高中物理 第一章 第9節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)同步課堂檢測(cè) 新人教版選修3-1

【創(chuàng)新方案】高中物理第一章第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)同步課堂檢測(cè)新人教版選修3-11．帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)(僅受電場(chǎng)力)()A．電勢(shì)能增加，動(dòng)能增加 B．電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加C．電勢(shì)能和動(dòng)能都不變 D．電勢(shì)能不變，動(dòng)能增加解析：粒子垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，沿電場(chǎng)方向電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加。故正確答案為B。答案：B2．一帶電粒子在電場(chǎng)中只受靜電力作用時(shí)，它不可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()A．勻速直線運(yùn)動(dòng) B．勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析：粒子只受靜電力作用，當(dāng)此力為恒力時(shí)，可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(F與v同向，或v0＝0)，當(dāng)恒力與v0垂直時(shí)，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蜃兯偾€運(yùn)動(dòng)；當(dāng)靜電力大小不變、方向始終指向一點(diǎn)且與速度垂直時(shí)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，例如，電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)。所以，只有A是不可能的。答案：A3．帶電荷量為q的α粒子，以初動(dòng)能Ek從兩平行金屬板的正中央沿垂直于電場(chǎng)線的方向進(jìn)入在這兩板間存在的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，恰從帶負(fù)電金屬板邊緣飛出來(lái)，且飛出時(shí)動(dòng)能變?yōu)?Ek，則金屬板間的電壓為()A.eq\f(Ek,q) B.eq\f(2Ek,q)C.eq\f(Ek,2q) D.eq\f(4Ek,q)解析：該兩板間電壓為U，由動(dòng)能定理得：eq\f(U,2)q＝Ek末－Ek初＝2Ek－Ek＝Ek，故U＝eq\f(2Ek,q)，B正確。答案：B4．如圖1所示，是一個(gè)說(shuō)明示波管工作原理的示意圖，電子經(jīng)過(guò)電壓U1加速后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量是h，兩平行板的距離為d，電勢(shì)差為U2，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，為了提高示波管的靈敏度(每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量h/U2)可采用的方法是()圖1A．增大兩板間的電勢(shì)差U2B．盡可能使板長(zhǎng)L短些C．盡可能使板間距離d小一些D．使加速電壓U1升解析：電子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可分為兩個(gè)階段，即加速和偏轉(zhuǎn)。(1)加速eU1＝eq\f(1,2)mv02，(2)偏轉(zhuǎn)L＝v0t，h＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(eU2,2md)t2。綜上得eq\f(h,U2)＝eq\f(L2,4U1d)，因此要提高靈敏度需要增大L或減小U1，或減小d，故應(yīng)選C。答案：C5．(·安徽高考)如圖2為示管的原理圖。如果在電極YY′之間所加的電壓圖按圖3甲所示的規(guī)律變化，在電極XX′之間所加的電壓按圖3乙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會(huì)看到的圖形是圖4中的()圖2圖3圖4解析：在0～2t1時(shí)間內(nèi)，掃描電壓掃描一次，信號(hào)電壓完成一個(gè)周期，當(dāng)UY為正的最大值時(shí)，電子打在熒光屏上有正的最大位移，當(dāng)UY為負(fù)的最大值時(shí)，電子打在熒光屏上有負(fù)的最大位移，因此一個(gè)周期內(nèi)熒光屏上的圖像為B。答案：B6.如圖5所示，矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩個(gè)帶正電的粒子a和b以相同的水平速度射入電場(chǎng)，粒子a由頂點(diǎn)A射入，從BC的中點(diǎn)P射出，粒子b由AB的中點(diǎn)O射入，從頂點(diǎn)C射出。若不計(jì)重力，則a和b的比荷(即粒子的電荷量 圖5與質(zhì)量之比)之比是()A．1∶2 B．2∶1C．1∶8 D．8∶1解析：a粒子和b粒子在水平方向均做速度為v的勻速運(yùn)動(dòng)，分別有BP＝vta，BC＝vtb，且2BP＝BC，故2ta＝tb；在豎直方向上，分別有AB＝eq\f(1,2)×eq\f(QaE,ma)×ta2，OB＝eq\f(1,2)×eq\f(QbE,mb)×tb2，且AB＝2OB，解得a和b的比荷之比為eq\f(Qa,ma)∶eq\f(Qb,mb)＝8∶1。答案：D7．如圖6所示，在真空中離子P1、P2以相同速度從O點(diǎn)垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在極板B上的C、D兩點(diǎn)。已知P1電荷量為P2電荷量的3倍。GC＝CD，則P1、P2離子的質(zhì)量之比為()圖6A．3∶4 B．4∶3C．2∶3 D．3∶2解析：y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)·eq\f(qU,md)·eq\f(x2,v02)，所以m＝eq\f(qUx2,2ydv02)，m∝qx2，所以m1∶m2＝(q1x12)∶(q2x22)＝3∶4。答案：A8.如圖7所示，在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m，電荷量為q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)管壁恰好無(wú)壓力，則固定于圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為() 圖7A．E＝mg/q B．E＝2mg/qC．E＝3mg/q D．E＝4mg/q解析：固定于圓心處的點(diǎn)電荷在圓弧AB上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等。以B點(diǎn)為研究點(diǎn)，則：qE－mg＝meq\f(v2,r)①eq\f(1,2)mv2＝mgR②由①②兩式得E＝3eq\f(mg,q)。答案：C9.如圖8所示，質(zhì)量為m、帶正電的小球以速度v0從O點(diǎn)沿水平方向射入方向向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A點(diǎn)是小球運(yùn)動(dòng)軌跡上的一點(diǎn)，O、A兩點(diǎn)的連線與水平方向的夾角α＝30°，求小球通過(guò)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。解析：小球所做的運(yùn)動(dòng)是類平拋運(yùn)動(dòng)， 圖8根據(jù)題意，得tanα＝eq\f(0.5at2,v0t)＝eq\f(\r(3),3)，其中at＝v′，v′為小球在A點(diǎn)時(shí)豎直方向上的速度大小，得v′＝eq\f(2\r(3),3)v0，故v2＝v02＋v′2＝v02(1＋eq\f(4,3))＝eq\f(7,3)v02代入動(dòng)能的表達(dá)式得Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(7,6)mv02。答案：eq\f(7,6)mv0210．一束電子流經(jīng)過(guò)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖9所示，若兩板間距離d＝1.0cm，板長(zhǎng)l＝5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最大能加多大電壓？圖9解析：加速過(guò)程中，由動(dòng)能定理得eU＝eq\f(1,2)mv02①進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子在平行于極板的方向上做勻速運(yùn)動(dòng)l＝v0t②在垂直于極板的方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(eU′,dm)③偏