（新课标）2018年高考物理总复习 课时达标检测（四十）带电粒子在电场中的运动（重点突破课）.doc

课时达标检测(四十) 带电粒子在电场中的运动 (重点突破课)一、单项选择题1.如图所示，从f处释放一个无初速度的电子向b板方向运动，指出下列对电子运动的描述中哪句是错误的(设电源电动势为u)()a电子到达b板时的动能是ueb电子从b板到达c板动能变化量为零c电子到达d板时动能是3ued电子在a板和d板之间做往复运动解析：选c电子在ab之间做匀加速运动，且euek，a正确；在bc之间做匀速运动，b正确；在cd之间做匀减速运动，到达d板时，速度减为零，c错误，d正确。2.如图所示，一价氢离子(h)和二价氦离子(he2)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们()a同时到达屏上同一点b先后到达屏上同一点c同时到达屏上不同点 d先后到达屏上不同点解析：选b一价氢离子(h)和二价氦离子(he2)的比荷不同，由qumv2可知经过加速电场获得的末速度不同，因此在加速电场及偏转电场中的运动时间均不同，但在偏转电场中偏转距离yat2相同，所以会打在同一点，b正确。3.如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从带电的平行板电容器极板左侧中央以相同的水平速度v0垂直于电场线方向射入匀强电场中。在重力、电场力共同作用下，三球沿不同的轨道运动，最后都落到极板上，则()a三个粒子在电场中运动的时间相同ba粒子带负电c三者落在板上的动能关系为ekcekbekad三者都做平抛运动解析：选c粒子在水平方向做初速度相同的匀速运动，水平位移越大运动时间越长，故运动的时间tatbtc；在竖直方向做匀加速运动，侧向位移yat2，且三者侧向位移一样，故加速度acabaa，静电力与重力的合力关系为fcfbfa，即c带负电、b不带电、a带正电。由于合力做功wcwbwa，根据动能定理，粒子动能的增加量为ekcekbeka。4质量相同的两个带电粒子p、q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，p从两极板正中央射入，q从下极板边缘处射入。它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中，()a它们运动的时间tqtpb它们所带的电荷量之比qpqq12c它们的电势能减少量之比epeq12d它们的动能增量之比为ekpekq21解析：选b小球在竖直方向受到向上的电场力，做匀加速直线运动，在水平方向上做匀速直线运动，因为两小球在水平方向上的速度相同，又因为在水平方向上的位移相同，故根据公式xv0t可得两者的运动时间相同，a错误；在竖直方向上的位移之比，因为ypapt2t2，yqaqt2t2，联立可得qpqq12，b正确；电场力做功为weqy，电场力做多少正功，电势能就减少多少，故，过程中只有电场力做功，所以电势能转化为动能，即它们的动能增量之比为ekpekq14，c、d错误。二、多项选择题5在场强大小为e的匀强电场中，质量为m、带电荷量为q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为，物体运动s距离时速度变为零。则下列说法正确的是()a物体克服电场力做功0.8qesb物体的电势能增加了0.8qesc物体的电势能增加了qesd物体的动能减少了0.8qes解析：选cd分析题意知带电物体应竖直向下运动，所受电场力竖直向上，根据牛顿第二定律：0.8qeqemg，即mg0.2qe，故电场力做功wqes，电势能增加了qes，a、b错，c对；物体所受合力为0.8qe，方向竖直向上，根据动能定理，物体的动能减少了0.8qes，d对。6.如图所示，带电荷量之比为qaqb13的带电粒子a、b以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在c、d点，若occd，忽略粒子重力的影响，则()aa和b在电场中运动的时间之比为12ba和b运动的加速度大小之比为41ca和b的质量之比为112da和b的位移大小之比为11解析：选abc粒子a和b在匀强电场中做类平抛运动，水平方向由xv0t及occd得，tatb12；竖直方向由hat2得a，它们沿竖直方向下落的加速度大小之比为aaab41；根据a得m，故，a和b的位移大小不相等，故选项a、b、c正确，d错误。7.(2015天津高考)如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场e1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场e2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么()a偏转电场e2对三种粒子做功一样多b三种粒子打到屏上时的速度一样大c三种粒子运动到屏上所用时间相同d三种粒子一定打到屏上的同一位置解析：选ad根据动能定理有qe1dmv12，得三种粒子经加速电场加速后获得的速度v1 。