《1011版高中物理 2.5探究電子束在示波管中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)講練通課件 滬科版選修31》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《1011版高中物理 2.5探究電子束在示波管中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)講練通課件 滬科版選修31（62頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1.1.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng), ,通常情況下通常情況下, ,重力為什么重力為什么可忽略不計(jì)可忽略不計(jì)? ?提示提示: :電子、質(zhì)子、電子、質(zhì)子、粒子、離子等帶電粒子在電場(chǎng)中粒子、離子等帶電粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力遠(yuǎn)大于重力受到的電場(chǎng)力遠(yuǎn)大于重力, ,所以重力通?？梢院雎圆挥?jì)所以重力通?？梢院雎圆挥?jì). .2.2.怎樣計(jì)算帶電粒子被電場(chǎng)加速之后的速度？怎樣計(jì)算帶電粒子被電場(chǎng)加速之后的速度？提示：提示：帶電粒子動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力對(duì)它所做的帶電粒子動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力對(duì)它所做的功功. .若粒子的初速度為零，根據(jù)動(dòng)能定理：若粒子的初速度為零，根據(jù)動(dòng)能定理：qUqU= mv=

2、 mv2 2，加速后獲得的速度，加速后獲得的速度v= v= ；若粒子的初；若粒子的初速度不為零，而是以初速度速度不為零，而是以初速度v v0 0進(jìn)入加速電場(chǎng)，則加速進(jìn)入加速電場(chǎng)，則加速后獲得的速度根據(jù)動(dòng)能定理：后獲得的速度根據(jù)動(dòng)能定理：v=v= 122qUm202qUv.m3.3.結(jié)合下表探究帶電粒子在電場(chǎng)中的加速問題的處理結(jié)合下表探究帶電粒子在電場(chǎng)中的加速問題的處理方法方法. .提示提示: :【典例【典例1 1】如圖所示，帶等量異號(hào)電荷的】如圖所示，帶等量異號(hào)電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置，兩平行金屬板在真空中水平放置，M M、N N為板間同一電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一帶電粒為板間同一電場(chǎng)線上的

3、兩點(diǎn)，一帶電粒子子( (不計(jì)重力不計(jì)重力) )以速度以速度v vM M經(jīng)過經(jīng)過M M點(diǎn)在電場(chǎng)線點(diǎn)在電場(chǎng)線上向下運(yùn)動(dòng)，且未與下板接觸，一段時(shí)間后，粒子以上向下運(yùn)動(dòng)，且未與下板接觸，一段時(shí)間后，粒子以速度速度v vN N折回折回N N點(diǎn)，則點(diǎn)，則( )( )A.A.粒子受電場(chǎng)力的方向一定由粒子受電場(chǎng)力的方向一定由M M指向指向N NB.B.粒子在粒子在M M點(diǎn)的速度一定比在點(diǎn)的速度一定比在N N點(diǎn)的大點(diǎn)的大C.C.粒子在粒子在M M點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在N N點(diǎn)的大點(diǎn)的大D.D.電場(chǎng)中電場(chǎng)中M M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N N點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)【思路點(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】(1)(1)

4、首先分析粒子所受電場(chǎng)力的方向首先分析粒子所受電場(chǎng)力的方向. .(2)(2)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系是：電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系是：電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少能增加，電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減少. .(3)(3)電荷電勢(shì)能大小由電荷正負(fù)以及電勢(shì)高低兩個(gè)因素電荷電勢(shì)能大小由電荷正負(fù)以及電勢(shì)高低兩個(gè)因素共同決定共同決定. . 【自主解答【自主解答】選選B.B.據(jù)題意知粒子受到豎直向上的電場(chǎng)據(jù)題意知粒子受到豎直向上的電場(chǎng)力力,A,A錯(cuò)錯(cuò). .由由M M到到N N電場(chǎng)力做負(fù)功電場(chǎng)力做負(fù)功, ,即即W W電電0,0,粒子電勢(shì)能增粒子電勢(shì)能增加加,E,EpMpME EpNpN,

