10.5 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（練習(xí)）（原卷版）

試卷第試卷第=page66頁(yè)，共=sectionpages1212頁(yè)第5節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)0101夯實(shí)基礎(chǔ)1．（多選）如圖所示為“質(zhì)子治療儀”，質(zhì)子先被加速到較高的能量，然后被引向并轟擊腫瘤，殺死細(xì)胞，達(dá)到治療效果。若質(zhì)子由靜止經(jīng)過(guò)電場(chǎng)被勻加速到速度的過(guò)程中，通過(guò)的位移大小為，已知質(zhì)子的質(zhì)量為，電量為，由以上信息可以推算出（）A．該加速電場(chǎng)的電壓B．該加速電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度C．質(zhì)子加速后的電勢(shì)能D．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)子所做的功2．如圖甲，A、B是某電場(chǎng)中條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一個(gè)負(fù)電荷從A點(diǎn)由靜止釋放，僅在靜電力的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖乙所示。A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA、EB，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為、，則（）A．EA=EB B．EA＞EBC．= D．＞3．在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)點(diǎn)電荷以初速度v沿電場(chǎng)線方向進(jìn)入電場(chǎng)后，若只受電場(chǎng)力作用，則該點(diǎn)電荷（）A．一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．一定做勻減速直線運(yùn)動(dòng)D．可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，也可能做勻減速直線運(yùn)動(dòng)4．示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示。如果在熒光屏上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)帶負(fù)電C．極板Y應(yīng)帶正電 D．極板Y'應(yīng)帶正電5．電子被加速器加速后轟擊重金屬靶時(shí)，會(huì)產(chǎn)生射線，可用于放射治療。圖甲展示了一臺(tái)醫(yī)用電子直線加速器，其原理如圖乙所示：從陰極射線管的陰極K發(fā)射出來(lái)的電子（速度可忽略），經(jīng)電勢(shì)差的絕對(duì)值為U的電場(chǎng)加速后獲得速度v，加速電場(chǎng)兩極板間的距離為d，不計(jì)電子所受重力。下列操作可使v增大的是（）A．僅增大U B．僅減小U C．僅增大d D．僅減小d6．如圖甲所示，兩水平金屬板的間距和長(zhǎng)度相等，板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻，一帶電微粒以某一速度沿中線射入兩金屬板間，0?時(shí)間內(nèi)微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，t=T時(shí)刻微粒恰好到達(dá)金屬板的邊緣?？諝庾枇Σ挥?jì)。微粒到達(dá)金屬板的邊緣時(shí)的速率與其從兩金屬板間射入時(shí)的速率之比為（）A． B． C．2 D．7．如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，質(zhì)量為的帶電小球，以初速度從點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)點(diǎn)時(shí)，速度大小為，方向與電場(chǎng)方向相反，則小球從運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，速度大小的最小值為（）A． B． C． D．08．（多選）示波器是一種多功能電學(xué)儀器，它是由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)組成的。如圖所示，質(zhì)量為m的帶電粒子由靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，沿平行于板面的方向從正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并從另一側(cè)射出。已知帶電粒子的電荷量為q，加速電場(chǎng)電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩極板間的距離為d，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板間的電壓為U2且可調(diào)節(jié)，不計(jì)粒子的重力。則下列說(shuō)法正確的是（）A．粒子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為q（U1+U2）B．同種電性的不同帶電粒子，射出裝置的位置相同C．減小U2，帶電粒子通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間變長(zhǎng)D．若粒子剛好從下極板邊緣離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，則9．如圖所示，某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管（漂移管）組成，相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。質(zhì)子從K點(diǎn)沿軸線進(jìn)入加速器并依次向右穿過(guò)各漂移管，在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在漂移管間被電場(chǎng)加速、加速電壓視為不變。