高考物理模型專練與解析模型21類平拋運(yùn)動(dòng)（帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)）（學(xué)生版）

21類平拋運(yùn)動(dòng)(帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn))1．AB板間存在豎直方向的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)沿垂直電場線方向射入三種比荷(電荷量與質(zhì)量的比)相同的帶電微粒(不計(jì)重力)a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其中b和c是從同一點(diǎn)射入的．不計(jì)空氣阻力，則可知粒子運(yùn)動(dòng)的全過程說法錯(cuò)誤的是()A．運(yùn)動(dòng)加速度∶aa=ab=acB．飛行時(shí)間∶tb=tc>taC．水平速度∶va>vb>vcD．電勢能的減少量∶ΔEc=ΔEb>ΔEa2．如圖所示，一帶電小球從A處豎直向上進(jìn)入一水平方向的勻強(qiáng)電場中，進(jìn)入電場時(shí)小球的動(dòng)能為EkA=4J，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B時(shí)小球的動(dòng)能為EkB=5J，小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)在同一水平面上的C點(diǎn)(圖中未畫出)時(shí)小球的動(dòng)能為EkC，則EkA：EkC為()A．l：l B．2：7 C．1：4 D．l：63．如圖所示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入水平向右的加速電場E1之后進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)電場E2發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上。整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么()A．偏轉(zhuǎn)電場E2對(duì)三種粒子的沖量一樣大B．三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大C．三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同D．三種粒子一定打到屏上的同一位置4．水平放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓，兩個(gè)質(zhì)量相等的電荷M和N同時(shí)分別從極板A的邊緣和兩極板的正中間沿水平方向進(jìn)入板間電場，兩電荷恰好在板間某點(diǎn)相遇，如圖所示。若不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用，則下列說法正確的是()A．兩電荷在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度相等B．電荷M的電荷量大于電荷N的電荷量C．從兩電荷進(jìn)入電場到兩電荷相遇，電場力對(duì)電荷M做的功等于電場力對(duì)電荷N做的功D．電荷M進(jìn)入電場的初速度大小與電荷N進(jìn)入電場的初速度大小一定相同5．如圖所示，在豎直放置的平行金屬板A、B之間加有恒定電壓U，A、B兩板的中央留有小孔O1、O2，在B板的右側(cè)有平行于極板的勻強(qiáng)電場E，電場范圍足夠大，感光板MN垂直于電場方向固定放置。第一次從小孔O1處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)子，第二次從小孔Ol處由靜止釋放一個(gè)α粒子，不計(jì)質(zhì)子與α粒子的重力。已知質(zhì)子和α粒子的電量比和質(zhì)量比分別為：qm：qα＝1：2、mm：mα＝1：4，關(guān)于這兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是()A．質(zhì)子和α粒子打到感光板上的位置相同B．質(zhì)子和α粒子在整個(gè)過程中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等C．質(zhì)子和α粒子打到感光板上時(shí)的動(dòng)能之比為2：1D．質(zhì)子和α粒子在O2處的速度大小之比為1：26．如圖所示，氕核()、氘核()、氚核()三種粒子從同一位置無初速度地飄入電場線水平向右的加速電場，之后進(jìn)入電場線豎直向下的勻強(qiáng)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上，整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么()A．偏轉(zhuǎn)電場對(duì)三種粒子做功一樣多B．三種粒子打到屏上時(shí)速度一樣大C．三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同D．三種粒子一定打到屏上的同一位置7．如圖所示，電子a、b和c，先后以大小不同的初速度，從同一位置沿垂直于電場的方向射入勻強(qiáng)電場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，不計(jì)電子的重力，則有()A．