5、C,C錯(cuò)錯(cuò). .而據(jù)而據(jù)W W電電= mv= mvN N2 2- mv- mvM M2 2知知, mv, mvN N2 2- - mv mvM M2 20,0,故粒子在故粒子在M M點(diǎn)的速度比在點(diǎn)的速度比在N N點(diǎn)的大點(diǎn)的大,B,B對(duì)對(duì). .由由于不知粒子所帶電荷的電性于不知粒子所帶電荷的電性, ,不能確定電場(chǎng)方向不能確定電場(chǎng)方向, ,也就也就不能確定不能確定M M與與N N點(diǎn)哪點(diǎn)的電勢(shì)高點(diǎn)哪點(diǎn)的電勢(shì)高,D,D錯(cuò)錯(cuò). .121212121.1.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)加上偏轉(zhuǎn)電壓偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)加上偏轉(zhuǎn)電壓U U，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m、帶電量為、帶電量為q q的粒的粒子以垂直于電場(chǎng)方向的初速度子以垂直于電場(chǎng)方向的初速

6、度v v0 0進(jìn)入板長(zhǎng)為進(jìn)入板長(zhǎng)為l l，寬度為，寬度為d d的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)( (不計(jì)重力不計(jì)重力) )，如圖所示，如圖所示. .(1)(1)帶電粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到離開電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？帶電粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到離開電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？加速度是多少？離開電場(chǎng)時(shí)的偏移量是多少？加速度是多少？離開電場(chǎng)時(shí)的偏移量是多少？提示：提示：帶電粒子從進(jìn)入電場(chǎng)之后，在平行極板方向做帶電粒子從進(jìn)入電場(chǎng)之后，在平行極板方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以從進(jìn)入電場(chǎng)到離開電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以從進(jìn)入電場(chǎng)到離開電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間間t= t= ；因只受電場(chǎng)力的作用，加速度；因只受電場(chǎng)力的作用，加速度a= a= 離開電場(chǎng)時(shí)的

7、偏移量離開電場(chǎng)時(shí)的偏移量y= aty= at2 2= = 0lvFqEqUmmmd；12220qUl.2mdv(2)(2)離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角是多少？離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角是多少？提示：提示：離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角tantan= = y200vqUl.vmv d2.2.初速度為零的帶電粒子經(jīng)過加速電壓為初速度為零的帶電粒子經(jīng)過加速電壓為U U1 1的電場(chǎng)加的電場(chǎng)加速，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電壓為速，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電壓為U U2 2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角的正的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角的正切值是多少？切值是多少？提示：提示：因?yàn)殡x開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角因?yàn)殡x開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角tantan= = 又因?yàn)橛忠驗(yàn)閝UqU1 1

8、= mv= mv0 02 2，所以，所以tantan= = 可見可見tantan與粒子本身無關(guān)，只與加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)、有與粒子本身無關(guān)，只與加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)、有關(guān)關(guān). .y2200vqU lvmv d，122211qU lU l2qU d2U d，3.3.為什么說粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向的反向延長(zhǎng)線為什么說粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向的反向延長(zhǎng)線必過極板的中心？必過極板的中心？提示：提示：如圖所示，若設(shè)射出時(shí)速如圖所示，若設(shè)射出時(shí)速度度v v的反向延長(zhǎng)線與初速度的反向延長(zhǎng)線與初速度v v0 0的的延長(zhǎng)線交于延長(zhǎng)線交于OO點(diǎn)，點(diǎn)，OO點(diǎn)到電場(chǎng)點(diǎn)到電場(chǎng)的右邊緣距離為的右邊緣距離為x.x.得得x=

9、Lx= L，即粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向的反向延長(zhǎng)，即粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向的反向延長(zhǎng)線必過極板的中心線必過極板的中心. .124.4.只在示波管的只在示波管的XXXX加掃描電壓加掃描電壓U Ux x，熒光屏上光點(diǎn)在，熒光屏上光點(diǎn)在屏上做勻速直線運(yùn)動(dòng)嗎？屏上做勻速直線運(yùn)動(dòng)嗎？提示：提示：只在示波管的只在示波管的XXXX加掃加掃描電壓描電壓U Ux x( (如圖所示如圖所示) )，電子的，電子的偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角tantan= = ，偏，偏轉(zhuǎn)距離轉(zhuǎn)距離x=(L+ )tanx=(L+ )tan=(L+ ) =(L+ ) U Ux x，因?yàn)閽呙?，因?yàn)閽呙桦妷弘妷篣 Ux x是時(shí)間的一次函數(shù)，所以偏轉(zhuǎn)距離也

