高中物理 1.9 带电粒子在电场中的运动练习 新人教版选修31.doc

2015版高中物理 1.9 带电粒子在电场中的运动练习 新人教版选修3-1基础夯实一、选择题(14题为单选题，5、7题为多选题)1一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是()a匀速直线运动b匀加速直线运动c匀变速曲线运动 d匀速圆周运动答案：a解析：因为粒子只受到电场力作用，所以不可能做匀速直线运动。2一个带正电的油滴从如图所示的匀强电场上方a点自由下落，油滴落入匀强电场后，能较准确地描述油滴运动轨迹的是()答案：b解析：油滴自电场上方落入电场，即油滴进入电场时有一定的速度，而油滴受重力和电场力的作用，两者的合力指向右下侧，而油滴进入电场时的速度方向为竖直向下，故油滴的轨迹应如选项b的情形。3一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴。油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为u，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为u，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是()a2v、向下 b2v、向上c3v、向下 d3v、向上答案：c解析：由题意知，未加电压时mgkv加电压u时，电场力向上，设为f，则有fmgkv当加电压(u)时，电场力向下，匀速运动时有fmgkv联立得：v3v方向向下，c选项正确。4(山东实验中学20132014学年高二上学期检测)喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中()a向负极板偏转b电势能逐渐增大c运动轨迹是抛物线 d运动轨迹与带电量无关答案：c解析：墨汁微粒带负电，将向正极板偏转，选项a错误；电场力对微滴做正功，电势能将减小，选项b错误；微滴在垂直电场方向做匀速直线运动，在电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，其轨迹为抛物线，选项c正确；电量不同，其加速度不同，运动轨迹不同，选项d错误。5示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上p点出现亮斑，那么示波管中的()a极板x应带正电 b极板x应带正电c极板y应带正电 d极板y应带正电答案：ac解析：由题意可知，在xx方向上向x方向偏转，x带正电，a对b错；在yy方向上向y方向偏转，y带正电，c对d错。6.如图所示，a、b两导体板平行放置，在t0时将电子从a板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)。分别在a、b两板间加四种电压，它们的uabt图线如下列四图所示。能使电子到达b板的是()答案：acd解析：在a选项所加电压下，电子将一直向b加速；在c选项所加电压下，电子也一直向b板运动，是先加速再减速至0，再加速再减速至0 ，一直向b板运动；d选项和c选项一样，只不过电子的加速度发生变化；只有在b选项所加电压下，电子先向b板加速再减速，再向a板加速再减速至初始位置，且速度变为0，如此在ab间运动。7. (南京市三中20132014学年高二上学期期中)如图所示，静止的电子在加速电压为u1的电场作用下从o经p板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的偏转电场(极板长l、极板间距离d)，在偏转电压为u2的电场作用下偏转一段距离。现使u1加倍，要想使电子在偏转电场的偏移量不发生变化(调整极板间距离时电子仍能穿出偏转电场)，应该()a仅使u2加倍b仅使u2变为原来的4倍c仅使偏转电场板间距离变为原来的0.5倍d仅使偏转电场板间距离变为原来的2倍答案：ac解析：据题意，带电粒子在加速电场中做加速运动，有：qu1mv，在偏转电场中做类平抛运动，有：lv0t和yat2t2，整理得：y，因此当加速电场电压u1增加一倍，要使偏转量不变，则需要使偏转电压增加一倍或者使偏转电场两极板间距离变为原来的一半，故a、c选项正确。三、非选择题8.如图所示，一个电子以4106m/s的速度沿与电场垂直的方向从a点飞进匀强电场，并且从另一端b点沿与场强方向成150角方向飞出，那么，a、b两点间的电势差为多少伏？(电子的质量为9.11031kg)答案：136.5v解析：带电粒子在水平方向做匀速直线运动，故水平分速度依然为va，在b点的速度vb，由动能定理euabmvmv得uab。代入数据得uab136.5v。能力提升一、选择题(1题为单选题，2、3题为多选题)1(泰安市20132014学年高二上学期检测)a、b、c三个质量和电荷量都相同的粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定()在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上b和c同时飞离电场进入电场时，c的速度最大，a的速度最小动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大a bc d答案：d解析：粒子在电场中做类平抛运动，由于a、b、c质量和电荷量都相同，所以它们的加速度也相同，由题图可知竖直方向位移yaybyc，由yat2可知运动时间tatbtc；水平方向xaxbxc，由xv0t可知vavbekc，故d正确。2如图所示，带电量相等、质量不同的带电粒子a和b从带电平行板m的边缘沿平行于极板的方向进入m、n两极板间的匀强电场中，都恰好能从n板的右边缘飞出，不计重力作用，则()a两粒子进入电场时的动能一定相等b两粒子进入电场时的初速度的大小一定相等c两粒子飞出电场时的动能一定相等d两粒子飞出电场时的速度大小一定相等答案：ac解析：根据y，可判a对b错，又根据动能定理，得ekek0qu，c对，d错。3(河北石家庄市20132014学年高二上学期期末)在空间中水平面mn的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由mn上方的a点以一定初速度水平抛出，从b点进入电场，到达c点时速度方向恰好水平，a、b、c三点在同一直线上，且ab2bc，如图所示。由此可见()a电场力为2mgb小球带负电c小球从a到b与从b到c的运动时间相等d小球从a到b与从b到c的速度变化量的大小相等答案：bd解析：两个平抛过程水平方向的位移是二倍的关系，所以时间也是二倍的关系，故c错误；分别列出竖直方向的方程，即hgt2，()2，解得f3mg，故a错误；小球受到的电场力向上，与电场方向相反，所以小球应该带负电，故b正确；速度变化量等于加速度与时间的乘积，即vat，结合以上的分析可得，ab过程vgt，bc过程vgt，故d正确。二、非选择题4. (湖南浏阳一中、醴陵一中20132014学年高二上学期联考)如图所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的a点，经电压u0加速后通过b点进入两板间距 为d、电压为u的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，a、b分别为两块竖直板的中点，求：(1)电子通过b点时的速度大小；(2)右侧平行金属板的长度；(3)电子穿出右侧平行金属板时的动能。答案：(1)(2)d(3)解析：(1)由u0emv得：vb(2)由y可得：ld(3)由动能定理得：u0eeek末所以电子穿出右侧平行金属板时的动能ek末。5反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线mn两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从a点由静止开始，在电场力作用下沿直线在a、b两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是e12.0103n/c和e24.0103n/c，方向如图所示，带电微粒质量m1.01020kg，带电量q1.0109c，a点距虚线mn的距离d11.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：(1)b点距虚线mn的距离d2；(2)带电微粒从a点运动到b点所经历的时间t。答案：(1)0.5cm(2)1.5108s解