c電子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長B．a(chǎn)電子離開電場時(shí)的末速度最大C．c電子的動(dòng)量變化最大D．b電子在電場中的動(dòng)能的增量最大8．如圖所示，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場，板長為L，板間距離為d，在板右端L處有一豎直放置的光屏M，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從兩板中央射入板間，最后垂直在M屏上，則下列結(jié)論正確的是()A．板間電場強(qiáng)度大小為B．板間電場強(qiáng)度大小為C．質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等D．質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間9．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子(重力不計(jì))，從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)沿垂直場強(qiáng)方向射入，當(dāng)入射速度為v時(shí)，恰好穿過電場而不碰金屬板，要使粒子的入射速度變?yōu)?，仍能恰好穿過電場而不碰金屬板，保持其它量不變時(shí)，可行的辦法是()A．粒子的帶電量減少到原來的B．兩板間的電壓減小到原來的C．兩板間的距離增加到原來的4倍D．兩板間的距離增加到原來的2倍10．如圖所示，一電子槍發(fā)射出的電子(初速度很小，可視為零)進(jìn)入加速電場加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，射出后偏轉(zhuǎn)位移為Y，要使偏轉(zhuǎn)位移增大，下列哪些措施是可行的(不考慮電子射出時(shí)碰到偏轉(zhuǎn)電極板的情況)()A．將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子 B．增大加速電壓U0C．減小偏轉(zhuǎn)極板間距離 D．增大偏轉(zhuǎn)電壓U11．如圖所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同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從下極板邊緣處射入，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極板的過程中()A．它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tQ=tPB．它們所帶電荷量之比qP∶qQ=2∶1C．它們的電勢能減少量之比ΔEP∶ΔEQ=1∶2D．它們的動(dòng)能增量之比ΔEkP∶ΔEkQ=1∶412．示波器的示意圖如圖所示，金屬絲發(fā)射出來的電子加速后從兩金屬板的中央沿板平行方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，電子穿出偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上。若加速電壓U1=800V，偏轉(zhuǎn)極板長，板間距，不計(jì)電子的重力。求：(1)偏轉(zhuǎn)電壓U2為多大時(shí)，電子束的偏移量最大？(2)若偏轉(zhuǎn)板右端到熒光屏的距離L=20cm，求電子束最大的偏轉(zhuǎn)距離OP。13．噴墨打印機(jī)是將彩色液體油墨經(jīng)噴嘴變成細(xì)小微粒噴到印紙上打印技術(shù)，噴墨打印機(jī)因其技術(shù)成熟、使用成本低成為市場主流產(chǎn)品。某噴墨打印機(jī)的基本構(gòu)造如圖1所示，墨滴從發(fā)生器G射出并在充電室C中帶上負(fù)電荷，從計(jì)算機(jī)來的輸入信號(hào)控制每個(gè)墨滴所帶的電量，并和偏轉(zhuǎn)電場(勻強(qiáng)電場)一起控制墨滴落在紙上的位置。某同學(xué)將打印機(jī)的原理簡化為圖2。假設(shè)質(zhì)量為m、帶電量為-q的墨滴沿x軸正方向以速率v0從兩板正中央進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，墨滴經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場最終落到與x軸垂直的紙面上。已知偏轉(zhuǎn)電場的場強(qiáng)為E，兩極板的長度為L，剛好從上板邊緣射出，且末速度恰好與上板成30°角飛出。已知偏轉(zhuǎn)電場板間距離為l，不計(jì)墨滴重力，板與紙之間無電場。(1)求墨滴在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)末速度的大??；(2)求所加偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度大??；(3)若偏轉(zhuǎn)板的右端與紙之間的距離為s，求墨滴打到紙上位置到O＇(x軸與紙的交點(diǎn))的距離y。14．如圖所示，勻強(qiáng)電場方向沿x軸的正方向，電場強(qiáng)度為E0在A(，0)點(diǎn)有一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子，以沿y軸負(fù)方向的初速度開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間到達(dá)B(0，-)點(diǎn)(不計(jì)重力作用)。