10、是時(shí)間的是時(shí)間的一次函數(shù)，所以偏轉(zhuǎn)距離也是時(shí)間的一次函數(shù)，也就是說熒光屏上光點(diǎn)在屏上做勻速直線一次函數(shù)，也就是說熒光屏上光點(diǎn)在屏上做勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng). .xx200vqU lvmv dl2l220qlmv d【典例【典例2 2】一束電子流在經(jīng)】一束電子流在經(jīng)U=5000VU=5000V的加速電場(chǎng)加速后的加速電場(chǎng)加速后, ,在距兩極板等在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng), ,如圖所示如圖所示, ,若兩板間距若兩板間距d=1.0 cm,d=1.0 cm,板板長(zhǎng)長(zhǎng)l=5.0 cm,l=5.0 cm,那么那么, ,要使電子能從平行板間飛出要使電子能從平行板間飛出,

11、 ,兩個(gè)極兩個(gè)極板上最多能加多大電壓板上最多能加多大電壓? ?【思路點(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】(1)(1)加速后獲得的末速度可應(yīng)用動(dòng)能定理加速后獲得的末速度可應(yīng)用動(dòng)能定理計(jì)算計(jì)算. .(2)(2)在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，受垂直于極板方向的電場(chǎng)力，可根在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，受垂直于極板方向的電場(chǎng)力，可根據(jù)運(yùn)動(dòng)公式求解據(jù)運(yùn)動(dòng)公式求解. .(3)(3)粒子經(jīng)同一電場(chǎng)加速與偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)距離與粒子本身粒子經(jīng)同一電場(chǎng)加速與偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)距離與粒子本身因素?zé)o關(guān)，只由加速電場(chǎng)與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)決定因素?zé)o關(guān)，只由加速電場(chǎng)與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)決定. . 【自主解答【自主解答】設(shè)極板間電壓為設(shè)極板間電壓為UU時(shí)時(shí), ,電子能飛離平行板電子能飛離平行板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)間的

12、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng). .加速過程加速過程, ,由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得:eU:eU= mv= mv0 02 2進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng), ,電子在平行于板面的方向上做勻速運(yùn)動(dòng)電子在平行于板面的方向上做勻速運(yùn)動(dòng)l=vl=v0 0t. t. 12在垂直于板面的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)在垂直于板面的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng), ,加速度加速度a= a= 偏轉(zhuǎn)距離偏轉(zhuǎn)距離:y= at:y= at2 2, , 能飛出的條件為能飛出的條件為:y :y 解解式得式得U V=400 V.U V=400 V.FeU,mdm12d.22222222 5 000102Udl5 10【典例【典例3 3】示波管】示波管Y Y電極兩塊平電極

13、兩塊平行金屬板板長(zhǎng)行金屬板板長(zhǎng)l=5.0 cml=5.0 cm，兩板，兩板間距間距d=1.0 cmd=1.0 cm，兩板間電壓為，兩板間電壓為90 V90 V，且上板為正，且上板為正. .一個(gè)電子沿一個(gè)電子沿水平方向以速度水平方向以速度v v0 0=2.0=2.010107 7 m/s m/s, ,從兩板中間射入，從兩板中間射入，如圖所示如圖所示. .求：求：(1)(1)電子離開電子離開Y Y電極時(shí)的偏轉(zhuǎn)角正切值電極時(shí)的偏轉(zhuǎn)角正切值. .(2)(2)電子偏離金屬板時(shí)側(cè)位移是多少？電子偏離金屬板時(shí)側(cè)位移是多少？(3)(3)電子離開電場(chǎng)后，打在屏上的電子離開電場(chǎng)后，打在屏上的P P點(diǎn)，若點(diǎn)，若s=

14、10 cms=10 cm，求，求OPOP的長(zhǎng)的長(zhǎng). .【思路點(diǎn)撥【思路點(diǎn)撥】(1)(1)偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角是指粒子被偏轉(zhuǎn)后的實(shí)際速是指粒子被偏轉(zhuǎn)后的實(shí)際速度與初速度方向的夾角度與初速度方向的夾角. .(2)(2)根據(jù)偏轉(zhuǎn)角的概念根據(jù)偏轉(zhuǎn)角的概念tantan= .= .(3)(3)電子離開電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線與極板的中心位電子離開電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線與極板的中心位置相交置相交. . y0vv【標(biāo)準(zhǔn)解答【標(biāo)準(zhǔn)解答】由于電子所受的重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力，因由于電子所受的重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力，因而可忽略重力而可忽略重力. .(1)(1)電子在電場(chǎng)中的加速度電子在電場(chǎng)中的加速度a= a= 飛行時(shí)間飛行時(shí)間t= ,t

