高中物理人教版选修3-1第一章第9节带电粒子在电场中的运动同步练习2

1、图1ba=600的固定光滑绝缘斜面顶端,整个装置放在水平方向、大小为的匀强电场，如图3所示，斜面高为H，释放物第9节带电粒子在电场中的运动(满分100分，60分钟完成)班级姓名目的要求：1.掌握带电粒子在匀强电场中加速和偏转的规律；2能综合运用力学和电学的知识分析、解决带电粒子在电场中的加速和偏转问题。第I卷(选择题共48分)一、选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得6分，对而不全得3分。选错或不选的得0分。121让质子iH和氘核iH的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后偏转角相同，这些粒子进入电场时必须具有相同的A

2、. 初速度B.动能C.动量D.质量2 .如图1所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从0经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离。现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该()A. 使U2加倍B. 使U2变为原来的4倍C. 使U2变为原来的、2倍1D. 使U2变为原来的-倍243. a、b、c三个a粒子2He由同一点垂直电场方向进入偏转电场，其轨迹如图2所示，其中b恰好飞出电场由此可以肯定()A. 在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上B. b和c同时飞离电场C. 进入电场时，c的速度最大，a的速度最小D. 动能的增量，c的最小，a和b的一样大

3、4. 质量为m的物块，带正电Q,开始时让它静止在倾角B.、；gH图3体后，物块落地的速度大小为()A.(23)gHC.2,2gH5. 如图4所示，电子在电势差为Ui的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两场平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行，整装置处于真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下列情况中，一定能使电子的偏转角0变大的是（）A. Ui变大，U2变大B. Ui变小，U2变大C. Ui变大，U2变小D. Ui变小，U2变小6. 如图5所示，从F处释放一个无初速的电子向述中哪些是正确的（设电源电压为U）B极方向运动，指出下列对电子运动的描（）/Q图6A.电场

4、中B.微粒在相等a点时的动能与电势能之和与在b点时的动能与电势能之和C.微粒在在b点时的电势能a点时的动能小于在b点时的动能，在a点时的电势能大于D.微粒在a点时的动能大于在b点时的动能，在a点时的电势能小于在b点时的电势A. 电子到达B板时的动能是eUB. 电子从B板到达C板动能变化量为零C. 电子到达D板时动能是3eVD. 电子在A板和D板之间做往复运动7. 如图6所示，在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电荷的点电荷Q。将一个质量为m带电荷为q的小金属块（金属块可以看成为质点）放在水平面上并由静止释放，金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动，则在金属块的整个过程中（）A. 电场

5、力对金属块做的功等于金属块增加的机械能B. 金属块的电势能先减小后增大C. 金属块的加速度一直减小D. 电场对金属块所做的功一定等于摩擦产生的热带负电微粒&如图7所示，为一有界匀强电场，场强方向为水平方向（虚线为电场线）以某一角度0从电场的a点斜向上方射入，沿直线运动到b点，则可知a点的电势低于b广芯电刘台匕冃匕第H卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共5小题，每小题5分，共25分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。_i69. 质量为2Xi0kg的带正电油滴，静止在水平放置的两块平行金属板之间，两板距离为3.2cm.两板间电压的最大可能值是V,从最大值开始三个逐渐减少

6、的数值是、。（g取10m/s2）10. 一质量为m,电量为q的带电粒子（不计重力），以平行于电场线的初速度V0射入匀强电场，经过ts时间，带电粒子具有的电势能与刚射入到电场时具有的电势能相同则此匀强电场的强度为，带电粒子在电场中所通过的路程为。11. 一个动能为Ek的带电粒子，垂直于电力线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2Ek,如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器时的动能变为。图812. 真空中有两平行金属板，如图8所示，两板间的电势差为U，两板间距离为d。设有一些带正电荷q、质量为m的粒子，以初速度1vo垂直进入匀强电场，设粒子穿过电场后刚好从距金属板-d处飞4

7、出，带电粒子离开偏转电场时的速度是。13. 一束质量为m、电量为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9所示，如果两极板间电压为U,两极板间的距离为d、djfvo板长为L,设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电ML汉势能的变化量为I粒力卫略下i图9三、计算题：本大题共2小题，计27分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。314. （12分）一初速为零的带电粒子经电压为U=4.0X10V的匀强电场加速后，获得5.0X103m/s的速度，粒子通过加速电场的时间t=1.0X10s,不计