求：(1)粒子的初速度v0的大?。?2)當(dāng)粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，電場力對(duì)粒子做功的瞬時(shí)功率。15．一束質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)電場，如圖，如果兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為d，板長為L(該粒子束不會(huì)擊中極板)，求：(1)粒子在極板中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)粒子在電場方向發(fā)生的側(cè)移量；(3)粒子從進(jìn)入電場到飛出極板時(shí)電勢能的變化量(粒子的重力忽略不計(jì))。16．如圖所示，兩平行金屬板A、B長為L，兩極板間距離d，UAB=U(U＞0)，一電荷量q質(zhì)量為m的帶正電的粒子，沿電場中心線RD垂直電場線方向飛入電場，初速度v0，粒子飛出平行板電場后經(jīng)過界面MN后打在放置于中心線上的熒光屏PS上，界面MN和PS間的無電場，已知兩界面MN、PS相距為，不計(jì)粒子重力(靜電力常數(shù)為k)。(1)求粒子穿過界面MN時(shí)偏離中心線RD的距離多遠(yuǎn)；(2)到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)多遠(yuǎn)。17．如圖，電子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，立即射入偏轉(zhuǎn)勻強(qiáng)電場中，射入方向與偏轉(zhuǎn)電場的方向垂直，射入點(diǎn)為A，最終電子從B點(diǎn)離開偏轉(zhuǎn)電場。已知偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度大小為E，方向豎直向上(如圖所示)，電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，重力忽略不計(jì)。求：(1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v0；(2)若將加速電場的電壓提高為原來的2倍，使電子仍從B點(diǎn)離開，則偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度E應(yīng)該變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?8．如圖所示，一質(zhì)量為kg，帶電量為C的粒子，從靜止開始被加速電場(圖中未畫出)加速后從R點(diǎn)沿中線水平方向飛入平行板電容器，初速度m/s，已知兩平行金屬板A、B水平正對(duì)且長均為l＝10cm，兩板間距d＝10cm，UAB＝180V。粒子飛出平行板電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后，進(jìn)入固定在中心線上O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場區(qū)域(設(shè)界面PS右邊點(diǎn)電荷的電場分布不受界面的影響)。已知兩界面MN、PS相距為L＝15cm，粒子穿過界面PS后被點(diǎn)電荷Q施加的電場力俘獲，從而以O(shè)點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏EF上(靜電力常量N·m2/C2，粒子重力不計(jì))。求：(1)加速電場的電壓；(2)粒子穿過界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離y；(3)點(diǎn)電荷Q的電荷量(取，保留一位有效數(shù)字)。19．虛線間存在如圖所示的水平勻強(qiáng)電場，一帶電粒子質(zhì)量為m=2.010-11kg，電荷量為q=+1.010-5C，從a點(diǎn)由靜止開始經(jīng)電壓為U=100V的電場加速后，垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場中，從虛線MN的某點(diǎn)b(圖中未畫出)離開勻強(qiáng)電場時(shí)速度與電場方向成30°角。已知PQ、MN間距為40cm，帶電粒子的重力忽略不計(jì)。求：(1)帶電粒子剛進(jìn)入勻強(qiáng)電場時(shí)的速率；(2)水平勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小；(3)兩點(diǎn)間的電勢差。20．如圖所示，兩平行金屬板A、B長為L=8cm，兩板間距離d=8cm，A板比B板電勢高300V，一帶正電的粒子電荷量為q=1.0×10-10C，質(zhì)量為m=1.0×10-20kg，沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場，初速度v0=2.0×106m/s，粒子飛出電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域，然后進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場區(qū)域(設(shè)界面PS右側(cè)點(diǎn)電荷的電場分布不受界面的影響)。