設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管B時(shí)速度為，進(jìn)入漂移管E時(shí)速度為，電源頻率為，漂移管間縫隙很小。質(zhì)子在每個(gè)管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間視為電源周期的，質(zhì)子的荷質(zhì)比取。則（）A．漂移管需要用絕緣材料制成B．各漂移管的長(zhǎng)度應(yīng)相等C．漂移管B的長(zhǎng)度為0.6mD．相鄰漂移管間的加速電壓10．（多選）示波器是一種常見(jiàn)的電學(xué)儀器，可以在熒光屏上顯示出被檢測(cè)的電壓隨時(shí)間變化的情況。示波器的內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)化圖如圖所示，電子經(jīng)電子槍加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最終打在熒光屏上。下列關(guān)于所加偏轉(zhuǎn)電壓與熒光屏上得到圖形的說(shuō)法中正確的是（）A．如果只在上加圖甲所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖（b）B．如果只在上加圖乙所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖（a）C．如果在、上分別加圖甲、乙所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖（c）D．如果在，上分別加圖甲、乙所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖（d）11．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、間距為d的兩金屬板A、B水平放置，ab為兩板的中心線．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，從左側(cè)極板附近由靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后，從a點(diǎn)水平射入．求：(1)粒子從a點(diǎn)射入的速度v0；(2)若將兩金屬板接上恒定電壓U2，使粒子恰好打到金屬板的中點(diǎn)，求電壓U2的大??；12．如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平面形成的角度為。若一電荷量為q的正電小球恰能沿圖中虛線所示水平向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)電容器，已知小球的質(zhì)量為m，平行板電容器之間的距離為d，重力加速度為g。求：（1）上極板帶的電性及小球的加速度大?。唬?）下極板與上極板的電勢(shì)差。0202能力提升13．如圖所示，示波管由電子槍、豎直方向偏轉(zhuǎn)電極YY、水平方向偏轉(zhuǎn)電極XX＇和熒光屏組成。電極。YY＇、XX＇的長(zhǎng)度均為l、間距均為d。若電子槍的加速電壓為，XX＇極板間的電壓為（X端接為高電勢(shì)），YY＇極板間的電壓為零。電子剛離開(kāi)金屬絲時(shí)速度可視為零，從電子槍射出后沿示波管軸線OO＇方向（O＇在熒光屏正中央）進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極。電子電荷量為e則電子（）A．會(huì)打在熒光屏左上角形成光斑B．打在熒光屏上時(shí)的動(dòng)能大小為C．打在熒光屏上的位置與的距離為D．打在熒光屏上時(shí)，速度方向與OO＇的夾角滿足14．示波器可用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況，其核心部件是示波管。示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空，結(jié)構(gòu)如圖甲所示。圖乙是從右向左看到的熒光屏的平面圖。在偏轉(zhuǎn)電極、上都不加電壓時(shí)，從電子槍發(fā)出的電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏中心，在O點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)亮斑。若同時(shí)在兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極上分別加和兩個(gè)交流電信號(hào)，則在熒光屏上會(huì)觀察到（）A． B． C． D．15．（多選）如圖所示，一絕緣輕彈簧的下端固定在斜面底端，上端連接一帶正電的光滑滑塊P，滑塊所處的空間存在著沿斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，滑塊平衡時(shí)，彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)?，F(xiàn)給滑塊一沿斜面向下的初速度，滑塊最低能運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，在滑塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)最低點(diǎn)M的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是（）A．滑塊機(jī)械能的減少量等于滑塊克服電場(chǎng)力所做的功B．滑塊電勢(shì)能的增加量等于滑塊重力勢(shì)能的減少量C．彈簧彈性勢(shì)能的增加量等于滑塊動(dòng)能的減少量D．滑塊動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和16．（多選）如圖所示，一個(gè)帶電荷量為－q的油滴從O點(diǎn)以速度v射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，v的方向與電場(chǎng)方向成θ角。已知油滴的質(zhì)量為m，測(cè)得油滴到達(dá)運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)時(shí)，它的速度大小也為v。下列說(shuō)法正確的是

