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1、2022高中物理 第一章 靜電場 9 帶電粒子在電場中的運動練習(xí) 新人教版選修3-1 知識點一　帶電粒子的加速 1.如圖L1-9-1所示,一個平行板電容器充電后與電源斷開,從負(fù)極板處釋放一個電子(不計重力),設(shè)其到達(dá)正極板時的速度為v1,加速度為a1.若將兩極板間的距離增大為原來的2倍,再從負(fù)極板處釋放一個電子,設(shè)其到達(dá)正極板時的速度為v2,加速度為a2,則 (　　) A.a1∶a2=1∶1,v1∶v2=1∶2 B.a1∶a2=2∶1,v1∶v2=1∶2 C.a1∶a2=2∶1,v1∶v2=∶1 D.a1∶a2=1∶1,v1∶v2=1∶ 圖L1-9-1 2.(多選

2、)[2018·湖北松滋期末]一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計)以速度v0逆著電場線方向射入有左邊界的勻強電場,場強為E(如圖L1-9-2所示),則(　　) A.粒子射入的最大深度為 B.粒子射入的最大深度為 C.粒子在電場中運動的最長時間為 圖L1-9-2 D.粒子在電場中運動的最長時間為 知識點二　帶電粒子的偏轉(zhuǎn) 3.如圖L1-9-3所示,a、b兩個帶正電的粒子以相同的速度先后垂直于電場線從同一點進(jìn)入平行板間的勻強電場,a粒子打在B板的a'點,b粒子打在B板的b'點,若不計重力,則 (　　) A.a的電荷量一定大于b的電荷量 B.b的質(zhì)量一定大于a的質(zhì)量

3、C.a的比荷一定大于b的比荷 D.b的比荷一定大于a的比荷 圖L1-9-3 4.如圖L1-9-4所示,有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入水平放置的兩平行板間的勻強電場,當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U1時,帶電粒子沿軌跡①從兩板正中間飛出;當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U2時,帶電粒子沿軌跡②落到B板中間.設(shè)粒子兩次射入電場的水平速度相同,則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為(　　) A.U1∶U2=1∶8 B.U1∶U2=1∶4 C.U1∶U2=1∶2 圖L1-9-4 D.U1∶U2=1∶1 5.(多選)一臺正常工作的示波管,突然發(fā)現(xiàn)熒光屏上畫面的高度縮小,則產(chǎn)生故障的原因可能是 (　　) A.加速電壓偏大

4、B.加速電壓偏小 C.偏轉(zhuǎn)電壓偏大 D.偏轉(zhuǎn)電壓偏小 6.如圖L1-9-5所示,三個電荷量相同、質(zhì)量相等、重力不計的粒子A、B、C從平行板間電場中的同一點P射入,在電場中的運動軌跡如圖中PA、PB、PC所示,則下列說法中正確的是(　　) A.三個粒子的加速度關(guān)系為aA>aB>aC B.三個粒子的加速度關(guān)系為aAvB>vC D.三個粒子的入射速度關(guān)系為vA

5、子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下,下列四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是 (　　) 圖L1-9-6 A.U1變大,U2變大 B.U1變小,U2變大 C.U1變大,U2變小 D.U1變小,U2變小 8.一束電子流經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強電場,如圖L1-9-7所示.若兩板間距離d=1.0cm,板長l=5.0cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個極板上所加電壓的最大值為 (　　) A.400V B.300V C.100V D.480V 圖L1-9-7 9.(多選)如圖L1-9-8所示,在豎直向下的勻強電場中,用絕緣細(xì)線拴住的

6、帶電小球在豎直平面內(nèi)繞O做圓周運動,以下四種說法中正確的是(　　) A.帶電小球可能做勻速圓周運動 B.帶電小球可能做變速圓周運動 C.帶電小球通過最高點時,細(xì)線拉力一定最小 D.帶電小球通過最低點時,細(xì)線拉力有可能最小 圖L1-9-8 10.關(guān)于帶電粒子(不計重力)在勻強電場中的運動情況,下列說法正確的是(　　) A.一定是勻變速運動 B.不可能做勻減速運動 C.一定做曲線運動 D.可能做勻變速直線運動,不可能做勻變速曲線運動 11.(多選)如圖L1-9-9所示,質(zhì)量相同的三個分別帶正電、負(fù)電和不帶電的顆粒從水平放置的平行帶電金屬板左側(cè)以相同的初速度v0沿垂直于電場線的

7、方向射入勻強電場,分別落在帶正電荷的下極板上的a、b、c三點.下列判斷正確的是 (　　) A.a點的顆粒帶正電,c點的帶負(fù)電,b點的不帶電 B.三個顆粒在電場中的加速度的關(guān)系是aa>ab>ac C.三個顆粒在電場中運動的時間的關(guān)系是ta>tb>tc D.靜電力對落在c點的顆粒做負(fù)功 圖L1-9-9 12.[2017·馬鞍山二中期中]某示波管在偏轉(zhuǎn)電極XX'、YY'上不加偏轉(zhuǎn)電壓時光斑位于屏幕中心.現(xiàn)給偏轉(zhuǎn)電極XX'、YY'加上如圖L1-9-10甲、乙所示的偏轉(zhuǎn)電壓,則在光屏上可能的圖形為圖L1-9-11中的(圓為熒光屏,虛線為光屏坐標(biāo)) (　　) 圖L1-9-10