8、重力的作用，则带电粒子的比荷为多大？匀强电场的场强为多大？粒子通过电场过程中的位移为多大？d,B板的正中有小孔C,AHC束V0Dm,图1015. （15分）如图10所示，水平上下放置的平行金属板A、B相距第9节带电粒子在电场中的运动参考答案在小孔C的正下方距C孔为h的D点处有质量为m，带电量为q（q>0）的微粒，以速度V0竖直向上飞出。要使粒子穿过小孔后能达到A板，试问A、B两板的电势差Uab应满足怎样的条件？、选择题:1.【答案】B【点拨】因tan0=-qUly,质子和氘核的带电量q相同，只要mv。2相同，或者说动能相同,mdv00就相同。2.【答案】A【点拨】要使电子轨迹不变，则应使

9、电子进入偏转电场后，任一水平位移x所对应的偏距y22保持不变。由y=1at2=丄.QU2-（）2=QU2X2禾廿qU1=mv02得y=2。可见22mdv°2mdv024Sd在x、y一一定时，6*U1o3 .【答案】ACD【点拨】因为在电场方向三个粒子的加速度相同，所以在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上，A正确，B错误；取任意相同的时间，a的位移最小，c的位移最大，C正确；在电场方向，a、b通过的距离相同，大于c通过的距离，D正确。4 【答案】C【点拨】根据物体的受力知，重力与电场力的合力方向与水平方向的夹角为300,合力大小为2mg，物体不会沿斜面下滑，而是沿着重力和电场力合力的

10、方向做匀加速直线运动，加速度为2g。物体从静止开始至地面移动的距离为2H,根据运动学关系可计算出落地速度，C正确。5 .【答案】B【点拨】电子经加速、偏转飞出电场时偏转角的正切计算公式为:tane二U2eldmvo2U2l2dUi定能使e变大的情况是U2变大、Ui变小，b正确。6 .【答案】ABD【点拨】电子从A到B电场力做正功eU,电子到达B板时的动能是eU,A正确；从B到C做匀速运动，电子从B板到达C板动能变化量为零，B正确；从C到D做减速运动，电场力做负功eU,在D板时速度减为零之后返回，在A、D板间做往复运动，C错误，D正确。7 .【答案】D【点拨】金属块由静止先加速，后减速，最后速度

11、为零。金属块的机械能先增大后减小，初末状态的机械能不变，A错误；电场力始终做正功，电势能始终减小，B错误；加速度先减小而后增大，C错误；由能量守恒可知，电场力对金属块做的功应等于摩擦而产生的热量，D正确。&【答案】D【点拨】因带电微粒从a点沿直线运动到b点，场强方向一定水平向右，故a点的电势一定高于b点的电势，A错误；微粒在电场中运动，动能、电势能、重力势能三种能量之和保持不变，因为微粒在a点的重力势能小于在b点的重力势能，B错误；又因为带电微粒从a点运动到b点，合外力做负功，故动能减小，即Eka>Ekb。从a到b,电场力做负功，故电势能增加，即E电a<E电b。C错误，DI

12、蔺：二、填空、实验题：9. 【答案】400；400V；200V；133.3Vq=ne,根据二力的平衡得:【点拨】由于带正电油滴的电荷量不知，但总是为mg=qE=qU_neUd一d所以:卜mgd2><106汇10汉3.210400en一1.6109n一n'2,3,4,10. 【答案】2mv0v0tqt2【点拨】根据题意，经ts时间，带电粒子具有的电势能与刚射入到电场时具有相同的电势能，这表明在t时间内电场力所做的功为零，也就是说经ts后带电粒子又回到原来的等势面上，由此确定带电粒子的运动是类竖直上抛运动。所以t=竺0，所以E=2mv°。aqEqtm在1时间内平均速度

13、v二巴0=Vo，所以？二土丄，得s=空。222222211. 【答案】4.25E【点拨】因为偏转距离为y二qUL22mdv,所以带电粒子的初速度变为原来的两倍时,偏转距离1变为-y。所以电场力做功只有W=0.25压，所以它飞出电容器时的动能变为4.25Ek。412. 【答案】嗣+另【点拨】根据动能定理得:qU-=-mvt2-mv02，得:d422vt=qU2m13.【答案】q2U2L22md2v02【点拨】带电粒子以平行于两极板的速度Vo进入匀强电场，在垂直极板方向做初速为零的匀加速直线运动，发生的侧移y=-at22qUL222dmv0。带电粒子从进入电场到飞出极板的过程中电场力做的功为:222qUL22，2md2v°所以带电粒子的电势能减少q2U2L22md2v02二、计算题：3414.【答案】3.125X10C/kg；1.6X10V/m;0.25m。1【解析】由动能定理得：qU=1mv222解得：=3.125X103C/kgm2U由动量定理得：qEt=mv由运动学关系得，粒子通过电场过程中的位移:vs=vtt=0.25m。15.【答案】11UabWmv0-mg(dh)解得：E皿=1.6