高中物理人教版1第一章靜電場第9節(jié)帶電粒子在電場中的運動 精品獲獎

帶電粒子在電場中的運動測試卷（范圍：選修3-1第一章第9節(jié)）江蘇張啟業(yè)A卷一、選擇題 1.（原創(chuàng)）我們研究的帶電粒子是指那些受到的電場力遠大于重力的粒子。下列粒子不能忽略重力的是（）A、電子B、質子C、氧離子D、帶電小球答案：D解析：帶電小球受到的重力較大，不能忽略。圖1（原創(chuàng)）帶電粒子（不計重力）以初速度v0垂直于電場線方向射入電場，射出電場時速度方向偏離原來的方向θ，如圖1所示則射出電場時的速度的大小為（）圖1A、v0B、v0cosθC、v0sinθD、答案：D 解析：帶電粒子在沿著出速度方向做勻速直線運動，在電場方向做勻加速直線運動，所以離開電場時的速度為3．（原創(chuàng)）電場力做功，伴隨著電勢能和動能的轉化。如圖2所示，一個負電荷從從電場中的A點沿電場線飛到B點的過程中，下列說法正確的是（）ABABv圖2B、電場力對電荷不做功C、電荷克服電場力做功D、電勢能增加答案：CD解析：負電荷受電場力的方向與電場線方向相反，所以電場力做負功，電勢能增加。4．（改編）帶電粒子以垂直于電場的方向進入勻強電場中發(fā)生偏轉時（除電場力外不計其它力的作用）：（）A、電勢能增加，動能增加B、電勢能減小，動能增加C、電勢能和動能都不變D、上述結論都不正確答案：B解析：因為電場力做正功，電勢能減小，動能增加。5.（改編），帶電粒子在電場中加速的過程，電場力做功，電勢能和動能的相互轉化過程。如圖3所示，一電子由靜止開始從負極板向正極板運動，則關于電子到達正極板時的速率，下列說法正確的是：()圖3A、兩板間距離越大，加速的時間就越長，則獲得的速率越大；圖3B、兩板間距離越小，加速度就越大，則獲得的速率越大；C、與兩板間的距離無關，獲得的速度僅與加速電壓U有關；D、以上解釋都不正確。答案：C解析：根據(jù)動能定理電子獲得速度只和加速電壓有關。圖46．如圖4所示，在光滑絕緣水平面上有兩個分別帶異種電荷的小球A和B，它們均在水平向右的勻強電場中向右做勻加速運動，且始終保持相對靜止．設小球A的電荷量為QA，小球B的電荷量為QB，則下列判斷正確的是圖4A．小球A帶正電，小球B帶負電，且QA>QBB．小球A帶正電，小球B帶負電，且QA<QBC．小球A帶負電，小球B帶正電，且QA>QBD．小球A帶負電，小球B帶正電，且QA<QB答案：AD解析：兩個小球必須帶異種電荷才能相對靜止，必須正電荷量大于負電荷量，才能向右加速運動。二、非選擇題7．（改編）如圖圖55所示，兩平行金屬板長l、間距為d，一束電子以相同的速度v0平行板面方向射入平行板之間．為使任何一個電子都無法通過平行板，兩板間電壓至少？（已知電子質量為m、電量為e）圖5答案：2md2v02/el2解析：使任何一個電子都無法通過平行板，豎直方向電子的最大位移為d，水平方向勻速運動：豎直方向勻加速運動：兩式聯(lián)立可得。圖68。(改編)示波管的結構原理如圖6所示，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行，整個裝置處在真空中，重力可忽略．在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，要使電子的偏轉角θ變大可采取如何調節(jié)U1，U2。圖6答案：減?。辉龃蠼馕觯簬щ娏Ｗ釉陔妶鲋屑铀俸螳@得速度：，在偏轉電場中的偏轉角為。圖79.（改編）如圖7所示，兩塊長均為L的平行金屬板M、N與水平面成α角放置在同一豎直平面，充電后板間有勻強電場。一個質量為m、帶電量為q的液滴沿垂直于電場線方向以初速度v0射人電場，并沿虛線通過電場。則此電場的電場強度為多大？液滴離開電場時的速度為多大？圖7答案：，mgEqmgEq答圖7即：，勻減速運動加速度為，根據(jù)勻變速運動的公式，即可求出。10．圖8（改編）如圖8所示，在水平向右的、強度E=2000V/m的勻強電場中，質量m=的帶電粒子以大小v0圖8答案：負電×10-8C,,×10-5J答圖8mgEq答圖8mgEq粒子的加速度為。所以粒子前進的距離為。（3）粒子的增加的電勢能即為克服電場力做的功。 B卷一、選擇題AB圖9AB圖9A．粒子帶正電B．粒子加速度逐漸減小C．A點場強大于B點場強D．粒子的速度不斷減小答案：BC解析：根據(jù)運動的軌跡可以看出粒子受到的電場力的方向，與電場線的方向相反，所以粒子帶負電。