高中物理人教版1第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动 精品获奖

带电粒子在电场中的运动测试卷（范围：选修3-1第一章第9节）江苏张启业A卷一、选择题 1.（原创）我们研究的带电粒子是指那些受到的电场力远大于重力的粒子。下列粒子不能忽略重力的是（）A、电子B、质子C、氧离子D、带电小球答案：D解析：带电小球受到的重力较大，不能忽略。图1（原创）带电粒子（不计重力）以初速度v0垂直于电场线方向射入电场，射出电场时速度方向偏离原来的方向θ，如图1所示则射出电场时的速度的大小为（）图1A、v0B、v0cosθC、v0sinθD、答案：D 解析：带电粒子在沿着出速度方向做匀速直线运动，在电场方向做匀加速直线运动，所以离开电场时的速度为3．（原创）电场力做功，伴随着电势能和动能的转化。如图2所示，一个负电荷从从电场中的A点沿电场线飞到B点的过程中，下列说法正确的是（）ABABv图2B、电场力对电荷不做功C、电荷克服电场力做功D、电势能增加答案：CD解析：负电荷受电场力的方向与电场线方向相反，所以电场力做负功，电势能增加。4．（改编）带电粒子以垂直于电场的方向进入匀强电场中发生偏转时（除电场力外不计其它力的作用）：（）A、电势能增加，动能增加B、电势能减小，动能增加C、电势能和动能都不变D、上述结论都不正确答案：B解析：因为电场力做正功，电势能减小，动能增加。5.（改编），带电粒子在电场中加速的过程，电场力做功，电势能和动能的相互转化过程。如图3所示，一电子由静止开始从负极板向正极板运动，则关于电子到达正极板时的速率，下列说法正确的是：()图3A、两板间距离越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大；图3B、两板间距离越小，加速度就越大，则获得的速率越大；C、与两板间的距离无关，获得的速度仅与加速电压U有关；D、以上解释都不正确。答案：C解析：根据动能定理电子获得速度只和加速电压有关。图46．如图4所示，在光滑绝缘水平面上有两个分别带异种电荷的小球A和B，它们均在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且始终保持相对静止．设小球A的电荷量为QA，小球B的电荷量为QB，则下列判断正确的是图4A．小球A带正电，小球B带负电，且QA>QBB．小球A带正电，小球B带负电，且QA<QBC．小球A带负电，小球B带正电，且QA>QBD．小球A带负电，小球B带正电，且QA<QB答案：AD解析：两个小球必须带异种电荷才能相对静止，必须正电荷量大于负电荷量，才能向右加速运动。二、非选择题7．（改编）如图图55所示，两平行金属板长l、间距为d，一束电子以相同的速度v0平行板面方向射入平行板之间．为使任何一个电子都无法通过平行板，两板间电压至少？（已知电子质量为m、电量为e）图5答案：2md2v02/el2解析：使任何一个电子都无法通过平行板，竖直方向电子的最大位移为d，水平方向匀速运动：竖直方向匀加速运动：两式联立可得。图68。(改编)示波管的结构原理如图6所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略．在满足电子能射出平行板区的条件下，要使电子的偏转角θ变大可采取如何调节U1，U2。图6答案：减小；增大解析：带电粒子在电场中加速后获得速度：，在偏转电场中的偏转角为。图79.（改编）如图7所示，两块长均为L的平行金属板M、N与水平面成α角放置在同一竖直平面，充电后板间有匀强电场。一个质量为m、带电量为q的液滴沿垂直于电场线方向以初速度v0射人电场，并沿虚线通过电场。则此电场的电场强度为多大？液滴离开电场时的速度为多大？图7答案：，mgEqmgEq答图7即：，匀减速运动加速度为，根据匀变速运动的公式，即可求出。10．图8（改编）如图8所示，在水平向右的、强度E=2000V/m的匀强电场中，质量m=的带电粒子以大小v0图8答案：负电×10-8C,,×10-5J答图8mgEq答图8mgEq粒子的加速度为。所以粒子前进的距离为。（3）粒子的增加的电势能即为克服电场力做的功。 B卷一、选择题AB图9AB图9A．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点场强大于B点场强D．粒子的速度不断减小答案：BC解析：根据运动的轨迹可以看出粒子受到的电场力的方向，与电场线的方向相反，所以粒子带负电。