内蒙古高三物理 单元知识点测试《带电粒子在电场中的运动》

内蒙古新人教版物理高三单元测试47：《带电粒子在电场中的运动》学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题共45分）评卷人得分一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中。有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）1.如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为1×10－2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点移到B点，动能损失了0.1J，若A点电势为－10V，则()A．B点电势不为零B．B点电势为－20VC．电荷运动轨迹可能是图中曲线2D．电荷运动轨迹可能是图中曲线12.一带电油滴在匀强电场中的运动轨迹如右图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从运动到的过程中，能量变化情况为（）A．动能减小B．电势能增加C．动能和电势能之和减少D．重力势能和电势能之和增加3.一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图4所示，径迹上的每小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小，带电荷量不变，从图中情况可以确定（）图4图4A.粒子从ａ运动到ｂ，带正电。B．粒子从ｂ运动到ａ，带正电。C．粒子从ａ运动到ｂ，带负电。Ｄ．粒子从ｂ运动到ａ，带负电。4.如图所示，内壁光滑的绝缘材料制成的圆轨道固定在倾角为θ的斜面上，与斜面的交点是A，直径AB垂直于斜面，直径CD和MN分别在水平和竖直方向上．整个装置处在与圆轨道面平行的水平向右的匀强电场中．一质量为m、带电荷量为q的小球(可视为点电荷)刚好能静止于圆轨道内的A点．现给在A点的该小球一沿圆切线方向的初速度，使其恰能沿圆轨道完成圆周运动．下列对该小球运动过程的分析中，错误的是（）A．小球一定带负电B．小球运动到B点时动能最小C．小球运动到M点时动能最小D．小球运动到D点时机械能最小5.如图所示，两平行金属板问有一匀强电场，板长为,板间距离为d，在板右端处有一竖直放置的光屏M。一带电量为q、质量为m的质点从两极中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是A.板间电场强度大小为mg/qB.板间电场强度人小为2mg/qC.质点在板间运动的时间跟它从板的右端运动到光屏的时间相等D.质点在板间运动的时间大于它从板的右端运动到光屏的时间6.如图所示，同心圆表示某点电荷Q所激发的电场的等势面，已知、两点在同一等势面上，、两点在另一等势面上.甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一点射入电场，在电场中沿不同的轨迹曲线、曲线运动，不计重力.则下列说法中正确的是A.两粒子所带的电荷电性不同B.甲粒子经过点的速度大于乙粒子经过点时的速度C.两粒子的电势能都是先减小后增大D.经过点时，两粒子的动能一定相等7.如图所示，MN是一正点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带负电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。下列结论正确的是 A．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小 B．正点电荷一定位于M点左侧 C．带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能 D．带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度8.如图所示为圆柱形区域的横截面，内有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向射入时，穿过此区域的时间为t，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角，如图所示，根据上述条件可求下列物理量中的 A．带电粒子的荷质比 B．带电粒子的初速度 C．带电粒子在磁场中运动的周期 D．带电粒子在磁场中运动的半径9.如图中的虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子（重力不计），以不同的速率方向，从A点飞入电场后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹可以断定A．两粒子的电性一定不同B．粒子1的动能先减小后增大C．粒子2的电势能先增大后减小D．经过B、C两点两粒子的速率可能相等10.一个质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v0水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔、竖直高度相等，电场区水平方向无限长，已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直向上，不计空气阻力，下列说法正确的是A．若场强大小等于，则小球经过每一电场区的时间均相同B．若场强大小等于，则小球经过每一电场区都做直线运动C．若场强大小等于，则小球经过每一无电场区的时间均相同D．无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相同vv0第一无电场区第一电场区第二无电场区第二电场区11.如图所示，实线为点电荷形成电场中的三条电场线，某一带电粒子运动轨迹如图虚线所示。则下面判断正确的是A．该带电粒子带负电 B．a点的电场强度比b点的大C．a点的电势比b点的高 D．该粒子在b点的电势能比在a点大12.如图所示，长为L、倾角为θ的光滑斜面处于水平向右的匀强电场中。一电荷量为＋q、质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的M点沿斜面向上滑，到达斜面底端N的速度仍为v0，则 A．小球在N点的电势能小于在M点的电势能 B．M、N两点的电势差为mgL/q C．电场强度等于mgtanθ/q D．小球不一定是做匀速直线运动MMNCEv0θ13.