15、= ,電子離開電子離開Y Y電極時(shí)的偏轉(zhuǎn)角電極時(shí)的偏轉(zhuǎn)角tantan= = =0.2.= = =0.2.(2)(2)因?yàn)殡娮与x開電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線與極板的中因?yàn)殡娮与x開電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線與極板的中心位置相交心位置相交. .根據(jù)幾何關(guān)系，電子偏離金屬板時(shí)側(cè)位根據(jù)幾何關(guān)系，電子偏離金屬板時(shí)側(cè)位移：移：y y0 0= tan= tan= =0.49 cm.= =0.49 cm.qEqUmmd，0lvy00vatvv20qUlmv dl2220qUl2mv d(3)(3)因?yàn)殡娮与x開電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線與極板的中因?yàn)殡娮与x開電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線與極板的中心位置相交心位置相交. .電子離開電

16、場(chǎng)后，打在屏上的電子離開電場(chǎng)后，打在屏上的P P點(diǎn)，點(diǎn)，OPOP距距離離y y可根據(jù)幾何關(guān)系求出：可根據(jù)幾何關(guān)系求出：y=(s+ )tany=(s+ )tan=(s+ ) =0.025 m.=(s+ ) =0.025 m.l2l220qUlmv d1.1.下列粒子從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)過電壓為下列粒子從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)過電壓為U U的電場(chǎng)加速后的電場(chǎng)加速后, ,速速度最大的是度最大的是( )( )A.A.質(zhì)子質(zhì)子( ) B.( ) B.氘核氘核( )( )C.C.粒子粒子( ) D.( ) D.鈉離子鈉離子(Na(Na+ +) )【解析【解析】選選A.A.由由 mvmv2 2=qU=qU, v= , v= 分

17、清各種粒子的分清各種粒子的比荷比荷. .11H21H42He122qUm2.2.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有兩個(gè)質(zhì)量分別為在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有兩個(gè)質(zhì)量分別為m m和和M M、電荷量分、電荷量分別為別為q q和和Q Q的粒子，從靜止開始沿電場(chǎng)方向通過相同的的粒子，從靜止開始沿電場(chǎng)方向通過相同的距離，則兩者的動(dòng)能之比為距離，則兩者的動(dòng)能之比為( )( )A.M/m B.m/M C.Q/q D.qA.M/m B.m/M C.Q/q D.q/Q/Q【解析【解析】選選D.D.電場(chǎng)力對(duì)電場(chǎng)力對(duì)m m做的功做的功W=EqsW=Eqs，對(duì)，對(duì)M M做的功做的功W=W= EQs EQs，則兩者動(dòng)能均由電場(chǎng)力做功轉(zhuǎn)化而來，所以動(dòng)

18、，則兩者動(dòng)能均由電場(chǎng)力做功轉(zhuǎn)化而來，所以動(dòng)能之比為能之比為 =q/Q=q/Q，故選項(xiàng)，故選項(xiàng)D D正確正確. .EqsEQs3.3.如圖所示，電荷量和質(zhì)量都相同的如圖所示，電荷量和質(zhì)量都相同的帶正電的粒子以不同的初速度通過帶正電的粒子以不同的初速度通過A A、B B兩板間的加速電場(chǎng)后飛出，不計(jì)重兩板間的加速電場(chǎng)后飛出，不計(jì)重力的作用，則力的作用，則( )( )A.A.它們通過加速電場(chǎng)所需要的時(shí)間相它們通過加速電場(chǎng)所需要的時(shí)間相等等B.B.它們通過加速電場(chǎng)過程中動(dòng)能的增量相等它們通過加速電場(chǎng)過程中動(dòng)能的增量相等C.C.它們通過加速電場(chǎng)過程中速度的增量相等它們通過加速電場(chǎng)過程中速度的增量相等D.D