（

）A．最高點(diǎn)一定在O的左上方B．最高點(diǎn)一定在O的右上方C．最高點(diǎn)與O點(diǎn)間的電勢(shì)差為零D．最高點(diǎn)與O點(diǎn)間的電勢(shì)差為17．如圖所示，在一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，光滑絕緣直角三角形斜劈ABC被固定在水平面上，其斜面長(zhǎng)，傾角為。有一個(gè)電荷量為、質(zhì)量為的帶負(fù)電小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）恰能靜止在斜面的頂端A處，，。求：（1）帶電小物塊的電性及AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；（2）若電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的三分之一時(shí)小物塊從A下滑到B的時(shí)間t。18．如圖所示，水平位置的平行板電容器，原來(lái)A、B兩板不帶電，B極板接地，它的極板長(zhǎng)，兩板間距離，現(xiàn)有一粒子質(zhì)量，帶電荷量，以一定初速度從兩板中央平行于極板射入，由于重力作用粒子恰好能落到A板的中點(diǎn)處，取。試求：（1）若粒子從右側(cè)飛出，A極板電勢(shì)能不能取負(fù)值？說(shuō)明理由。（2）帶電粒子入射初速度的大??；（3）現(xiàn)使電容器帶上電荷，使帶電粒子能從平行板電容器的右側(cè)射出，則帶電后A板電勢(shì)的取值范圍？19．如圖甲所示，真空室中加熱的陰極K發(fā)出的電子（初速度不計(jì)）經(jīng)電場(chǎng)加速后，由小孔S沿兩平行金屬板M、N的中心線OO'射入板間，加速電壓為，M、N板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板相距。加在M、N兩板間電壓隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示，變化周期為，M、N板間的電場(chǎng)可看成勻強(qiáng)電場(chǎng)，忽略板外空間的電場(chǎng)。在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)，兩板電壓可視作不變，板M、N右側(cè)距板右端L處放置一足夠大的熒光屏，屏與OO'垂直，交點(diǎn)為O'。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，忽略電子重力及電子間的相互作用，不考慮相對(duì)論效應(yīng)。求：（1）若加速電場(chǎng)兩板間距離為d，求電子加速至O點(diǎn)所用時(shí)間t；（2）電子剛好從M板的右邊緣離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，M、N板間的電壓；（3）在熒光屏上有電子到達(dá)的區(qū)域的長(zhǎng)度。20．如圖（a）所示，兩豎直平行金屬板A、B與x軸垂直，接在電壓大小為的穩(wěn)壓電源上，A板過(guò)原點(diǎn)，在B板上靠近中間處有一長(zhǎng)度的水平狹縫．在B板右側(cè)水平放置邊長(zhǎng)為的兩正方形平行金屬板C、D，兩板間距，距板右端處垂直x軸有一足夠大的熒光屏。A板中間位置沿z軸方向有一線形離子源，可以連續(xù)釋放初速度為零的正離子。已知離子源、B板上的狹縫和C、D板中間線均在同一水平面內(nèi)，且C、D板不加電壓時(shí)，屏上會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)2cm一條水平亮線．現(xiàn)在C、D兩極板間接上如圖（b）所示的交變電壓（若每個(gè)離子穿過(guò)C、D板間的時(shí)間極短，可認(rèn)為此過(guò)程中C、D板間電壓不變，極板間形成的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)），忽略電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)，不計(jì)離子重力以及離子間的相互作用力，離子的比荷均為。求：（1）離子穿過(guò)B板狹縫時(shí)的速度大小；（2）C、D板間電壓為時(shí)，離子離開(kāi)C、D板時(shí)的速度與水平方向夾角（即速度偏向角）的正切值；（3）離子打在屏上的區(qū)域面積S。

21．（23-24高二上·浙江金華·期末）如圖所示，由電子槍發(fā)出的電子從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，加速電場(chǎng)電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)電極YY＇之間電壓為U，極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩極板間距離為d。不計(jì)電子重力和電子間相互作用，求：（1）電子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的速度大小v0；（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度大小a；（3）電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)沿垂直板面方向的偏移距離y。（4）有一種電子儀器叫作示波器，可以用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況。示波器的核心部件是示波管，它的原理圖如下圖所示。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′之間和偏轉(zhuǎn)電極YY′之間都沒(méi)有加電壓，電子束從電子槍射出后沿直線運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏中心，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。若要亮斑從中心O點(diǎn)移至正對(duì)屏幕的右下方，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明如何操作。0303鏈接高考22．（2023·湖北·高考真題）（多選）一帶正電微粒從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓加速后，射入水平放置的平行板電容器，極板間電壓為。微粒射入時(shí)緊靠下極板邊緣，速度方向與極板夾角為，微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)到極板左右兩端的水平距離分別為和L，到兩極板距離均為d，如圖所示。忽略邊緣效應(yīng)，不計(jì)重力。下列說(shuō)法正確的是（

）

A．B．C．微粒穿過(guò)電容器區(qū)域的偏轉(zhuǎn)角度的正切值為2D．僅改變微粒的質(zhì)量或者電荷數(shù)量，微粒在電容器中的運(yùn)動(dòng)軌跡不變23．（2021·湖南·高考真題）（多選）如圖，圓心為的圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與圓平面平行，和為該圓直徑。將電荷量為的粒子從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為；若將該粒子從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為。下列說(shuō)法正確的是（）A．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向與平行B．將該粒子從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為C．點(diǎn)電勢(shì)低于點(diǎn)電勢(shì)D．若只受電場(chǎng)力，從點(diǎn)射入圓形電場(chǎng)區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運(yùn)動(dòng)24．（2024·遼寧·高考真題）在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電小球僅在重力和電場(chǎng)力作用下于豎直面（紙面）內(nèi)運(yùn)動(dòng)。如圖，若小球的初速度方向沿虛線，則其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線，若小球的初速度方向垂直于虛線，則其從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)等高處的過(guò)程中（）A．動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大 B．動(dòng)能增大，電勢(shì)能增