20192020高中物理滬科版選修31配套訓(xùn)練25探究電子束在示波管中運(yùn)動(dòng)Word版含解析

2.5研究電子束在示波管中的運(yùn)動(dòng)一、選擇題（一）1.以下粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)過電壓為U的電場加快后,粒子速度最大的是()A.質(zhì)子

B.氘核C.α粒子

D.鈉離子

Na+分析:由qU=

得v0=

,比荷越大的粒子

,獲取的速度越大

,質(zhì)子的比荷最大

,選項(xiàng)

A正確。答案:A2.如下圖

,質(zhì)子

H)和α粒子

He)以同樣的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場

(粒子不計(jì)重力

),則這兩個(gè)粒子射出電場時(shí)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=,可知,y與q成正比,選項(xiàng)B正確。=答案:B3.如下圖是一個(gè)示波管工作的原理圖,電子經(jīng)過加快后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,走開電場時(shí)偏轉(zhuǎn)量是h,兩平行板間距離為d,電勢差為U,板長為l,每單位電壓惹起的偏移量()叫示波管的敏捷度。若要提升其敏捷度,可采納以下哪一種方法()增大兩極板間的電壓B.盡可能使板長l做得短些C.盡可能使板間距離d減小些D.使電子入射速度v0大些分析:豎直方向上電子做勻加快運(yùn)動(dòng),有h=at2=,則有,可判斷選項(xiàng)C正確。答案:C4.(多項(xiàng)選擇)如下圖,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(shí),粒子恰巧能達(dá)到N板。假如要使這個(gè)帶電粒子抵達(dá)M、N板間距的后返回,以下舉措中能知足要求的是(不計(jì)帶電粒子的重力)()A.使初速度減為本來的B.使M、N間電壓加倍C.使M、N間電壓提升到本來的4倍D.使初速度和M、N間電壓都減為本來的分析:由題意知,帶電粒子在電場中做減速運(yùn)動(dòng),在粒子恰巧能抵達(dá)N板時(shí),由動(dòng)能定理可得-qU=-要使粒子抵達(dá)兩極板中間后返回,設(shè)此時(shí)兩極板間電壓為U1,粒子的初速度為v1,則由動(dòng)能定理可得-q=-聯(lián)立雙方程得可見,選項(xiàng)B、D均切合等式的要求。答案:BD5.如下圖,質(zhì)量同樣的兩個(gè)帶電粒子P、Q以同樣的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(jì)),則從開始射入到打到上板的過程中()A.它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tQ>tPB.它們運(yùn)動(dòng)的加快度aQ<aPC.它們的電荷量之比qP∶qQ=1∶2D.它們的動(dòng)能增添量之比EkP∶EkQ=1∶2分析:設(shè)P、Q兩粒子的初速度是v0,加快度分別是P和aQa,粒子P到上極板的距離是,它們類平拋的水平距離為l。則對(duì)P,由l=v0tP,aP,獲取aP=,同理對(duì)Q,l=v0tQ,h=aQ,獲取aQ=。同時(shí)可見tPQQPPQ,可見,qP∶qQ=t,a=2a,而a=,a==1∶2。由動(dòng)能定理,它們的動(dòng)能增添量之比EkP∶EkQ=maP∶maQh=1∶4。答案:C6.平行板間有圖甲的周期性變化的電壓。重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央,從t=0時(shí)刻開始將其開釋,運(yùn)動(dòng)過程中無碰板狀況。在圖乙的圖像中,能正確立性描繪粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖像的是()甲乙分析:0~時(shí)間內(nèi)粒子做初速度為零的勻加快直線運(yùn)動(dòng),~T時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由對(duì)稱性可知,在T時(shí)刻速度減為零。今后周期性重復(fù),應(yīng)選項(xiàng)A正確。答案:A7.(多項(xiàng)選擇)一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球以初速度v0水平拋出,在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi),存在著若干個(gè)如下圖的無電場區(qū)和有理想上下界限的勻強(qiáng)電場區(qū),兩地區(qū)互相間隔、豎直高度相等,電場區(qū)水平方向無窮長,已知每一電場區(qū)的電場強(qiáng)度大小相等、方向均豎直向上,不計(jì)空氣阻力,以下說法中正確的選項(xiàng)是()小球在水平方向向來做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.若電場強(qiáng)度大小等于,則小球經(jīng)過每一電場區(qū)的時(shí)間均同樣C.若電場強(qiáng)度大小等于,小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時(shí)間均同樣D.不論電場強(qiáng)度大小怎樣,小球經(jīng)過全部無電場區(qū)的時(shí)間均同樣分析:不論在豎直方向上怎樣運(yùn)動(dòng),小球在水平方向上不受力,做勻速直線運(yùn)動(dòng);假如電場強(qiáng)度等于,則小球在經(jīng)過每一個(gè)電場區(qū)時(shí)在豎直方向上都做勻速直線運(yùn)動(dòng),可是在無電場區(qū)是做加快運(yùn)動(dòng),因此進(jìn)入每一個(gè)電場區(qū)時(shí)在豎直方向上的速度漸漸增添,經(jīng)過時(shí)間漸漸變短;假如電場強(qiáng)度的大小等于,小球經(jīng)過第一電場區(qū)時(shí)在豎直方向上做減速運(yùn)動(dòng),抵達(dá)第一電場區(qū)的底邊時(shí)豎直方向上的速度恰巧為零,這樣來去,經(jīng)過每個(gè)電場地區(qū)的時(shí)間都相等。