19、.它們通過加速電場(chǎng)的過程中電勢(shì)能的減少量相等它們通過加速電場(chǎng)的過程中電勢(shì)能的減少量相等【解析【解析】選選B B、D.D.因?yàn)閹щ娏Ｗ拥碾姾闪肯嗟龋梢驗(yàn)閹щ娏Ｗ拥碾姾闪肯嗟?，由W=qUW=qU=E=Ek k-E-Ek0k0可知，可知，B B對(duì)對(duì). .因?yàn)橐驗(yàn)閃=qUW=qU一定，而電場(chǎng)力做功一定，而電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的減少量，故等于電勢(shì)能的減少量，故D D對(duì)對(duì). .4.(20114.(2011嘉興高二檢測(cè)嘉興高二檢測(cè)) )如圖是一如圖是一個(gè)說明示波管工作的原理圖個(gè)說明示波管工作的原理圖, ,電子電子經(jīng)加速電場(chǎng)經(jīng)加速電場(chǎng)( (加速電壓為加速電壓為U U1 1) )加速后加速后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)垂

20、直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng), ,離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)量是離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)量是h,h,兩平行兩平行板間的距離為板間的距離為d,d,電壓為電壓為U U2 2, ,板長(zhǎng)為板長(zhǎng)為L(zhǎng),L,每單位電壓引起的每單位電壓引起的偏移偏移h/Uh/U2 2, ,叫做示波管的靈敏度叫做示波管的靈敏度, ,為了提高靈敏度為了提高靈敏度, ,可采可采用下列哪些方法用下列哪些方法( )( )A.A.減小減小U U2 2 B.B.減小減小U U1 1C.C.減小減小d D.d D.減小減小L L【解析【解析】5.5.如圖所示如圖所示, ,初速度為零的電子在電勢(shì)初速度為零的電子在電勢(shì)差為差為U U1 1的電場(chǎng)中加速后的電場(chǎng)中加速后, ,

21、垂直進(jìn)入電勢(shì)垂直進(jìn)入電勢(shì)差為差為U U2 2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng), ,在滿足電子能射出在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下, ,下列四種情況中下列四種情況中, ,一一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角度變大的是定能使電子的偏轉(zhuǎn)角度變大的是( )( )A.UA.U1 1變大變大,U,U2 2變大變大 B.UB.U1 1變小變小,U,U2 2變大變大C.UC.U1 1變大變大,U,U2 2變小變小 D.UD.U1 1變小變小,U,U2 2變小變小【解析【解析】選選B.B.帶電粒子在加速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理知帶電粒子在加速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理知qUqU1 1= mv= mv0 02 2 在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)

22、：在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)：v vy y= = t= t= 由由式得式得tan = ( tan = ( 為電子的偏轉(zhuǎn)角為電子的偏轉(zhuǎn)角).).要要使偏轉(zhuǎn)角變大使偏轉(zhuǎn)角變大, ,可知只有可知只有B B正確正確. . 12qEm20qU Lmdvy201vU Lv2U d一、選擇題一、選擇題( (本題包括本題包括5 5個(gè)小題，每小題個(gè)小題，每小題4 4分，共分，共2020分分) )1.1.如圖所示如圖所示, ,在在P P板附近有一電子由靜板附近有一電子由靜止開始向止開始向Q Q板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng), ,則關(guān)于電子到達(dá)則關(guān)于電子到達(dá)Q Q板時(shí)的速度板時(shí)的速度, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A

23、.A.兩板間距離越大兩板間距離越大, ,加速的時(shí)間就越長(zhǎng)加速的時(shí)間就越長(zhǎng), ,獲得的速度就獲得的速度就越大越大B.B.兩板間距離越小兩板間距離越小, ,加速度就越大加速度就越大, ,獲得的速度就越大獲得的速度就越大C.C.與兩板間距離無關(guān)與兩板間距離無關(guān), ,僅與加速電壓有關(guān)僅與加速電壓有關(guān)D.D.以上說法均不正確以上說法均不正確【解析【解析】選選C.C.電子由電子由P P至至Q Q的過程中的過程中, ,靜電力做功靜電力做功, ,根據(jù)根據(jù)動(dòng)能定理動(dòng)能定理qUqU= mv= mv2 2得得v= ,v= ,速度大小與速度大小與U U有關(guān)有關(guān), ,與與距離無關(guān)距離無關(guān). .故正確答案為故正確答案為C