8、 圖L1-9-11 13.[2017·馬鞍山二中期中]將一帶電粒子以初速度v0沿水平方向從A點射入方向豎直向上的勻強電場中,粒子從B點飛出電場時速度方向與電場方向的夾角為150°,電場的水平寬度為L,如圖L1-9-12所示.不計粒子的重力.設(shè)粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q. (1)該勻強電場的電場強度為多大? (2)A、B兩點的電勢差UAB為多大? 圖L1-9-12 14.如圖L1-9-13所示,A為粒子源,A和極板B間的加速電壓為U1,兩水平放置的平行帶電板C、D間的電壓為U2,質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子初速度為零,從A被加速電壓U1加速后水平

9、進(jìn)入豎直方向的勻強電場并能穿過電場區(qū)域,平行帶電板的長度為L,兩板間的距離為d,不計帶電粒子的重力,求: (1)帶電粒子運動到B板時的速度; (2)帶電粒子在C、D極板間運動的時間; (3)帶電粒子飛出C、D極板間的電場時在豎直方向上發(fā)生的位移y. 圖L1-9-13 1.D　[解析]電容器充電后與電源斷開,再增大兩極板間的距離時,場強不變,電子在電場中受到的靜電力不變,故a1∶a2=1∶1.由動能定理Ue=mv2得v=,因兩極板間的距離增大為原來的2倍,由U=Ed知,電勢差U增大為原來的2倍,故v1∶v2=1∶. 2.BD　[解析]粒子射入到最右端,由動

10、能定理得Eqxmax=m,最大深度xmax=;由v0=at,a=,可得t=,則粒子在電場中運動的最長時間為,選項B、D正確. 3.C　[解析]粒子在電場中做類平拋運動,有h=,得x=v0,由v0. 4.A　[解析]設(shè)粒子水平運動的位移為l,豎直方向的位移為y,兩極板間距為d,由y=at2=·得,U=,所以U∝,A正確. 5.AD　[解析]畫面高度縮小,說明電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時偏轉(zhuǎn)角θ減小,由qU0=m,tanθ=,得tanθ=,則引起θ變小的原因可能是加速電壓U0偏大或偏轉(zhuǎn)電壓U1偏小,A、D正確. 6.D　[解析]三個帶電粒子的電荷量相同,所受靜電力相同,加速度相同,選項

11、A、B錯誤;三個帶電粒子沿電場方向的位移關(guān)系為yA=yB>yC,則時間關(guān)系為tA=tB>tC,三個帶電粒子在平行極板方向的位移關(guān)系為xA

12、直線運動,加速度a==,偏轉(zhuǎn)距離y=at2,若電子能從兩極板間飛出,則y≤,聯(lián)立解得U'≤=400V,即要使電子能飛出,所加電壓的最大值為400V,故選項A正確. 9.ABD　[解析]若小球所受靜電力與重力平衡,小球做勻速圓周運動,A正確;若小球所受靜電力和重力不平衡,小球做變速圓周運動,B正確;若小球所受靜電力與重力的合力向上,則小球運動到最低點時,細(xì)線拉力最小,運動到最高點時,細(xì)線拉力最大,C錯誤,D正確. 10.A　[解析]帶電粒子在勻強電場中受到的靜電力恒定不變,可能做勻變速直線運動,也可能做勻變速曲線運動,A正確. 11.BD　[解析]三個顆粒在電場中做平拋運動或類平拋運動,水

13、平方向,有x=v0t,豎直方向,有y=at2,由xaab>ac,由此可判斷出落在a點的顆粒帶負(fù)電,落在b點的不帶電,落在c點的帶正電,靜電力對落在c點的顆粒做負(fù)功,B、D正確,A、C錯誤. 12.D　[解析]因某方向的偏轉(zhuǎn)位移與電壓成正比,則可能的為圖D. 13.(1)　(2)- [解析](1)設(shè)粒子在電場中運動的時間為t,則 水平方向上有L=v0t 豎直方向上有vy=v0tan60°=t 解得E=. (2)由粒子偏轉(zhuǎn)方向可知,粒子帶負(fù)電,由動能定理得 -qUAB=mv2-m 又知v==2v0 解得UAB=-. 14.(1)　(2)L　(3) [解析](1)設(shè)帶電粒子運動到B板的速度為v,根據(jù)動能定理得U1q=mv2 解得v=. (2)粒子進(jìn)入C、D間的電場后,在水平方向做勻速直線運動,有L=vt,故t==L.　 (3)粒子在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動,有Eq=ma,E=,所以a= 粒子進(jìn)入C、D間的電場后,在豎直方向發(fā)生的位移y=at2==.