如图所示，一个质量为m、带电量为q的物体处于场强按E=E0—kt（E0、k均为大于零的常数，取水平向左为正方向）变化的电场中，物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，当t=0时刻物体处于静止状态。若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是A．物体开始运动后加速度先增加、后保持不变B．物体开始运动后加速度不断增加C．经过时间，物体在竖直墙壁上的位移达最大值D．经过时间，物体运动速度达最大值14.静电喷漆技术具有效率高、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。A、B为有一定间距的两块平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小相同且带负电的油漆微粒，假设油漆微粒的质量、电荷量大小均相等，微粒的重力和所受空气阻力均不计，油漆微粒最后都能落在金属板B上．对油漆微粒，下列说法正确的是A．落在B板上的微粒所形成的图形是圆形B．所有微粒到达B板前的瞬间速度大小相等C．电场力对每个微粒所做的功相同D．所有微粒到达B板所需的时间相同15.如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是A．U1不变、U2变大 B．U1变小、U2不变C．U1不变、U2变小 D．U1变大、U2变小第II卷（非选择题）（非选择题共55分）评卷人得分二、填空题（本题共3小题，每小题6分，共18分）16.回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场，高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，使粒子每穿过窄缝都得到加速（尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始终不变），两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，磁场的磁感应强度为B，离子源置于D形盒的中心附近，若离子源射出粒子的电量为q，质量为m，最大回转半径为R，其运动轨道如图所示，则：（1）两盒所加交流电的频率为__________；（2）粒子离开回旋加速器时的动能为_________；（3）设两D形盒间电场的电势差为U，忽略粒子在电场中加速所用的时间，则粒子在回旋加速器中运动的总时间t为__________。17.如图所示，电子（质量m，电量e）经加速电场（电压为U1）后由中央进入偏转电场（电压为U2），然后从下极板的边缘飞出偏转电场，电子飞出电场时的动能为；已知偏转电场极板长度为L，板间距离为d，该电子在偏转电场运动的加速度大小是a=。18.如图，E发射的电子初速度为零，两电源的电压分别为45V、30V，A、B两板上有小孔Oa、Ob，则电子经过Oa、Ob孔以及到达C板时的动能分别是：EKA=，EKB=，EKC=。评卷人得分三、计算题（本题共4小题，共37分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，只写出最后答案的不能得分）19.如图xoy平面坐标系，x轴方向为水平方向，y轴方向为竖直方向，在第一象限内有竖直向下的匀强电场E，在第二象限内场强为E的匀强电场与x轴正方向成37°（sin37°=0.6,cos37°=0.8）,在处一带电荷量为q的带电小球由静止开始沿x轴正方向直线运动，然后进入第一象限。求：（1）带电小球第一次经过x轴时的位置坐标（2）带电小球第一次经过x轴是的动能20.如图所示，两平行金属板A、B水平放置，板长L1=8cm，板间距离d=8cm，板间电压U=300V。一质量，电量的带正电的粒子（重力不计），以初速度从两板中央垂直电场线飞入电场，粒子飞出平行板电场后，进入CD、EF间的无电场区域，已知两界面CD、EF相距为L2=12cm，粒子穿过界面EF后，又射入固定在中心线上O2处的点电荷Q形成的电场区域，且粒子在EF右侧运动过程中速率始终不变。求（1）粒子飞出平行板电场时的速度大小和方向？（2）粒子穿过界面EF时偏离中心线O1O2的距离?（3）点电荷Q的电量和电性？(静电力常数k=9×109Nm2/C2)vv0O1FEBAO2DCL1L221.如图所示，电路A、B两点分别接恒压电源的正、负极，滑动变阻器R的最大阻值为3R0，ab=bc=cd，伏特表的内阻Rv的阻值为2R0，水平放置的平行金属板长为L、极板间距为d，且d=，极板间电场均匀分布．现有一个质量为m、电量大小为q的粒子以大小为v0的初速度从下极板边缘飞入匀强电场，当滑片p处于a点时，粒子恰好从上极板边缘水平飞出，粒子重力不计．RR求（1）粒子的带电性质及v0与水平极板间的夹角θ；（2）恒压电源的电压U；（3）若保持v0大小不变但改变v0方向，使得带点粒子恰能沿极板中央轴线水平飞出，这时伏特表的读数多大？滑片p应处于哪个位置？22.如图19所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一个带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经过时间从p点射出。RRxPy0图19求：（1）电场强度的大小和方向。（2）、若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。画出运动轨迹。(3)、若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，速度分别为v和4v，求粒子4v的半径为v时的几倍？试卷答案1.D2.C3.B4.C5.BC6.AB7.（CD）8.（AC）9.（AB）10.（BC）11.（A）12.（AC）13.（BC）14.ABC15.AB16.（1）；（2）；（3）t。17.，18.45eV、45eV、15eV解析：由图示可知：A、B板带正电，且电势相等，电子在E、A之间被电场加速，由动能定理可得：－eUEA＝EKA－0而UEA＝－45V所以EKA＝45eV电子在A、B之间作匀速直线运动，所以EKB＝EKA＝45eV电子在B、C之间作减速运动，由动能定理可得：－eUBC＝EKC－EKB而UBC＝30V所以EKC＝EKB－eUBC＝15eV19.（1）设小球所受重力为G小球在第二象限内（1分）由动能定理得（2分）小球在第一象限内（2分）（1分）所以（1分）（2）（2分）所以（1分）20.21.见解析解：（1）粒子带正电（2分）分运动时间相等(2分)θ=45o(1分)（2）（2分）y=d，电压（1分）（3）y=，由分运动时