24、.C.122qUm2.(20112.(2011長(zhǎng)沙高二檢測(cè)長(zhǎng)沙高二檢測(cè)) )如圖所示如圖所示, ,讓一束電子和一束氫核以相同的初讓一束電子和一束氫核以相同的初速度通過同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)速度通過同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng), ,則則( )( )A.A.電子和氫核在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同電子和氫核在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B.B.電子和氫核出電場(chǎng)時(shí)的偏角不同電子和氫核出電場(chǎng)時(shí)的偏角不同C.C.電子和氫核出電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能相同電子和氫核出電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能相同D.D.電子和氫核出電場(chǎng)時(shí)速度相同電子和氫核出電場(chǎng)時(shí)速度相同【解析【解析】選選A A、B.B.由運(yùn)動(dòng)時(shí)間由運(yùn)動(dòng)時(shí)間t= t= 可知可知, ,電子和氫核在電子和氫核在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

25、電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,A,A對(duì)對(duì). .偏角偏角的正切值的正切值tantan= = 電子和氫核的電量電子和氫核的電量q q相等相等, ,質(zhì)量質(zhì)量m m不等不等, ,所以偏角所以偏角不同不同,B,B對(duì)對(duì). .射出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能射出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能E Ek k= = m(v m(v2 20 0+v+v2 2y y),),由于由于v vy y=at= =at= 不同不同, ,所以出電場(chǎng)時(shí)所以出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能的動(dòng)能E Ek k和速度均不同和速度均不同, ,故故C C、D D錯(cuò)錯(cuò). .0lvy2000vatUql,vvmv d120Uqlmv d3.3.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為q q的微觀粒子垂

26、直場(chǎng)強(qiáng)方向從的微觀粒子垂直場(chǎng)強(qiáng)方向從中央射入兩平行帶電極板之間，當(dāng)粒子的入射速度為中央射入兩平行帶電極板之間，當(dāng)粒子的入射速度為v v0 0時(shí)，恰好能穿越平行板電場(chǎng)時(shí)，恰好能穿越平行板電場(chǎng). .為使其入射速度減半時(shí)為使其入射速度減半時(shí)仍恰能穿越電場(chǎng)，則必須使仍恰能穿越電場(chǎng)，則必須使( )( )A.A.粒子的電荷量減半粒子的電荷量減半 B.B.兩板間電壓減半兩板間電壓減半C.C.兩板間距加倍兩板間距加倍 D.D.兩板間距減半兩板間距減半【解析【解析】選選C.C.解決這類問題時(shí)，一定要推出各物理量解決這類問題時(shí)，一定要推出各物理量之間的函數(shù)關(guān)系式，設(shè)板長(zhǎng)為之間的函數(shù)關(guān)系式，設(shè)板長(zhǎng)為l l，間距為，

27、間距為d d，當(dāng)以，當(dāng)以v v0 0恰恰好穿越電場(chǎng)時(shí)，好穿越電場(chǎng)時(shí)，l=vl=v0 0t, t, 即：即：d= .d= .從從d= d= 可以看出，選項(xiàng)可以看出，選項(xiàng)C C是正確的是正確的. .220d1Uql,22dmv220Uqldmv220Uqldmv4.4.一平行板電容器的兩個(gè)極板水平放置，兩極板間有一平行板電容器的兩個(gè)極板水平放置，兩極板間有一帶電荷量不變的小油滴，小油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所一帶電荷量不變的小油滴，小油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力的大小與其速率成正比受空氣阻力的大小與其速率成正比. .若兩極板間電壓為若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時(shí)間后，小油滴以速率零，經(jīng)一段時(shí)間后，小油滴以

28、速率v v勻速下降；若兩極勻速下降；若兩極板間電壓為板間電壓為U U，經(jīng)一段時(shí)間后，小油滴以速率，經(jīng)一段時(shí)間后，小油滴以速率v v勻速上勻速上升升. .若兩極板間電壓為若兩極板間電壓為-U-U，小油滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的，小油滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小、方向?qū)⑹谴笮?、方向?qū)⑹? )( )A.2vA.2v、向下、向下 B.2vB.2v、向上、向上C.3vC.3v、向下、向下 D.3vD.3v、向上、向上【解析【解析】選選C.C.因?yàn)榭諝庾枇Φ拇笮∨c其速率成正比，因?yàn)榭諝庾枇Φ拇笮∨c其速率成正比，可令可令F Ff f=kv=kv. .當(dāng)電壓為零時(shí)，物體勻速運(yùn)動(dòng)，受力平當(dāng)電壓為零時(shí)，物體勻速運(yùn)動(dòng)，受力平