答案:AC二、非選擇題（一）8.如下圖,帶負(fù)電的小球靜止在水平擱置的平行板電容器兩板間,距下板0.8cm,兩板間的電勢差為300V,假如兩板間電勢差減小到60V,則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長時(shí)間?分析:取帶電小球?yàn)檠芯繉?duì)象,設(shè)其質(zhì)量為m、電荷量為q,帶電小球受重力mg和向上的靜電力qE的作用。C正確。當(dāng)U1=300V時(shí),小球均衡:mg=q當(dāng)U2=60V時(shí),重力大于靜電力,帶電小球向下板做勻加快直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得mg-q=ma又h=at2由以上各式化簡得t=-代入數(shù)據(jù)得t=4.5×10-2s。答案:4.5×10-2s三、選擇題（二）1.(2014·山東青島檢測)一平行板電容器的兩個(gè)極板水平擱置,兩極板間有一電荷量不變的小油滴,油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所遇到的空氣阻力的大小與其速率成正比。若兩極板間的電壓為零,經(jīng)一段時(shí)間后,油滴以速率v勻速降落;若兩極板間的電壓為U,經(jīng)一段時(shí)間后,油滴以速度v勻速上漲;若兩極板間的電壓為-U,油滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小、方向?qū)⑹?)A.2v、向下B.2v、向上C.3v、向下D.3v、向上分析:當(dāng)兩極板間的電壓為零時(shí),油滴能夠速率v勻速降落,有mg=kv(kv為油滴所遇到的空氣阻力);當(dāng)兩極板間的電壓為U時(shí),油滴能夠速率v勻速上漲,有F電=mg+kv(F電為油滴在極板間所遇到的電場力,方向豎直向上),因此F電=2mg;當(dāng)兩極板間的電壓為-U時(shí),油滴在極板間所遇到的電場力方向豎直向下,油滴要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng),則有mg+F電=kv',綜合以上剖析:v'=3v,方向豎直向下。應(yīng)選項(xiàng)答案:C2.(多項(xiàng)選擇)(2014·寧遼陽期中檢測遼)如下圖,A板發(fā)出的電子經(jīng)加快后,水平射入水平擱置的兩平行金屬板間,金屬板間所加的電壓為U,電子最后打在光屏P上,對(duì)于電子的運(yùn)動(dòng),則下列說法中正確的選項(xiàng)是()A.滑片向右挪動(dòng)時(shí),其余不變,則電子打在熒光屏上的地點(diǎn)上漲B.滑片向左挪動(dòng)時(shí),其余不變,則電子打在熒光屏上的地點(diǎn)上漲C.電壓U增大時(shí),其余不變,則電子打在熒光屏上的速度大小不變D.電壓U增大時(shí),其余不變,則電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時(shí)間不變分析:加快電壓U1,粒子經(jīng)加快電場:qU1=mv2,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后:y=,因此y=。滑片向右挪動(dòng)時(shí),加快電壓減小,y變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;滑片向左挪動(dòng)時(shí),加快電壓增大,y變小,選項(xiàng)B正確;電壓U增大時(shí),在偏轉(zhuǎn)電場偏移距離增大,末速度增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;但不影響水平方向的運(yùn)動(dòng),故打在屏上的時(shí)間不變,選項(xiàng)D正確。應(yīng)選B、D。答案:BD3.(多項(xiàng)選擇)(2014河·北正按期中檢測)一帶電粒子從兩平行金屬板左邊中央平行于極板飛入勻強(qiáng)電場,且恰能從右邊極板邊沿飛出,若粒子初動(dòng)能增大一倍,要使它仍從右邊邊沿飛出,則應(yīng)()A.將極板長度變成本來的2倍B.將極板長度變成本來的倍C.將極板電壓變成本來的2倍D.將極板電壓減為本來的一半分析:粒子在沿板方向勻速運(yùn)動(dòng)L=vt,垂直于板方向勻加快運(yùn)動(dòng)y=t2=,要保持偏轉(zhuǎn)位移不變,則只有選項(xiàng)B、C能夠。應(yīng)選B、C。答案:BC4.(2014·陜西寶雞檢測)如下圖,質(zhì)量為m,電荷量為q的粒子,以初速度v0,從A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場中,粒子經(jīng)過電場中B點(diǎn)時(shí),速率vB=2v0,方向與電場的方向一致,則A、B兩點(diǎn)的電勢差為()A.B.C.D.分析:在豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)2gh=①電場力做正功、重力做負(fù)功使粒子的動(dòng)能由變成2m,則依據(jù)動(dòng)能定理有Uq-mgh=2m②方程①②聯(lián)立解得A、B兩點(diǎn)間的電勢差為,應(yīng)選C。答案:C四、非選擇題（二）5.(2014·四川成都檢測)如下圖,長L=0.4m的兩平行金屬板A、B豎直擱置,相距d=0.02m,兩板間接入182V的恒定電壓且B板接正極。一質(zhì)量m=9.1×10-31kg,所帶電荷量-197e=1.6×10C的電子,以v0=4×10m/s的速度緊靠A板向上射入電場中,不計(jì)電子的重力。問:電子可否射出電場?若能,計(jì)算電