人教版選修31 帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn) 作業(yè).docVIP

高中物理帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)（答題時(shí)間：30分鐘）1. 如圖所示，a板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板間，金屬板間所加的電壓為u。電子最終打在熒光屏p上，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是（ ）a. 滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，電子打在p上的位置上升b. 滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，電子打在p上的位置上升c. 電壓u增大時(shí)，電子從發(fā)出到打在p上的時(shí)間不變d. 電壓u增大時(shí)，電子打在p上的速度大小不變2. 如圖所示，燈絲發(fā)熱后發(fā)出的電子經(jīng)加速電場后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，若加速電壓為，偏轉(zhuǎn)電壓為，要使電子在電場中偏轉(zhuǎn)量變?yōu)樵瓉淼?倍，可選用的方法有（設(shè)電子不落到極板上）（ ）a. 只使變?yōu)樵瓉淼腷. 只使變?yōu)樵瓉淼腸. 只使偏轉(zhuǎn)電極的長度變?yōu)樵瓉淼谋禿. 只使偏轉(zhuǎn)電極間的距離增加為原來的2倍3. 如圖所示，質(zhì)子（）和氘核（）同時(shí)從靜止開始，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后打在同一熒光屏幕上，不計(jì)重力，則它們（ ）a. 在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的加速度相同b. 能到達(dá)屏幕上同一點(diǎn)c. 從發(fā)出到到達(dá)屏幕的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同d. 到達(dá)屏幕時(shí)的速度相同4. 如圖所示，質(zhì)子、氘核和粒子都沿平行金屬板中心線方向射入兩板間，板內(nèi)存在勻強(qiáng)電場，粒子從板間射出后都能打在熒光屏上。下列說法中正確的是（ ）a. 若它們射入電場時(shí)的速度相等，在熒光屏上將出現(xiàn)3個(gè)亮點(diǎn)b. 若它們射入電場時(shí)的動(dòng)量相等，在熒光屏上將只出現(xiàn)2個(gè)亮點(diǎn)c. 若它們射入電場時(shí)的動(dòng)能相等，在熒光屏上將只出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn)d. 若它們是由同一個(gè)電場從靜止加速后射入此偏轉(zhuǎn)電場的，在熒光屏上將只出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn)5. 如圖所示，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場，板長為l，板間距離為d，在距板右端l處有一豎直放置的光屏m.一電荷量為q、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從兩板中央射入板間，最后垂直打在m屏上，則下列結(jié)論正確的是（ ）a. 板間的電場強(qiáng)度大小為mg/qb. 板間的電場強(qiáng)度大小為2mg/qc. 質(zhì)點(diǎn)在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能的增加量等于電場力做的功d. 質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間6. 如圖所示，一電子槍發(fā)射出的電子（初速度很小，可視為零）進(jìn)入加速電場加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，射出后偏轉(zhuǎn)位移為y，要使偏轉(zhuǎn)位移增大，下列哪些措施是可行的（不考慮電子射出時(shí)碰到偏轉(zhuǎn)電極板的情況）（ ）a.增大偏轉(zhuǎn)電壓ub.增大加速電壓u0c.增大偏轉(zhuǎn)電場的極板間距離dd.將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子7. 初速度為0的電子經(jīng)電壓u1加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時(shí)的偏移量是y，偏轉(zhuǎn)板間距為d，偏轉(zhuǎn)電壓為u2，板長為l，為了提高偏轉(zhuǎn)的靈敏度（每單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏移量即y/ u2），可采用下列哪些辦法（ ）a. 增大偏轉(zhuǎn)電壓u2 b. 盡可能使板長l短一些 c. 盡可能使d小一些 d. 使加速電壓u1小一些8. 如圖所示，質(zhì)量為m=1g、帶電荷量為q=2106c的帶電微粒從偏轉(zhuǎn)極板a、b中間的位置以v0=10m/s的初速度垂直電場方向進(jìn)入長為l=20cm、距離為d=10cm的偏轉(zhuǎn)電場，出電場后落在距偏轉(zhuǎn)電場x=40cm的擋板上，微粒的落點(diǎn)p離開初速度方向延長線的距離為y2=20cm，不考慮重力的影響。求：（1）加在a、b兩板上的偏轉(zhuǎn)電壓uab；（2）粒子擊中擋板時(shí)的動(dòng)能ek；（3）改變偏轉(zhuǎn)電壓uab，則當(dāng)uab為多少時(shí)，微粒落點(diǎn)p離開初速度延長線的距離最大？最大距離是多少？9. 如圖所示為兩組平行板金屬板，一組豎直放置，一組水平放置，今有一質(zhì)量為m的電子靜止在豎直放置的平行金屬板的a點(diǎn)，經(jīng)電壓u0加速后通過b點(diǎn)進(jìn)入兩板間距為d、電壓為u的水平放置的平行金屬板間，若電子從兩塊水平放置的平行板的正中間射入，且最后電子剛好能從右側(cè)的兩塊平行金屬板穿出，a、b分別為兩塊豎直板的中點(diǎn)，求：（1）電子通過b點(diǎn)時(shí)的速度大小；（2）右側(cè)平行金屬板的長度；（3）電子穿出右側(cè)平行金屬板時(shí)的動(dòng)能。