若从A向B运动，电场力做负功，粒子的速度减小，若从B向A运动，速度增大；A点的场强大于B点的场强，所以粒子的加速度逐渐减小。AqmBv0E图102．（改编）如图10所示，一带电粒子，质量为m，电荷量为q，一初速度v0从A点竖直向上进入方向水平的匀强电场，粒子到达B点时速度方向沿电场线方向，大小为，则AAqmBv0E图10B.C.D.答案：C解析：物体在竖直方向上的速度变化是由于要克服重力做功，水平方向的变化时电场力做功的结果。由动能定理即可求得。3.（改编）如图11所示，水平放置的平行板电容器两极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，它从上极板M的边缘以初速度v0射入，沿直线运动并从下极板N的边缘射出，则（）v0v0MNMN图11B．微粒的电势能减少了mgdC．两极板的电势差为mgd/qD．M板的电势低于N板的电势答案：AC解析：由于重力向下，电场力向上，微粒做匀速直线运动，所以电场力和重力大小相等，方向相反。电场力做负功，电势能增加。图124.（改编）示波管的结构模型如图12所示，灵敏度定义为偏移量y与偏转电压U2的比值。一静止电子开始经电压为U1的加速电场加速后，又垂直于电场线进入电压为U2的两平行金属板间的偏转电场，设偏转电场两极板的长度为l，两板间的距离为d，射出偏转电场时沿电场线方向偏移量为y，则要提高示波管的灵敏度可采用的办法为（）图12A、U1、l都增大,d减小B、U1、d都减小，l增大C、U1减小、l，d增大D、U1增大、l,d减小答案：B解析：根据加速电场中电场力做功和偏转电场中的运动规律。，则灵敏度。5．(改编)真空中有一对水平放置的两金属板相距为d，两板电压是可以调节的，一个质量为m、带电量为＋q的粒子，从负极板中央以速度vo垂直极板射入电场，当板间电压为U时，粒子经d/4的距离就要返回，若要使粒子经d/2才返回，可采用的方法是（）A、vo增大1倍B、使板间电压U减半C、vo和U同时减半D、初速增为2vo，板间电压增为4U：答案：BD解析：根据动能定理，，所以使板间电压减半。6．α粒子（He）和质子（H）以相同速度垂直于电场线方向进入同一偏转电场，则在通过偏转电场的过程中()A．它们在电场中的运动时间相等B．它们在电场中的偏转距离相等C．它们在电场中运动的加速度相等D．电场力对它们做的功相等答案：AD解析：以相同的速度通过偏转电场，由于电场的宽度相同，所以运动的时间相同，加速度不同，在电场中偏转的距离，电场力做的功为，α粒子（He）和质子（H）相等。二、非选择题7．（改编）一初速度为零的带电粒子经电压为U=×103V的匀强电场加速后，获得×103m/s的速度，粒子通过加速电场的时间t=×10-4s，不计重力作用，则带电粒子的比荷为C/㎏。匀强电场的场强大小为V/m答案：×103C/㎏×104V/m解析：根据动能定理………由公式…所以图138.（改编）如图13所示，一个绝缘光滑半圆轨道，半径为R，放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在其上端与圆心等高处有一个质量为m，带电荷量为+q的小球由静止开始下滑，则小球运动到最低点的动能，小球运动最低点对环的压力为图13答案：，解析：由动能定理：由。解得。图149.（改编）如图14所示，质量为m=3×10-6g的油滴带有负电荷q=×10-11c，从离C缺口正上方的20cm的D处静止自由落下．若要使油滴不落在B板上，A，B板间至少应加多大电压？如果电压减为原来的一半，落到下极板时油滴的动能为多大？图14答案：解析:要使油滴不落在B板上，即使接近B板时速度为零。由动能定理即。电压减为原来的一半。由动能定理：图1510．如图15所示,在x>0的空间中,存在沿x轴正方向的匀强电场E;在x<0的空间内,存在沿x轴负方向的匀强电场,场强大小也等于E,一电子(-e,m)在x=d处的P点以沿y轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力.求:图15(1)电子在x轴方向的分运动的周期.(2)电子运动的轨迹与y轴的各个交点中,任意两个相邻交点之间的距离L.答案:解析：电子射入电场后,y方向的分运动一直为匀速运动;x方向的分运动先是-x方向的加速运动,接着是-x方向的减速运动,又+x方向的加速运动,再+x方向的减速运动……如此反复.故电子运动的轨迹如答图15所示.设电子从射入到第一次与y轴相交所用时间为t,则答图15解得答图15所以,电子在x方向分运动的周期为(2)在竖直方向上电子运动的轨迹与y轴的各个交点中,任意两个相邻交点之间的距离为