29、衡衡,mg=F,mg=Ff f=kv=kv. .當(dāng)電壓為當(dāng)電壓為U U時(shí)經(jīng)一段時(shí)間物體向上做勻速時(shí)經(jīng)一段時(shí)間物體向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，阻力向下，由牛頓第二定律直線運(yùn)動(dòng)，阻力向下，由牛頓第二定律qU/d-mg-kvqU/d-mg-kv=0.=0.當(dāng)電壓為當(dāng)電壓為-U-U時(shí)，電場(chǎng)力方向向下，空氣阻力向上，物時(shí)，電場(chǎng)力方向向下，空氣阻力向上，物體向下運(yùn)動(dòng)，故體向下運(yùn)動(dòng)，故B B、D D錯(cuò)，由牛頓第二定律錯(cuò)，由牛頓第二定律qU/d+mg-qU/d+mg-kvkv=0.=0.解得解得v=3v,Av=3v,A錯(cuò)，錯(cuò)，C C正確正確. .5.(20115.(2011南安高二檢測(cè)南安高二檢測(cè)) )示波器可以用來

30、觀察電信號(hào)示波器可以用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況隨時(shí)間變化的情況, ,其核心部件是示波管其核心部件是示波管. .若在熒光屏若在熒光屏上出現(xiàn)如圖所示的正弦式交變電流波形上出現(xiàn)如圖所示的正弦式交變電流波形, ,則在水平偏轉(zhuǎn)則在水平偏轉(zhuǎn)電極電極XXXX、豎直偏轉(zhuǎn)電極、豎直偏轉(zhuǎn)電極YYYY所加的電壓波形是所加的電壓波形是( )( )A.XXA.XX加圖加圖(1)(1)波形電壓波形電壓,YY,YY加圖加圖(2)(2)波形電壓波形電壓B.XXB.XX加圖加圖(2)(2)波形電壓波形電壓,YY,YY加圖加圖(1)(1)波形電壓波形電壓C.XXC.XX加圖加圖(3)(3)波形電壓波形電壓,YY,YY加圖加圖

31、(1)(1)波形電壓波形電壓D.XXD.XX加圖加圖(4)(4)波形電壓波形電壓,YY,YY加圖加圖(1)(1)波形電壓波形電壓【解析【解析】選選D.D.加在加在YYYY上的電壓是信號(hào)電壓上的電壓是信號(hào)電壓, ,加在加在XXXX上的電壓是掃描電壓上的電壓是掃描電壓, ,兩者周期相同時(shí)兩者周期相同時(shí), ,熒光屏上就會(huì)熒光屏上就會(huì)顯示出信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的波形圖顯示出信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的波形圖, ,故選故選D.D.二、非選擇題二、非選擇題( (本題共本題共2 2小題，共小題，共1010分分) )6.(56.(5分分) )如圖所示，在點(diǎn)電荷如圖所示，在點(diǎn)電荷+Q+Q的電的電場(chǎng)中有場(chǎng)中有A A、B B

32、兩點(diǎn)，將質(zhì)子和兩點(diǎn)，將質(zhì)子和粒子粒子分別從分別從A A點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)B B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為多少？比為多少？1212【解析【解析】質(zhì)子和質(zhì)子和粒子都是正離子，從粒子都是正離子，從A A點(diǎn)釋放將受電點(diǎn)釋放將受電場(chǎng)力作用加速運(yùn)動(dòng)到場(chǎng)力作用加速運(yùn)動(dòng)到B B點(diǎn)，設(shè)點(diǎn)，設(shè)A A、B B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U U，由動(dòng)能定理有：由動(dòng)能定理有：對(duì)質(zhì)子：對(duì)質(zhì)子： m mH Hv vH H2 2=q=qH HU U對(duì)對(duì)粒子：粒子： m mv v2 2=q=qU U答案答案: :7.(57.(5分分) )一束質(zhì)量為一束質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為q

