2024-2025学年高中物理第一章静电场1.9.2示波管的原理带电体在电场中的运动课后强化演练含解析新人教版选修3-1

PAGE5-示波管的原理带电体在电场中的运动一、选择题1．(2024·定远县期末)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球()A．可能做直线运动B．肯定不做曲线运动C．速领先减小后增大D．速领先增大后减小解析：小球受重力和电场力作用，合力的方向与速度方向不在同一条直线上，小球做曲线运动，A、B选项错误；合力方向与速度方向先成钝角，后成锐角，即合力先做负功后做正功，速领先减小后增大，C选项正确，D选项错误．答案：C2．如图所示，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，假如在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的()①极板X应带正电②极板X′应带正电③极板Y应带正电④极板Y′应带正电A．①③ B．①④C．②③ D．②④解析：荧光屏上P点出现亮斑，说明极板Y带正电，极板X带正电，故A选项正确．答案：A3．(2024·蚌埠一模)如图甲为一对长度为L的平行金属板，在两板之间加上图乙所示的电压．现沿两板的中轴线从左端向右端连绵不断射入初速度为v0的相同带电粒子(重力不计)，且全部粒子均能从平行金属板的右端飞出，若粒子在两板之间的运动时间均为T，则粒子最大偏转位移与最小偏转位移的大小之比是()A．1∶1 B．2∶1C．3∶1 D．4∶1解析：粒子在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，运动时间均为T，在t＝0时刻进入的粒子偏转位移最大，在前半个周期加速运动，后半个周期匀速运动，位移ymax＝eq\f(1,2)a·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,2)))2＋aeq\f(T,2)·eq\f(T,2)＝eq\f(3,8)aT2，在t＝eq\f(T,2)时刻进入的粒子偏转位移最小，在前半个周期处于静止状态，后半个周期做加速运动，ymin＝eq\f(1,2)a·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,2)))2＝eq\f(1,8)aT2，ymax∶ymin＝3∶1，C选项正确．答案：C4．如图所示，地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m的带负电的小球以水平方向的初速度v0由O点射入该区域，刚好通过竖直平面中的P点，已知连线OP与初速度方向的夹角为45°，则此带电小球通过P点时的动能为()A．mveq\o\al(2,0) B.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)C．2mveq\o\al(2,0) D.eq\f(5,2)mveq\o\al(2,0)解析：小球受到重力和电场力作用做类平抛运动，位移与竖直方向夹角为45°，依据速度夹角正切与位移夹角正切的关系，tanθ＝2tan45°＝2，即小球到达P点的速度为vP＝eq\f(v0,cosθ)＝eq\r(5)v0，动能为eq\f(5,2)mveq\o\al(2,0)，故D选项正确．答案：D5．如图所示，平行金属板内有一匀强电场，一带电粒子以平行于金属板的初速度v0从板间某点射入电场，不计粒子受的重力，当入射动能为Ek时，此带电粒子从场中射出的动能恰好为2Ek.假如入射速度方向不变，初动能变为2Ek，那么带电粒子射出的动能为()A.eq\f(5,4)Ek B.eq\f(3,2)EkC.eq\f(5,2)Ek D．3Ek解析：带电粒子在平行板电场中做类平抛运动，当入射动能为Ek时，水平方向L＝v0t，竖直方向d1＝eq\f(qE,2m)t2，联立解得d1＝eq\f(qE,2m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,v0)))2＝eq\f(qEL2,4mEk)，依据动能定理得qEd1＝2Ek－Ek＝Ek；当入射动能为2Ek时，同理得d2＝eq\f(qEL2,8mEk)＝eq\f(d1,2)，依据动能定理得qEd2＝Ek′－2Ek；联立上式解得Ek′＝2Ek＋qEeq\f(d1,2)＝eq\f(5,2)Ek，故C选项正确，A、B、D选项错误．答案：C

6．如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷，一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么()A．若微粒带正电荷，则A板肯定带正电荷B．微粒从M点运动到N点电势能肯定增加C．微粒从M点运动到N点动能肯定增加D．微粒从M点运动到N点机械能肯定增加解析：带电微粒在重力和电场力共同作用下运动，无法确定极板电性，A选项错误；微粒做曲线运动，合力指向轨迹的内侧，做正功，依据动能定理可知，微粒从M点运动到N点动能肯定增加，C选项正确，B、D选项错误．答案：C7．(2024·石家庄一中模拟)如图所示，一质量为m、电量大小为q的带电油滴，从水平向右的匀强电场中的O点以速度v沿与场强方向成37°角射入电场中，油滴运动到最高点时速度大小也是v，已知重力加速度为g，下列说法正确的是()A．最高点可能在O点的正上方B．匀强电场的电场强度可能为E＝eq\f(mg,4q)C．O点与最高点之间的电势差可能为零D．匀强电场的电场强度可能为E＝eq\f(3mg,q)解析：油滴运动到最高点时速度大小也是v，则运动过程中，受到竖直向下的重力和水平方向的电场力．在最高点时，竖直方向上速度为零，水平方向上速度大小为v，则最高点在O点的左上方或右上方，O点与最高点之间的电势差不为零，A、C项错误；油滴带正电时，竖直方向上，vsin37°＝gt，水平方向上，v＝vcos37°＋at，联立解得匀强电场的场强E＝eq\f(mg,3q)，油滴带负电时，水平方向上，－v＝vcos37°－at，联立解得匀强电场的场强E＝eq\f(3mg,q)，B选项错误，D选项正确．答案：D8．(多选)(2024·庄河市模拟)如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不行伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b.不计空气阻力，则不正确的是()A．小球带负电B．电场力跟重力平衡C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小D．小球在运动过程中机械能不守恒解析：小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受到重力、电场力和细绳的拉力作用，电场力与重力平衡，小球带正电，A选项错误，B选项正确；小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，依据功能关系可知，小球的电势能增大，C选项错误；电场力做功，小球在运动过程中机械能不守恒，D选项正确．答案：AC二、非选择题9．(2024·黄坡一中模拟)如图所示，在长为2L、宽为L的区域内正好一半空间有方向平行于短边向上的匀强电场，无电场区域位于区域右侧另一半内，现有一个质量为m，电量为－q的粒子，以平行于长边的速度v0从区域的左上角A点射入该区域，不考虑粒子重力，要使这个粒子能从区域的右下角的B点射出，求电场强度的大小．解析：粒子在电场中受电场力偏转．垂直于电场方向上，L＝v0t.平行