高考物理試題庫專題131示波器(解析)

(圓滿版)高考物理試題庫專題1.31示波器(分析版)(圓滿版)高考物理試題庫專題1.31示波器(分析版)9/9(圓滿版)高考物理試題庫專題1.31示波器(分析版)（選修3-1）第一部分靜電場專題1.31示波器一．選擇題1．示波器是一種多功能電學儀器，由加快電場和偏轉電場構成。以以下圖，電子在電壓為U1的電場中由靜止開始加快，此后射入電壓為U2的平行金屬板間的電場中，入射方向與極板平行，在知足電子能射出平行電場所區(qū)的條件下，下述狀況必定能使電子偏轉角度θ變大的是( )A．1變大，2變大B．1變小，2變大C．1變大，2變小D．1變小，2變小UUUUUUUU【參照答案】B12【名師分析電子經過加快電場時有eU1＝2mv0，電子在偏轉電場中，垂直于電場線的方向上做勻速直線運leU動，則運動時間t＝；平行于電場線的方向上做初速度為零的勻加快直線運動，加快度a＝2，末速度vyv0md＝at＝eU2lvyU2lU2，偏轉角tanθ＝＝，所以θ∝，B正確。00112.（天津市河北區(qū)2015-2016學年度高三年級總復習質量檢測（二）理科綜合試卷物理部分）以以下圖是示波器的原理表示圖，電子經電壓為U1的加快電場加快后，進入電壓為U2的偏轉電場，走開偏轉電場后打在熒光屏上的P點。P點與O點的距離叫偏轉距離。要提升示波器的敏捷度（即單位偏轉電壓U2惹起的偏轉距離），應采納以下方法中可行的是A．提升加快電壓U1B．增添偏轉極板a、b的長度C．增大偏轉極板與熒光屏的距離D．減小偏轉極板間的距離【參照答案】BCD【名師分析】電子經加快后動能為：Ek=eU1，加快后的速度為：v=2eU1，經偏轉電場的時間為：t=l，出偏轉電場的mv偏轉位移為：y=1at2=1×eU2×(l2=U2l2，以此示波器的敏捷度為：y=l2，可知要提升敏捷22md)4dU1U24dU1v度一能夠降低加快電壓，故B正確，二能夠增添偏轉極板或減小偏轉極板間的距離，故CD正確。考點：帶電粒子在勻強電場中的運動【名師點睛】第一要理解示波器的敏捷度是怎么決定的，示波器的敏捷度是有其能接受的信號范圍決定的，范圍越大代表敏捷度越高，故此題實質就是有哪些方法能夠提升偏轉量．寫出偏轉量的表達式，依據有關量，能夠判斷選項。二．計算題1．（9分）．（2018北京海淀期末）示波器的核心零件是示波管，其內部抽成真空，圖17是它內部構造的簡化原理圖。它由電子槍、偏轉電極和熒光屏構成?；馃岬慕饘俳z能夠連續(xù)發(fā)射電子，電子質量為m，電荷量為e。發(fā)射出的電子由靜止經電壓1加快后，從金屬板的小孔O射出，沿′進入偏轉電場，經偏轉電UOO場后打在熒光屏上。偏轉電場是由兩個平行的同樣金屬極板M、N構成，已知極板的長度為l，兩板間的距離為d，極板間電壓為U2，偏轉電場極板的右端到熒光屏的距離為L。不計電子遇到的重力和電子之間的相互作用。（1）求電子從小孔O穿出時的速度大小v0；（2）求電子走開偏轉電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y；（3）若將極板M、N間所加的直流電壓U2改為交變電壓u=Umsin