33、q的帶電粒子以平行于兩極板的速的帶電粒子以平行于兩極板的速度度v v0 0進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示. .如如果兩極板間電壓為果兩極板間電壓為U U，兩極板間的，兩極板間的距離為距離為d d、板長(zhǎng)為、板長(zhǎng)為L(zhǎng),L,設(shè)粒子束不會(huì)擊中極板，則粒子從設(shè)粒子束不會(huì)擊中極板，則粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到飛出極板時(shí)電勢(shì)能的變化量為進(jìn)入電場(chǎng)到飛出極板時(shí)電勢(shì)能的變化量為_.(_.(粒粒子的重力忽略不計(jì)子的重力忽略不計(jì)) )【解析【解析】帶電粒子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在帶電粒子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做功導(dǎo)致電勢(shì)能的豎直方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做功導(dǎo)致電勢(shì)能的

34、改變改變. .水平方向勻速，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間水平方向勻速，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間t= t= 豎直方向加速，則側(cè)位移豎直方向加速，則側(cè)位移y= aty= at2 20Lv12答案答案: :1.(101.(10分分) )如圖所示如圖所示, ,在一塊足夠大的鉛板在一塊足夠大的鉛板A A的的右側(cè)固定著一小塊放射源右側(cè)固定著一小塊放射源P,PP,P向各個(gè)方向放向各個(gè)方向放射出電子射出電子, ,速率為速率為 10107 7 m/s m/s. .在在A A板右方距板右方距A A為為2 cm2 cm處放置一個(gè)與處放置一個(gè)與A A平行的金屬板平行的金屬板B,B,在在B B、A A之間加上直流電壓之間加上直流電壓. .板間的勻強(qiáng)電

35、場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E=E=3.643.6410104 4 N/C,N/C,方向水平向左方向水平向左. .已知電子質(zhì)量已知電子質(zhì)量m=9.1m=9.1 1010-31-31 kg kg、電荷量、電荷量e=1.6e=1.61010-19 -19 C,C,求電子打在求電子打在B B板上的板上的范圍范圍. .【解析【解析】電子離開放射源后做勻變速運(yùn)動(dòng)電子離開放射源后做勻變速運(yùn)動(dòng). .初速度垂直板的電子直接沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到初速度垂直板的電子直接沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B B板的板的O O點(diǎn)點(diǎn). .其他電子打在以其他電子打在以O(shè) O點(diǎn)為中心的周點(diǎn)為中心的周圍某一位置圍某一位置. .設(shè)初速度與板平行的電子打在設(shè)初

36、速度與板平行的電子打在B B板上的板上的N N點(diǎn)點(diǎn), ,且距且距O O點(diǎn)最遠(yuǎn)點(diǎn)最遠(yuǎn). .電子豎直方向上電子豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng) =v=v0 0t t ON水平方向上的分運(yùn)動(dòng)水平方向上的分運(yùn)動(dòng)d= td= t2 2 將將v v0 0=10=107 7 m/s,e m/s,e=1.6=1.61010-19-19 C,m C,m=9.1=9.11010-31-31 kg,E kg,E= = 3.643.6410104 4 N/C,dN/C,d=2=21010-2-2 m m代入代入求得求得 =2.5=2.51010-2-2 m=2.5 cm. m=2.5 cm.即電子打在即電子打在B B板上的

37、范圍是以板上的范圍是以O(shè) O為圓心為圓心, ,以以2.5 cm2.5 cm為半徑為半徑的圓面的圓面. .答案答案: :以以O(shè) O為圓心為圓心, ,以以2.5 cm2.5 cm為半徑的圓面為半徑的圓面. .1 eE2 mON2.(102.(10分分) )如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為如圖所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m m、電荷量為電荷量為q q的離子，從靜止經(jīng)加速電壓的離子，從靜止經(jīng)加速電壓U U1 1加速后，獲得加速后，獲得速度速度v v0 0，并沿垂直于電場(chǎng)線方向射入兩平行板中央，并沿垂直于電場(chǎng)線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓受偏轉(zhuǎn)電壓U U2 2作用后，以速度作用后，以速度v v離開電場(chǎng)離開電場(chǎng). .已知平行板已知平行板長(zhǎng)為長(zhǎng)為l l，兩板間距離為，兩板間距離為d d，求：，求：(1)v(1)v0 0的大?。坏拇笮?；(2)(2)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的豎直速度離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的豎直速度v vy y；(3)(3)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v v的大?。坏拇笮?；(4)(4)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏移量離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏移量y.y.【解析【解析】 答案答案: :