在偏转电场中，由lv1t2及yt22得，带电粒子经偏转电场的侧位移y，则三种粒子在偏转电场中的侧位移大小相等，又三种粒子带电荷量相同，根据wqe2y得，偏转电场e2对三种粒子做功一样多，选项a正确。根据动能定理，qe1dqe2ymv22，得到粒子离开偏转电场e2打到屏上时的速度 v2 ，由于三种粒子的质量不相等，故v2不一样大，选项b错误。粒子打在屏上所用的时间t(l为偏转电场左端到屏的水平距离)，由于v1不一样大，所以三种粒子打在屏上的时间不相同，选项c错误。根据vyt2及tan 得，带电粒子的偏转角的正切值tan ，即三种带电粒子的偏转角相等，又由于它们的侧位移相等，故三种粒子打到屏上的同一位置，选项d正确。8.如图所示，两对金属板a、b和c、d分别竖直和水平放置，a、b接在电路中，c、d板间电压为u。a板上o处发出的电子经加速后，水平射入c、d板间，电子最终都能打在光屏m上。关于电子的运动，下列说法正确的是()as闭合，只向右移动滑片p，p越靠近b端，电子打在m上的位置越高bs闭合，只改变a、b板间的距离，改变前后，电子由o至m经历的时间相同cs闭合，只改变a、b板间的距离，改变前后，电子到达m前瞬间的动能相同ds闭合后再断开，只向左平移b，b越靠近a板，电子打在m上的位置越高解析：选cd初速度为0的电子经电场加速后根据动能定理有eu0mv02，即有v0 ，进入偏转电场后做类平抛运动，水平方向lv0t，竖直方向两极板间的距离为d，电子的加速度a，偏转位移dat2，u0越大，d越小，选项a错误；只改变a、b板间的距离，电子在a、b板间加速时间变化，但离开a、b板后的速度不变，故电子的运动时间变化，选项b错误；只改变a、b板间的距离，电子运动加速后的速度不变，在偏转电场中vy也不变，所以电子到达m前瞬间的动能相同，选项c正确；s闭合后再断开，电容器带电量不变，向左平移b，根据e得，a、b板间的场强不变，所以电子离开b板时速度变小，在偏转极板c、d间运动的时间变长，偏转位移变大，选项d正确。三、计算题9.在示波管中，电子通过电子枪加速，进入偏转电场，然后射到荧光屏上，如图所示，设电子的质量为m(不考虑所受重力)，电荷量为e，从静止开始，经过加速电场加速，加速电场电压为u1，然后进入偏转电场，偏转电场中两板之间的距离为d，板长为l，偏转电压为u2，求电子射到荧光屏上的动能为多大？解析：电子在加速电场加速时，根据动能定理eu1mvx2进入偏转电场后lvxt，vyat，a射出偏转电场时合速度v，由以上各式得ekmv2eu1。答案：eu110如图所示，两平行金属板a、b长l8 cm，两板间距离d8 cm，a板比b板电势高300 v。一带正电的粒子电荷量为q1010 c，质量m1020 kg，沿电场中心线ro垂直电场线飞入电场，初速度v02106 m/s。粒子飞出平行板电场后经过界面mn、ps间的无电场区域后，进入固定在o点的点电荷q形成的电场区域(设界面ps右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知两界面mn、ps相距为12 cm，d是中心线ro与界面ps的交点，o点在中心线上，距离界面ps为9 cm，粒子穿过界面ps最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。(静电力常量k9.0109 nm2/c2)(1)求粒子穿过界面mn时偏离中心线ro的距离多远？到达ps界面时离d点多远？(2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹。解析：(1)粒子穿过界面mn时偏离中心线ro的距离(侧向位移)yat222m0.03 m3 cm带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与ps线交于e，设e到中心线的距离为y。则yvyy m0.03 m0.12 m12 cm。(2)第一段是抛物线，第二段是直线，第三段是曲线，轨迹如图所示。答案：(1)3 cm12 cm(2)见解析11(2016北京高考)如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为u0。偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为u，极板长度为l，板间距为d。(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y；(2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知u2.0102 v，d4.0102 m，m9.1 1031 kg，e1.61019 c，g10 m/s2。(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”g的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。解析：(1)根据动能定理，得eu0mv02解得电子射入偏转电场的初速度v0 在偏转电场中，电子的运动时间tl加速度a，偏转距离ya(t)2。(