已知兩界面MN、PS相距為12cm，D是中心線RO與界面PS的交點(diǎn)，O點(diǎn)在中心線上，距離界面PS為9cm，粒子穿過界面PS做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上。(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2，粒子的重力不計(jì))(1)求粒子穿過界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離多遠(yuǎn)？(2)到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)多遠(yuǎn)？(3)確定點(diǎn)電荷Q的電性并求其電荷量的大小。21．在直角坐標(biāo)系中，兩個(gè)邊長都相同的正方形排列如圖所示，第一象限正方形區(qū)域ABOC中有水平向左的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小為E0；在第二象限正方形COED的對(duì)角線CE左側(cè)CED區(qū)域內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場，三角形OEC區(qū)域內(nèi)無電場。現(xiàn)有一帶電量為＋q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì))從AB邊上的A點(diǎn)靜止釋放，恰好能通過E點(diǎn)。(1)求CED區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E1；(2)若正方形邊長為Ｌ，粒子從AB邊中點(diǎn)由靜止釋放，求粒子從DE邊離開的位置坐標(biāo)。22．水平放置的兩塊平行金屬板長L＝5.0cm，兩板間距d＝1.0cm，兩板間電壓U＝90V，且上板為正。一個(gè)不計(jì)重力的，帶電量為q=1.6×10-19C質(zhì)量m=9×10-31kg的帶電粒子沿水平方向以速度v0＝2.0×107m/s從兩板中間射入，如圖所示。(1)帶電粒子偏離金屬板時(shí)的偏移距離y是多少？(2)帶電粒子飛出電場時(shí)的速度大小、方向分別是什么？(3)帶電粒子離開電場后，打在屏上的P點(diǎn)。若s＝10cm，求OP的高度。23．如圖所示，在豎直放置的平行金屬板A、B之間加有恒定電壓U，A、B兩板的中央留有小孔O1、O2，它們之間的距離為d，在B板的右側(cè)有平行于極板的勻強(qiáng)電場E，電場范圍足夠大，感光板MN垂直于電場方向固定放置，從小孔O1處由靜止釋放一個(gè)帶電粒子，質(zhì)量為m，電量為+q，O2離MN的高度為h，不考慮粒子重力，求：(1)粒子到達(dá)小孔O2時(shí)的速度大?。?2)粒子打在感光板MN上的位置與金屬板B的水平距離；(3)粒子從O1處出發(fā)到打到感光板上所用的時(shí)間。24．如圖所示，有一質(zhì)子(質(zhì)量為m，電荷量為e)由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場加速后，進(jìn)入兩塊板間距離為d，板間電壓為U2的平行金屬板間，若質(zhì)子從兩板正中間垂直電場方向射入偏轉(zhuǎn)電場，并且恰能從下板右邊緣穿出電場。求：(1)質(zhì)子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場U2時(shí)的速度；(2)質(zhì)子在偏轉(zhuǎn)電場U2中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和金屬板的長度；(3)質(zhì)子穿出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的動(dòng)能。25．如圖所示，一質(zhì)量為、電荷量為的帶粒子速度從連線上的點(diǎn)水平向右射入大小為、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中。已知與水平方向成角，帶粒子的重力不計(jì)，則粒子到達(dá)連線上的點(diǎn)(圖中沒畫出)，求：(1)小球從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間；(2)點(diǎn)到點(diǎn)的電勢差。26．在一柱形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場，柱的橫截面積是以O(shè)為圓心，半徑為R的圓，AB為圓的直徑，如圖所示。質(zhì)量為m，電荷量為q(q>0)的帶電粒子在紙面內(nèi)自A點(diǎn)先后以不同的速度進(jìn)入電場，速度方向與電場的方向垂直。已知?jiǎng)傔M(jìn)入電場時(shí)速度為零的粒子，自圓周上的C點(diǎn)以速率v0穿出電場，AC與AB的夾角θ=。運(yùn)動(dòng)中粒子僅受電場力作用。求：(1)從圓周上的B點(diǎn)穿出電場的粒子，進(jìn)入電場時(shí)速度應(yīng)為多大？(2)為使粒子穿過電場后的動(dòng)能增量最大，該粒子穿出電場時(shí)的動(dòng)能為多大？(3)粒子穿過電場前后動(dòng)量變化量的大小為mv0，則粒子穿出電場時(shí)的動(dòng)能為多大？27．如圖所示，水平放置的兩塊平行金屬板長為l，兩板間距為d，兩板間電壓為U，且上板帶正電，一個(gè)電子沿水平方向以速度，從兩板中央射入，已知電子質(zhì)量為m，電荷量為q求電子偏離金屬板的側(cè)位移是多少？電子飛出電場時(shí)的速度是多少？電子離開電場后