第一章第六节示波器的奥秘

第页第一章电场第六节示波器的奥秘A级抓基础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．匀速圆周运动解析：因为粒子只受到电场力的作用，所以不可能做匀速直线运动．答案：A2．两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子具有的初动能是()A.eq\f(edh,U) B．edUhC.eq\f(eU,dh) D.eq\f(eUh,d)解析：由动能定理：－Fs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，所以－eEh＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，－eeq\f(U,d)h＝0－Ek0，所以Ek0＝eq\f(eUh,d).答案：D3．如图所示，质子(eq\o\al(1,1)H原子核)和α粒子(eq\o\al(4,2)He原子核)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(不计粒子重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶4解析：由y＝eq\f(1,2)eq\f(Eq,m)eq\f(L2,veq\o\al(2,0))和Ek0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，得：y＝eq\f(EL2q,4Ek0)，可知y与q成正比，B正确．答案：B4.如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB＝BC，则它们带电荷量之比q1∶q2等于()A．1∶2 B．2∶1C．1∶eq\r(2) D.eq\r(2)∶1解析：竖直方向有h＝eq\f(1,2)gt2，水平方向有l＝eq\f(qE,2m)t2，联立可得q＝eq\f(mgl,Eh)，所以有eq\f(q1,q2)＝eq\f(2,1)，B对．答案：B5．(多选)一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是()A．加速电压突然变大B．加速电压突然变小C．偏转电压突然变大 D．偏转电压突然变小答案：AD6.(多选)如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板，如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的eq\f(1,2)后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)()A．使初速度减为原来的eq\f(1,2)B．使M、N间电压加倍C．使M、N间电压提高到原来的4倍D．使初速度和M、N间电压都减为原来的eq\f(1,2)解析：由qE·l＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，当v0变为eq\f(\r(2),2)v0时l变为eq\f(l,2)；因为qE＝qeq\f(U,d)，所以qE·l＝qeq\f(U,d)·l＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，通过分析知B、D选项正确．答案：BDB级提能力7．(多选)如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落到A、B、C三点，则()A．落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电B．三小球在电场中运动的时间关系：tC<tB<tAC．三小球到达正极板时动能关系：EkA>EkB>EkCD．三小球在电场中运动的加速度关系：aA>aB>aC解析：带负电的小球受到的合力为mg＋F电，带正电的小球受到的合力为mg－F电，不带电小球仅受重力mg，小球在板间运动时间t＝eq\f(x,v0)，所以tC<tB<tA，故B项正确；又y＝eq\f(1,2)at2，则aC>aB>aA，落在C点的小球带负电，落在A点的小球带正电，落在B点的小球不带电，故A项正确；因为电场对带负电的小球C做正功，对带正电的小球A做负功，所以落在板上动能的大小EkC>EkB>EkA，C错误．答案：AB8．(多选)如图所示，平行板电容器两极板间的电场可看作是匀强电场，两板水平放置，板间相距为d，一带负电粒子从上板边缘射入，沿直线从下板边缘射出，粒子的电荷量为q，质量为m，下列说法中正确的是()A．粒子的加速度为零B．粒子的电势能减少3mgdC．两板间的电势差为eq\f(mgd,q)D．M板比N板电势低解析：由题可知粒子做匀速直线运动，故A对，又mg＝qE，则U＝eq\f(mgd,q)，故C对；粒子带负电，电场力向上，则M板带正电，N板带负电，M板电势比N板高，故D错．又由电场力做负功可知电势能增加mgd.答案：AC9．(多选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()A．它们通过加速电场所需的时间相等B．它们通过加速电场过程中速度的增量相等C．它们通过加速电场过程中动能的增量相等D．它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等解析：粒子在匀强电场中做匀加速直线运动满足：vt＋eq\f(1,2)at2＝d，又因为a＝eq\f(qU,md)，由于电量和质量都相同，故加速度相同，由于初速度不同，故时间不等，故A错误．因为带电粒子的电荷量相等，故电场力做功相等W电＝qU，根据动能定理，电场力做功等于动能的增量，由W电＝Ek－Ek0，故它们通过加速电场过程中动能的增量相等，即ΔE＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)相等，虽然质量相等，但速度的增量不等，故B错误、C正确．因为电场力W电＝qU一定，而电场力做功等于电势能的减少量，故D正确．答案：CD10.如图所示，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偏转匀强电场中．在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是()A．U1变大，U2变大 B．U1变小，U2变大C．U1变大，U2变小 D．U1变小，U2变小解析：设电子经加速电场后获得的速度为v0，由动能定理得qU1＝eq\f(mveq\o\al(2,0),2)，①设偏转电场的极板长为L，则电子在偏转电场中运动时间t＝eq\f(L,v0)，②电子在偏转电场中受电场力作用获得的加速度a＝eq\f(qU2,md)，③电子射出偏转电场时，平行于电场线的速度vy＝at，④由②③④得vy＝eq\f(qU2L,mdv0)，所以，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qU2L,mdveq\o\al(2,0))，①式代入上式得tanθ＝eq\f(U2L,2U1d)，所以选项B正确．答案：B11.如图所示，两块相距为d，足够长的金属板平行竖直放置，长为L的细绝缘线一端拴质量为m的带电小球，另一端固定在左板上某点，小球静止时绝缘线与竖直方向的夹角为θ，如将绝缘线剪断，问：(1)小球将如何运动？(2)小球经多长时间打到金属板上？解析：(1)剪断线后，小球受重力、电场力的作用，合力为恒力，合力的方向沿线的伸长方向(即与板成θ角)，所以小球将沿线的伸长方向做初速度为零的匀加速直线运动，直至打到右侧金属板上．(2)由图可知tanθ＝eq\f(qE,mg)＝eq\f(\f(qE,m),\f(mg,m))＝eq\f(a水平,g)，所以小球的水平分加速度a水平＝gtanθ，要打到金属板上，水平位移x＝d－Lsinθ，由匀变速直线运动规律可得x＝eq\f(1,2)at2，所以t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2（d－Lsinθ）,gtanθ)).答案：(1)沿线的伸长方向做初速度为零的匀加速直线运动(2)eq\r(\f(2（d－Lsinθ）,gtanθ))12．如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L＝0.4m，两板间距离d＝4×10－3m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒质量m＝4×10－5kg，电量q＝＋1×10－8C(g取10m/s(1)微粒入射速度v0为多少？(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？解析：(1)由eq\f(L,2)＝v0t，eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)gt2，可解得：v0＝eq\f(L,2)eq\r(\f(g,d))＝10m/s.(2)电容器的上板应接电源的负极．当所加的电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出：eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)a1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,v0)))eq\s\up12(2)，a1＝eq\f(mg－q\f(U1,d),m)，解得：