第10章　作业15　带电粒子在电场中的运动-物理人教版必修第三册

作业15带电粒子在电场中的运动(分值：100分)1～5题每题7分，共35分考点一带电粒子在电场中的加速1．如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，已知两极板间的电势差为U，板间距离为d，电子质量为m，电荷量为e，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是()A．若将板间距离d增大一倍，则电子到达Q板时的速率保持不变B．若将板间距离d增大一倍，则电子到达Q板时的速率也增大一倍C．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变D．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为原来的一半2.(2023·湖北省武钢三中高二期中)某平行板电容器带电荷量为Q，电容为C，板间距为d，如图所示。有一质量为m，电荷量为－q的点电荷(q远小于Q)，从紧靠正极板的O点以垂直于极板的速度出发，只受电容器板间静电力作用，最远只能运动到A点，然后返回，OA＝L，则该点电荷的初动能为()A.eq\f(LQq,dC)B.eq\f(CLq,Qd)C.eq\f(Qq,C)D.eq\f(Cq,Q)考点二带电粒子在电场中的偏转3.(2024·重庆市巴渝学校高二期中)如图所示，带电平行金属板水平放置，电荷量相同的三个带电粒子a、b、c从两极板正中央以相同的初速度垂直电场线方向射入匀强电场(不计粒子的重力)，则它们在两板间运动的过程中()A．a、b、c粒子在板间运动时间ta＝tb<tcB．a、b、c粒子在板间运动时间ta<tb＝tcC．a、b、c粒子在板间运动时间ta＝tb＝tcD．a、b、c粒子在板间运动时间ta＝tb>tc4．(2023·深圳市高二期末)图示为一带电粒子在竖直向下的匀强电场中运动的一段轨迹，A、B为轨迹上的两点。已知该粒子质量为m、电荷量为q，其在A点的速度大小为v0，方向水平向右，到B点时速度方向与竖直方向的夹角为30°，粒子重力不计。则A、B两点间的电势差为()A.eq\f(mv02,q)B.eq\f(mv02,2q)C.eq\f(3mv02,2q)D.eq\f(2mv02,q)5.(2024·西安市高二期中)平行板间距为d，长度为l，加上电压后，可在A、B之间的空间中(设为真空)产生电场(设为匀强电场)。在距A、B两平行板等距离的O点处，有一电荷量为＋q、质量为m的粒子以初速度v0沿水平方向(与A、B板平行)射入，不计重力，要使此粒子恰好能从下极板边缘C处射出，则A、B间的电压应为()A.eq\f(qv0,dl)B.eq\f(mv02l2,qd2)C.eq\f(lmv0,qd)D.eq\f(mv02d2,ql2)6～8题每题9分，9、10题每题12分，共51分6．(多选)如图所示，从F处释放一个无初速度的电子(重力不计)。电子向B板方向运动，下列说法正确的是(设电源电压均恒为U)()A．电子到达B板时的动能是eUB．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3eUD．电子在A板和D板之间做往返运动7.(多选)如图所示，两平行金属板水平放置，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，恰好沿下板的边缘飞出，粒子通过平行金属板的时间为t，则()A．在前eq\f(t,2)时间内，静电力对粒子做的功为eq\f(1,4)UqB．在前eq\f(t,2)时间内，静电力对粒子做的功为eq\f(1,8)UqC．在粒子下落的前eq\f(d,4)和后eq\f(d,4)过程中，静电力做功之比为1∶1D．在粒子下落的前eq\f(d,4)和后eq\f(d,4)过程中，静电力做功之比为1∶28．(2023·广州市三校期中)如图所示，平行板电容器板间电压为U，板间距为d，两板间为匀强电场，让质子以初速度v0沿着两板中心线射入，沿a轨迹落到下板的中央，现只改变其中一个条件，让质子沿b轨迹落到下板边缘，则可以将()A．开关S断开B．初速度变为2v0C．板间电压变为eq\f(U,2)D．竖直移动上板，使板间距变为2d9．(12分)先后让一束质子(eq\o\al(1,1)H)和一束α粒子(氦核eq\o\al(4,2)He)通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与电场方向垂直。(1)(6分)若两者的初速度相同，求质子与α粒子在偏转电场中偏移距离之比；(2)(6分)若两者的初动能相同，求质子偏转角的正切值与α粒子偏转角的正切值之比。10．(12分)(2024·江门市高二期末)静电喷涂是使雾化了的带负电油漆微粒在静电场的作用下，定向喷向工件，并吸附在工件表面的一种技术，其可简化成如图所示的模型：竖直放置的A、B两块平行金属板间距为d，两板间所加电压为U，在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半球形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒。油漆微粒的质量为m、电荷量为q，喷出时的初速度大小均为v0，忽略空气阻力和带电微粒之间的相互作用力，微粒的重力忽略不计。求：(1)(3分)油漆微粒到达B板的速度大小；(2)(5分)初速度方向沿平行于金属板A喷出的油漆微粒运动至B板的时间；(3)(4分)估算喷到B板的油漆区可能的最大面积。11．(14分)(2023·广东省罗湖外语学校高二期中)如图所示为一种新型粒子收集装置，一个粒子源放置在立方体ABCD－A′B′C′D′中心(固定在竖直轴上)，粒子源可以向水平各方向均匀地发射一种带正电粒子，粒子比荷为eq\f(q,m)＝1×108C/kg。立方体处在竖直向下的匀强电场中，电场强度E＝1×103N/C；立方体棱长L＝0.1m，除了上、下底面AA′B′B、CC′D′D为空外，其余四个侧面均为荧光屏。不考虑粒子源的尺寸大小、粒子重力以及粒子间的相互作用；粒子打到荧