1. bc 解析：由題意知，電子在加速電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)：，得：；電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，加速度大小，偏轉(zhuǎn)位移為；垂直電場方向：，故。滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，u1變大，y變小，因?yàn)殡娮酉蛏掀D(zhuǎn)，故在屏上的位置下降，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，u1變小，y變大，在屏上的位置上升，選項(xiàng)b正確；偏轉(zhuǎn)電壓增大時(shí)，電子在垂直電場方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變，選項(xiàng)c正確；電子打在p上的動(dòng)能，故u增大時(shí)，vp變大，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。2. bc 解析：電子在電場中加速，由動(dòng)能定理有qu1=，電子在電場中偏轉(zhuǎn)，加速度a=，由側(cè)移距離公式得y=，故bc正確；u2變?yōu)樵瓉淼谋稌r(shí)側(cè)移距離也會(huì)變?yōu)樵瓉淼谋?，故a錯(cuò)誤；偏轉(zhuǎn)電極間的距離增加為原來的2倍，側(cè)移距離會(huì)變?yōu)樵瓉淼谋?，故d錯(cuò)誤。3. b 解析：粒子在電場中加速時(shí)：，經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場射出時(shí)的偏轉(zhuǎn)角：，與粒子的電荷量及質(zhì)量無關(guān)，故兩粒子都能到達(dá)屏幕上同一點(diǎn)，選項(xiàng)b正確；在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的加速度，故兩粒子的加速度不同，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由可知，粒子離開加速電場，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的速度v0不同，在加速電場和在偏轉(zhuǎn)電場中的平均速度不同，故從發(fā)出到到達(dá)屏幕的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不相同，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；粒子離開電場的速度即為到達(dá)屏幕的速度，即，故兩粒子到達(dá)屏幕時(shí)的速度不相同，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；故選b。4. d 解析：，聯(lián)立整理解得，y=。射入速度相等，氘核和粒子比荷相等，出現(xiàn)兩個(gè)亮點(diǎn)，a錯(cuò)誤；動(dòng)量相等，q/v各不相同，出現(xiàn)3個(gè)兩點(diǎn)，b錯(cuò)誤；動(dòng)能相等，質(zhì)子和氘核電量相等，打在同一點(diǎn)，出現(xiàn)兩個(gè)亮點(diǎn)，c錯(cuò)誤；由同一個(gè)電場從靜止加速后射入偏轉(zhuǎn)電場，偏移量與比荷無關(guān)，d正確。故選d。5. bd 解析：由題意知，質(zhì)點(diǎn)先在電場和重力場的復(fù)合場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，要垂直打在m屏上，離開電場后，質(zhì)點(diǎn)一定打在屏的p點(diǎn)上方，做斜上拋運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)從離開電場后到垂直打在m屏上的過程是平拋運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)先在水平放置的兩平行金屬板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，要垂直打在m屏上，離開電場后，質(zhì)點(diǎn)一定打在屏的p點(diǎn)上方，做斜上拋運(yùn)動(dòng)。否則，質(zhì)點(diǎn)離開電場后軌跡向下彎曲，質(zhì)點(diǎn)不可能垂直打在m板上。質(zhì)點(diǎn)在板間類平拋運(yùn)動(dòng)和離開電場后的斜上拋運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)垂直打在m板上時(shí)速度也水平，則質(zhì)點(diǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡與斜上拋運(yùn)動(dòng)的軌跡具有中心對稱性，軌跡如圖中虛線所示，加速度大小相等，方向相反，根據(jù)牛頓第二定律得到，qemg=mg，e=。a錯(cuò)誤，b正確；水平方向都不受外力，都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度都等于v，而且v方向水平，質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間，d正確；質(zhì)點(diǎn)在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能的增加量等于電場力和重力做功之和，c錯(cuò)誤。故選bd。6. a 解析：電子經(jīng)加速電場加速后的速度為v，則由動(dòng)能定理： 所以電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)速度的大小為：，電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后的偏轉(zhuǎn)的位移 ?？梢姡龃髖，可行的方法有：增大偏轉(zhuǎn)電壓u，減小加速電壓u0，或減小偏轉(zhuǎn)電場極板間距離d，與粒子的電性和質(zhì)量無關(guān)。故a正確。7. cd 解析：電子經(jīng)過加速電壓后，根據(jù)動(dòng)能定理有：，在偏轉(zhuǎn)電場中，電子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) ，故有：，在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為，偏移量，靈敏度，與偏轉(zhuǎn)電壓無關(guān)，應(yīng)使l長一些，d小一些，小一些，故ab錯(cuò)誤，cd正確。8. 解：（1）微粒的軌跡如圖所示，由類平拋運(yùn)