若從A向B運動，電場力做負功，粒子的速度減小，若從B向A運動，速度增大；A點的場強大于B點的場強，所以粒子的加速度逐漸減小。AqmBv0E圖102．（改編）如圖10所示，一帶電粒子，質量為m，電荷量為q，一初速度v0從A點豎直向上進入方向水平的勻強電場，粒子到達B點時速度方向沿電場線方向，大小為，則AAqmBv0E圖10B.C.D.答案：C解析：物體在豎直方向上的速度變化是由于要克服重力做功，水平方向的變化時電場力做功的結果。由動能定理即可求得。3.（改編）如圖11所示，水平放置的平行板電容器兩極板間距為d，帶負電的微粒質量為m、帶電量為q，它從上極板M的邊緣以初速度v0射入，沿直線運動并從下極板N的邊緣射出，則（）v0v0MNMN圖11B．微粒的電勢能減少了mgdC．兩極板的電勢差為mgd/qD．M板的電勢低于N板的電勢答案：AC解析：由于重力向下，電場力向上，微粒做勻速直線運動，所以電場力和重力大小相等，方向相反。電場力做負功，電勢能增加。圖124.（改編）示波管的結構模型如圖12所示，靈敏度定義為偏移量y與偏轉電壓U2的比值。一靜止電子開始經電壓為U1的加速電場加速后，又垂直于電場線進入電壓為U2的兩平行金屬板間的偏轉電場，設偏轉電場兩極板的長度為l，兩板間的距離為d，射出偏轉電場時沿電場線方向偏移量為y，則要提高示波管的靈敏度可采用的辦法為（）圖12A、U1、l都增大,d減小B、U1、d都減小，l增大C、U1減小、l，d增大D、U1增大、l,d減小答案：B解析：根據(jù)加速電場中電場力做功和偏轉電場中的運動規(guī)律。，則靈敏度。5．(改編)真空中有一對水平放置的兩金屬板相距為d，兩板電壓是可以調節(jié)的，一個質量為m、帶電量為＋q的粒子，從負極板中央以速度vo垂直極板射入電場，當板間電壓為U時，粒子經d/4的距離就要返回，若要使粒子經d/2才返回，可采用的方法是（）A、vo增大1倍B、使板間電壓U減半C、vo和U同時減半D、初速增為2vo，板間電壓增為4U：答案：BD解析：根據(jù)動能定理，，所以使板間電壓減半。6．α粒子（He）和質子（H）以相同速度垂直于電場線方向進入同一偏轉電場，則在通過偏轉電場的過程中()A．它們在電場中的運動時間相等B．它們在電場中的偏轉距離相等C．它們在電場中運動的加速度相等D．電場力對它們做的功相等答案：AD解析：以相同的速度通過偏轉電場，由于電場的寬度相同，所以運動的時間相同，加速度不同，在電場中偏轉的距離，電場力做的功為，α粒子（He）和質子（H）相等。二、非選擇題7．（改編）一初速度為零的帶電粒子經電壓為U=×103V的勻強電場加速后，獲得×103m/s的速度，粒子通過加速電場的時間t=×10-4s，不計重力作用，則帶電粒子的比荷為C/㎏。勻強電場的場強大小為V/m答案：×103C/㎏×104V/m解析：根據(jù)動能定理………由公式…所以圖138.（改編）如圖13所示，一個絕緣光滑半圓軌道，半徑為R，放在豎直向下的勻強電場中，場強為E，在其上端與圓心等高處有一個質量為m，帶電荷量為+q的小球由靜止開始下滑，則小球運動到最低點的動能，小球運動最低點對環(huán)的壓力為圖13答案：，解析：由動能定理：由。解得。圖149.（改編）如圖14所示，質量為m=3×10-6g的油滴帶有負電荷q=×10-11c，從離C缺口正上方的20cm的D處靜止自由落下．若要使油滴不落在B板上，A，B板間至少應加多大電壓？如果電壓減為原來的一半，落到下極板時油滴的動能為多大？圖14答案：解析:要使油滴不落在B板上，即使接近B板時速度為零。由動能定理即。電壓減為原來的一半。由動能定理：圖1510．如圖15所示,在x>0的空間中,存在沿x軸正方向的勻強電場E;在x<0的空間內,存在沿x軸負方向的勻強電場,場強大小也等于E,一電子(-e,m)在x=d處的P點以沿y軸正方向的初速度v0開始運動,不計電子重力.求:圖15(1)電子在x軸方向的分運動的周期.(2)電子運動的軌跡與y軸的各個交點中,任意兩個相鄰交點之間的距離L.答案:解析：電子射入電場后,y方向的分運動一直為勻速運動;x方向的分運動先是-x方向的加速運動,接著是-x方向的減速運動,又+x方向的加速運動,再+x方向的減速運動……如此反復.故電子運動的軌跡如答圖15所示.設電子從射入到第一次與y軸相交所用時間為t,則答圖15解得答圖15所以,電子在x方向分運動的周期為(2)在豎直方向上電子運動的軌跡與y軸的各個交點中,任意兩個相鄰交點之間的距離為