t，電子穿過偏轉電場的時間遠小于交T流電的周期T，且電子能所有打到熒光屏上，求電子打在熒光屏內范圍的長度s?！久治觥浚?）由能定理，U1e1mv020解得v02U1e2m（2）子入偏，水平方向做勻速直運，直方向做初速度零的勻加快直運，子在偏中運的t水平方向：tl???v0直方向：EU2,F=Ee,aF??y1at2dm2立解得：yU2l2?4U1d（3）當交最大m，子走開交沿y上的速度vym，最大移量mUy；走開偏后抵達光屏的t1，在段內的移量y1Uml2Umel,t1LUml2?????1分mymm4U1ddmv0v04U1d子打在光屏內范的度s，2(y+y)=(2)???????1分m1明：第3若直接用，沒推程，即便果正確，也要減1分。（2017洛陽一模）示波器的主要構可化：子中的加快、兩水平擱置的平行金屬板中的偏和直擱置的光屏成，如所示。若已知加快的U1。兩平行金屬板的板、板距離均為d，熒光屏距兩平行金屬板右邊的距離也為d。電子槍發(fā)射質量為m、電荷量為-e的電子，從兩平行金屬板的中央穿過，打在熒光屏的中點O。不計電子在進入加快電場時的速度及電子重力。若兩金屬板間只存在豎直方向的勻強電場，兩板間的偏轉電壓為U2，電子會打在熒光屏上某點，該點距O點距離為d。求U1和U2的比值U1?！敬鸢浮?/p>

U212【名師分析】在電子加快過程中，由動能定理得12，eU1=mv02電子進入偏轉電場區(qū)做類平拋運動，以以下圖。在此過程中，電子的水平位移：d=vt，0電子的加快度：a=eE，偏轉電場的場強：E=U2md電子走開偏轉電場時沿電場方向的位移：y=1at2，2設電子走開偏轉電場時速度的傾向角為vyatθ，則：tanθ==v0v0打在熒光屏上的亮點的地點距

O點的距離：

Y=y+dtan

θ由題意可知

;Y=3d/2,U11。由以上各式聯立解得：=U223．以以下圖，電子由靜止開始經加快電場加快后，沿平行于板面的方向射入偏轉電場，并從另一側射出。已知電子質量為m，電荷量為e，加快電場電壓為U0。偏轉電場可看做勻強電場，極板間電壓為U，極板長度為L，板間距為d。(1)忽視電子所受重力，求電子射入偏轉電場時初速度v0和從電場射出時沿垂直板面方向的偏轉距離y；(2)分析物理量的數目級，是解決物理問題的常用方法。在解決(1)問時忽視了電子所受重力，請利用以下數據分析說明其原由。已知U＝2.0×102V，d＝4.0×10－2m，m＝9.1×10－31kg，e＝1.6×10－19C，g10m/s2。(3)極板間既有靜電場也有重力場。電勢反應了靜電場各點的能的性質，請寫出電勢φ的定義式。類比電勢的定義方法，在重力場中成立“重力勢”φG的看法，并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特色。12【名師分析】：(1)依據功和能的關系，有eU0＝2mv02eU0電子射入偏轉電場的初速度v0＝m在偏轉電場中，電子的運動時間t＝Lmv＝L00偏轉距離12UL2。y＝2a(t)＝40Ud考慮電子所受重力和電場力的數目級，有重力

－29G＝mg～10

N電場力

F＝

eUd～10

－15

N因為

F?

