20192020學(xué)年高中物理第一章靜電場9帶電粒子在電場中運(yùn)動練習(xí)含解析新人教選修31

20192020學(xué)年高中物理第一章靜電場9帶電粒子在電場中的運(yùn)動練習(xí)含分析新人教版選修3120192020學(xué)年高中物理第一章靜電場9帶電粒子在電場中的運(yùn)動練習(xí)含分析新人教版選修3120192020學(xué)年高中物理第一章靜電場9帶電粒子在電場中的運(yùn)動練習(xí)含分析新人教版選修319帶電粒子在電場中的運(yùn)動課后篇堅(jiān)固提高基礎(chǔ)堅(jiān)固1.一電子以初速度v0沿垂直電場強(qiáng)度方向射入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中,現(xiàn)減小兩板間的電壓,則電子穿越兩平行金屬板所需的時間()A.隨電壓的減小而減少B.隨電壓的減小而增添C.與電壓沒關(guān)D.隨兩板間距離的增大而減少答案C2.(多項(xiàng)選擇)示波管是示波器的核心零件,它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏構(gòu)成,以以下圖。假如在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑,那么示波管中的()A.極板X應(yīng)帶正電B.極板X'應(yīng)帶正電C.極板Y應(yīng)帶正電D.極板Y'應(yīng)帶正電分析由熒光屏上亮斑的地點(diǎn)可知,電子在XX'偏轉(zhuǎn)電場中向X極板方向偏轉(zhuǎn),故極板X帶正電,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯誤;電子在YY'偏轉(zhuǎn)電場中向Y極板方向偏轉(zhuǎn),故極板Y帶正電,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯誤。答案AC3.(多項(xiàng)選擇)示波管中電子槍的原理表示圖以以下圖,示波管內(nèi)被抽成真空。A為發(fā)射電子的陰極,K為接在高電勢點(diǎn)的加快陽極,A、K間電壓為U,電子走開陰極時的速度能夠忽視,電子經(jīng)加快后從K的小孔中射出時的速度大小為v。下邊的說法正確的選項(xiàng)是()A.假如A、K間距離減半而電壓仍為U,則電子走開K時的速度仍為vB.假如A、K間距離減半而電壓仍為U,則電子走開K時的速度變成C.假如A、K間距離不變而電壓減半,則電子走開K時的速度變成vD.假如A、K間距離不變而電壓減半,則電子走開K時的速度變成分析電子在兩個電極間的加快電場中進(jìn)行加快,由動能定理eU=mv2-0得v=,當(dāng)電壓不變,A、K間距離變化時,不影響電子的速度,故A正確;電壓減半,則電子走開K時的速度為v,C正確。答案AC4.以以下圖,質(zhì)子H)和α粒子He)以同樣的初動能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(粒子不計重力),則這兩個粒子射出電場時的側(cè)位移y之比為()A.1∶1B.1∶2C.2∶1D.1∶4分析由y=和Ek0=得y=,y與q成正比,選項(xiàng)B正確。答案B5.帶電粒子經(jīng)加快電場由靜止加快后垂直進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場,要使它走開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角增大,可采納的方法有()A.增添帶電粒子的電荷量B.增添帶電粒子的質(zhì)量C.增大加快電壓D.增大偏轉(zhuǎn)電壓分析同一加快電場、同一偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)角的正切為tanθ=,U2為偏轉(zhuǎn)電壓,U1為加快電壓,l為偏轉(zhuǎn)電場在粒子入射方向的長度,d為偏轉(zhuǎn)電場在垂直粒子入射方向的寬度,選項(xiàng)D正確。答案D6.以以下圖,有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入勻強(qiáng)電場,當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U1時,帶電粒子沿①軌跡從兩板正中間飛出;當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U2時,帶電粒子沿②軌跡落到B板中間;設(shè)粒子兩次射入電場的水平速率同樣,則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為()A.U1∶U2=1∶8B.U1∶U2=1∶4C.U1∶U2=1∶2D.U1∶U2=1∶1分析設(shè)偏轉(zhuǎn)電極板長為l,板間距離為d,當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U1時,,當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U2時,d=,解得U1∶U2=1∶8。答案A7.(多項(xiàng)選擇)以以下圖,平行板電容器的兩個極板與水平川面成一角度,兩極板與向來流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線經(jīng)過電容器,則在此過程中,該粒子()A.所受重力與靜電力均衡B.電勢能漸漸增添C.動能漸漸增添D.做勻變速直線運(yùn)動分析粒子做直線運(yùn)動,其重力和靜電力的協(xié)力應(yīng)與速度共線,以以下圖。重力與靜電力不共線,不能夠能均衡,選項(xiàng)A錯誤;粒子運(yùn)動過程中靜電力做負(fù)功,因此電勢能增添,選項(xiàng)B正確;協(xié)力做負(fù)功,動能減小,選項(xiàng)C錯誤;電容器的極板與直流電源相連,即其電壓、板間的電場強(qiáng)度不變,則靜電力不變,協(xié)力恒定,因此粒子做勻變速直線運(yùn)動,選項(xiàng)D正確。答案BD8.兩個半徑均為R的圓形平板電極,平行正對擱置,相距為d,極板間的電勢差為U,板間電場能夠以為是勻強(qiáng)電場。一個α粒子從正極板邊沿以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間,抵達(dá)負(fù)極板時恰巧落在極板中心。