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_第1页
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文档简介

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

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