G，所以不需要考慮電子所受重力。(3)電場中某點電勢

φ定義為電荷在該點的電勢能

Ep與其電荷量

q的比值，Epφ＝q因為重力做功與路徑沒關，能夠類比靜電場電勢的定義，將重力場中物體在某點的重力勢能EG與其質量的比值，叫做“重力勢”，即EGφG＝。mm電勢φ和重力勢φG都是反應場的能的性質的物理量，僅由場自己的要素決定。02答案：(1)m4U0d(2)(3)看法析4.（2017北京海淀二模）（16分）以以下圖，真空玻璃管內，加熱的陰極K發(fā)出的電子（初速度可忽視不計）經陽極A與陰極K之間的電壓U1形成的加快電場加快后，從陽極A的小孔射出，由水平擱置的平行正對偏轉極板M、N的左端中點以平行于極板的方向射入兩極板之間的地區(qū)。若M、N兩極板間無電壓，電子將沿水平直線打在熒光屏上的O點；若在M、N兩極板間加電壓U2，形成平行紙面的偏轉電場，則電子將打在熒光屏上的P點；若在M、N極板間加電壓U2的同時，再加方向垂直紙面的勻強磁場，則電子將能從頭打在熒光屏上的O點。已知電子質量為m，電荷量為e，M、N兩極板長均為L1、兩極板間距離為d，極板右端到熒光屏的距離為L2。1）忽視電子所受重力及它們之間的互相作使勁，求：①電子從陽極A小孔射出時速度v0的大?。虎陔娮訌念^打在熒光屏上O點時，所加勻強磁場的磁感覺強度B的大小。2）在解決一些實詰問題時，為了簡化問題，常忽視一些影響相對較小的量，這對最后的計算結果并沒有太大的影響，所以這類辦理是合理的。如在計算電子打在熒光屏上的地點時，關于電子走開M、N板間的偏轉電場后運動到熒光屏的過程，能夠忽視電子所受的重力。請利用以下數據分析說明為何這樣辦理是合理的。已知U2=2.0×102V，d=4.0×10-2m，m=9.1×10-31kg，e=1.6×10-19C，L1=5.0×10-2m，L2=0.10m，重力加快度g=10m/s2?！久麕煼治觥浚?）①關于電子在加快電場中的加快過程，依據動能定理有2????????????（3分）eU1=1mv02解得v=2eU1????????????（1分）0m②加磁后，子沿水平方向以v0做勻速直運，所受協力零??????（2分）即eU2/d=ev0B?????????（2分）解得B=U2m???????????（2分）d2eU1（2）子通偏的t1=L1/v0?????（1分）子走開偏沿垂直偏極板方向的速度重量vy=ayt1=eU2L1????（dmv0子走開偏到光屏的運t=L/v?????????????（220若不重力，子走開偏到光屏的程中，沿垂直偏極板方向的位移y1=vyt2=eU2L1L2????????????（1分）dmv02

分）分）若考到重力的作用，子走開偏到光屏的程中，沿垂直偏極板方向的位移12eU2L1L21gL22y2=vyt2+gt2=+?（1分）2dmv022v02因為重力影響，子走開偏到光屏的程中，沿垂直偏極板方向位移增添量2y=y2-y1=1gL222v0因為重力的影響，子走開偏到光屏的程中，沿垂直偏極板方向位移的增添量與忽視子所受重力的位移的比ygL2dm≈10-14?????????????（1分）y12eU2L1即重力子打在光屏上的地點影響特別小，所以算子偏量能夠忽視子所受的重力。???????????????????5.（16分）（2019南京三模）機像管原理如所示，形磁地區(qū)半徑R，磁感度大小B0，垂直面向外。在磁右距離心2R有向來擱置的足大的接收屏，磁地區(qū)心O的水平直與接收屏訂交于O1．以O1坐原點沿接收屏直向上成立y，子水平擱置于OO1上，子由靜止開始子加快后從A點射入磁，并從磁地區(qū)最高點C射出。已知子荷量大小e，量m。（1）求子加快U0；（2）為使電子打在接收屏上的不同樣地點，需要調理磁感覺強度，求粒子打在屏上的地點y和磁感覺強度B的關系；（3）若不慎將電子槍沿豎直方向向上平移了一段距離需要將磁感覺強度B調理為多少？（參照公式：tan2θ＝，cos2θ＝

h＝）

，為控制電子打在接收屏上

y＝

R地點處，【名師分析】（1）依據幾何關系可得電子在磁場中運動的半徑：依據洛倫茲力供給向心力可得：evB0＝m

r＝R2依據動能定理可得eU0＝mv由以上三式得U0＝；（2）粒子運動軌跡如左圖所示，y＝2