2019-2020学年人教版选修3-11.9带电粒子在电场中的运动作业

1.9带电粒子在电场中的运动作业1．如图所示，在匀强电场E中，一带电粒子(不计重力)－q的初速度v恰与电场线方向相0q在开始运动后，将同，则带电粒子－()A．沿电场线方向做匀加速直线运动B．沿电场线方向做变加速直线运动C．沿电场线方向做匀减速直线运动D．偏离电场线方向做曲线运动答案C解析在匀强电场E中，带电粒子所受静电力为恒力．带电粒子受到与运动方向相反的恒定的电场力作用，产生与运动方向相反的恒定的加速度，因此，带电粒子－q在开始运动后，将沿电场线做匀减速直线运动．2．如图所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m(不q的粒子，以速度v通过等势面M射入两等势面之间，则该粒子计重力)、电荷量为－0穿过等势面N的速度应是()A.2qU/mB．v0＋2qU/mC.v＋2qU/m20D.v－2qU/m20答案C1212解析qU＝mv－mv，v＝v＋2qU/m，选C.202203．如图所示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()答案C4．如图所示，电子经过加速后以速度d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量敏度．若要提高其灵敏度，可采用下列方法中的()v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量为h，两平行板间距离为(h/U)叫示波器的灵A．增大两极板间的电压B．尽可能使板长l做得短些C．尽可能使板间距离d减小些D．使电子入射速度v大些0答案C解析因为h＝12at(a＝，t＝vl)，所以＝qUl2＝2mdvqUmdhU2mdv20ql2.要使灵敏度大些，选项中合2200乎要求的只有C.5．如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重()b的电荷量a的质量b的比荷a的比荷行板间的匀强电场后，力，则A．a的电B．b的质量一C．a的比荷一荷量一定大于定大于定大于D．b的比荷一定大于答案C1qEx解析粒子在电场中做类平抛运动，h＝2mv得：x＝v0()22qEmh.由v02hma＜vEq00a2hmq得＞qb.bammEqbab6．如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U时，带1电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U时，带电粒子沿②轨迹落到B板2中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()A．U1∶U2＝1∶8C．U1∶U2＝1∶2答案A1B．U1∶U2＝1∶4D．U1∶U2＝1∶11Uql2＝··得：v2md2解析由y＝at220U＝2mvdy2y，所以U∝l，可知A项正确．0ql227．如图所示，一束不同的带正电的粒子(不计重力)，垂直电场线进入偏转电场，若使它们()经过电场区域时偏转距离y和偏转角θ都相同，应满足A．具有相同的动能B．具有相同的速度qC．具有相同的mD．先经同一电场加速，然后再进入偏转电场答案D解析带电粒子进入偏转电场的过程中，其偏转距离为：U2qy＝12at＝1dl＝，Uql2222v2m2dmv200U2qdlv·vvmU2qldm偏转角θ满足tanθ＝⊥＝0＝.vv2000q由此知，若动能相等，q不同，则不能满足要求，A错误；若速度相同，不同，则不mq能满足要求，B错误；同样地，若相同，v0不同也不能满足要求，C错误；若经过相m12UlUl2同电场加速，满足qU1＝mv，则y＝，tanθ＝，y、tanθ均与v0、Ek、q、m20222dU14dU1无关，D正确．8．真空中的某装置如图所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，A板从静止开始被加速电场加速后α粒子的质量之1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断中正确的是()C、D之间有偏转电场，M为荧光屏．今有质子、氘核和α粒子均由垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上．已知质子、氘核和比为A．三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同B．三种粒子打到荧光屏上的位置相同C．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2D．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶4答案BBMm，从B至M用时t＝，得t∝，所以t1∶t2∶t3＝vq12解析粒子加速过程qU1＝mv21∶2∶2，选项A错误．偏转位移y＝qUL()2＝UL，所以三种粒子打到荧光屏上的222v2md4dU1位置相同，选项B正确．因W＝qEy，得W1∶W2∶W3＝q1∶q2∶q3＝1∶1∶2，选项C、D错误．9．如图所示的示波管，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的O点，其中x轴与XX′电场的场强x轴正方向垂直于纸面向里，y轴与YY′电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上)．若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限，则()方向重合，A．X、Y极接电的正极，B．X、Y′极接电的正极，X′、Y接电的负极C．X′、Y极接电的正极，X、Y′接电的负极D．X′、Y′极接电的正极，X、Y接电的负极答案DX′、Y′接电的负极解析若要使电子打在题图所示坐标系的第Ⅲ象限，电子在x轴上向负方向偏转，则应使X′接正极，X接负极；电子在y轴上也向负方向偏转，则应使Y′接正极，Y接负极，所以选项D正确．10．一个初动能为Ek的带电粒子以速度v垂直电场线方向飞入两块平行金属板间，飞出时动能为3Ek.如果这个带电粒子的初速度增加到原的2倍，不计重力，那么该粒子飞出时动能为()A．4EkB．4.5EkC．6EkD．9.5Ek答案B解析带电粒子做类平抛运动，平行于极板方向的速度增加到原的2倍，带电粒子通过电场的时间变为原的12，沿电场方向的位移变为原的14，电场力做功变为原的14.14′qE·y′由动能定理得ΔE＝＝yqEk原速飞过时由动能定理有ΔEk＝3Ek－Ek＝qEy而ΔE＝末′－4Ek解得Ek末′＝4.5Ek.′Ekk11．如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，带电小球以速度v0水平射入电场，且沿下板边缘飞出．若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相则带电小球()同的速度v0从原处飞入，A．将打在下板中央B．仍沿原轨迹由下板边缘飞出C．不发生偏转，沿直线运动D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央答案BDUQ解析将电容器上板或下板移动一小段距离，电容器带电荷量不变，由公式E＝＝dCd＝4kπQS可知，电容器产生的场强不变，以相同速度入射的小球仍将沿原轨迹运动．当εr上板不动，下板向上移动时，小球可能打在下板的中央．12．两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是匀强电场．一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心．已知质子电荷量为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，(1)极板间的电场强度E的大小；(2)α粒子在极板间运动的加速度a的大小；(3)α粒子的初速度v0的大小．求答案(1)UdeUReUm(2)2md(3)2d解析(1)极板间场强E＝Ud(2)α粒子电荷为2e，质量为4m，所受电场力F＝2eE＝2eUdFeUα粒子在极板间运动的加速度a＝4m＝2dm(3)由d＝12at2，得t＝2dmRR，v0＝＝t2deUma＝2deU13．一束电子从静止开始经加速电压U1加速后，以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间，如图所示，金属板长为l，两板距离为d，竖直放置的荧光屏距金属板右端为L.若在两金属板间加直流电压U2时，光点偏离中线打在荧光屏上的P点，求OP.Ull答案12Ud(2＋L)2解析电子经U1的