已知質(zhì)子電荷量為e,質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m,忽視重力和空氣阻力的影響,求:(1)極板間的電場強(qiáng)度E。(2)α粒子在極板間運(yùn)動的加快度a。(3)α粒子的初速度v0。分析(1)極板間電場強(qiáng)度E=(2)α粒子電荷量為2e,質(zhì)量為4m,所受電場力F=2eE=,α粒子在極板間運(yùn)動的加快度a=。(3)由d=at2,得t==2d,v0=。答案(1)(2)(3)能力提高1.以以下圖,一充電后的平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)。在正極板周邊有一質(zhì)量為M、電荷量為q(q>0)的粒子;在負(fù)極板周邊有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子。在電場力的作用下,兩粒子同時從靜止開始運(yùn)動。已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距的平面。若兩粒子間互相作使勁可忽視,不計重力,則M∶m為()A.3∶2B.2∶1C.5∶2D.3∶1分析粒子僅在電場力的作用下做初速度為零的勻加快直線運(yùn)動,正負(fù)粒子加快度分別為a1=,a2=,設(shè)兩粒子經(jīng)過同一平面的時間為t,則正粒子的位移a1t2=t2①,負(fù)粒子的位移a2t2=t2②。得M∶m=3∶2,選項(xiàng)A正確。答案A2.以以下圖,靜止的電子在加快電壓U1的作用下從O經(jīng)P板的小孔射出,又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場,在偏轉(zhuǎn)電壓U2的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離。現(xiàn)使U1加倍,要想使電子射出電場的地點(diǎn)不發(fā)生變化,應(yīng)當(dāng)()A.使U2變成本來的2倍B.使U2變成本來的4倍C.使U2變成本來的倍D.使U2變成本來的倍分析電子加快有qU1=,電子偏轉(zhuǎn)有y=2,聯(lián)立解得y=,選項(xiàng)A正確。答案A3.(多項(xiàng)選擇)以以下圖,M、N是真空中的兩塊平行金屬板。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以初速度v0由小孔進(jìn)入電場,當(dāng)M、N間電壓為U時,粒子恰巧能抵達(dá)N板。要使這個帶電粒子抵達(dá)M、N板中間地點(diǎn)后返回,以下舉措中能知足要求的是(不計帶電粒子的重力)()A.使初速度減小為本來的B.使M、N間電壓加倍C.使M、N間電壓提高到本來的4倍D.使初速度和M、N間電壓都減小為本來的分析由題意知,帶電粒子在電場中做減速運(yùn)動,由動能定理可得-qU=-。要使粒子抵達(dá)兩極板中間地點(diǎn)后返回,設(shè)此時兩極板間電壓為U1,粒子的初速度為v1,則由動能定理可得-q=-,聯(lián)立兩式得。可見,選項(xiàng)B、D均符合要求。答案BD4.(多項(xiàng)選擇)以以下圖,質(zhì)量同樣的兩個帶電粒子P、Q以同樣的初速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場中,P從兩極板正中央射入,Q從下極板邊沿處射入,它們最后打在同一點(diǎn)(重力不計),則從開始射入至打到上極板的過程中()A.它們運(yùn)動的時間tQ=tPB.它們的電勢能減少許之比ΔEP∶ΔEQ=1∶2C.它們所帶電荷量之比qP∶qQ=1∶2D.它們的動能增添量之比ΔEkP∶ΔEkQ=2∶1分析帶電粒子在垂直于電場方向上不受力,都做勻速運(yùn)動,位移相等,由x=v0t可知,運(yùn)動時間相等,即tQ=tP,故A正確;在平行于電場方向遇到靜電力,做初速度為零的勻加快直線運(yùn)動,依據(jù)位移公式有y=at2=t2,解得q=,因?yàn)閮蓭щ娏Ｗ釉谄叫杏陔妶龇较蛏系姆治灰浦葃P∶yQ=1∶2,因此它們所帶的電荷量之比qP∶qQ=yP∶yQ=1∶2,故C正確;電勢能的減少許等于靜電力做的功,即ΔE=qEy,因?yàn)槠叫杏陔妶龇较虻姆治灰浦葃P∶yQ=1∶2,電荷量之比qP∶qQ=1∶2,因此電勢能減少許之比ΔEP∶ΔEQ=1∶4,故B錯誤;依據(jù)動能定理有qEy=ΔEk,而qP∶qQ=1∶2,yP∶yQ=1∶2,因此動能增添量之比ΔEkP∶ΔEkQ=1∶4,故D錯誤。答案AC5.以以下圖,有一電子(電荷量為e)經(jīng)電壓U0加快后,進(jìn)入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間。若電子從兩板正中間垂直電場方向射入,且正好能穿過電場,求:(1)金屬板AB的長度。(2)電子穿出電場時的動能。分析(1)設(shè)電子飛離加快電場時速度為v0,由動能定理得eU0=①設(shè)金屬板AB的長度為l,電子偏轉(zhuǎn)時間t=②電子在偏轉(zhuǎn)電場中產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)加快度a=③電子在電場中偏轉(zhuǎn)y=d=at2④由①②③④得l=d。(2)設(shè)電子穿過電場時的動能為Ek,依據(jù)動能定理得Ek=eU0+e·=e。答案(1)d(2)e6.右圖為一真空示波管的表示圖,電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽視不計),經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加快,從A板中心孔沿中心線KO射出,此后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場),電子進(jìn)入M、N間電場時的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點(diǎn)。已知M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長為L,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計電子遇到的重力及它們之間的互相作使勁。(1)求電子穿過A板時速度的大小。(2)求電子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時的偏移量。(3)若要電子打在熒光屏上P點(diǎn)的上方,可采納哪些舉措?分析(1)設(shè)電