后穿过C、D发生偏转，最后打在荧光屏上，已知 C、D极板长均为x, 荧光屏距C、D右端的距离为L，问：(1) 粒子离开 A、B加速电场时速度大小。(2) 粒子打在荧光屏上的位置距0点多远处。(3) 粒子打在荧光屏上时的动能为多大。解析：设粒子从A、B间射出时的速度为v，根据动能定理，则有qU = *mv2, v =。(2)设粒子离开偏转电场时偏离原来方向的角度为幅偏转距离为y,则在水平方向有 vx= v , x= vxt在竖直方向有 vy = at, y=