【名師一號】2015年高中物理第一章靜電場帶電粒子在電場中的運(yùn)動雙基限時(shí)練新人教版選修3-1綜述

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1、雙基限時(shí)練（九）帶電粒子在電場中的運(yùn)動 1 .如圖所示，兩板間距為 d的平行板電容器與一電源連接，開關(guān) S閉合，電容器兩板 間有一質(zhì)量為 m,帶電荷量為q的微粒靜止不動，下列說法中正確的是 （ ） i A微粒帶的是正電 B.電源電壓的大小等于 mgd q C.斷開開關(guān)S,微粒將向下做加速運(yùn)動 D.保持開關(guān)S閉合，把電容器兩極板距離增大，微粒將向下做加速運(yùn)動 電場力作用處于平衡狀態(tài)，電 mg , U -右 mgd E ，由E=二，可知U , q d q C選項(xiàng)錯誤；保持開關(guān)閉合，增 解析 由題意可知，電場豎直向上，帶電微粒受到重力、 場力豎直向上

2、，微粒帶正電， A選項(xiàng)正確；電場強(qiáng)度大小為 b選項(xiàng)正確；斷開開關(guān)，微粒受力不變?nèi)蕴幱谄胶鉅顟B(tài)，故 大板間距離，電場力減小，微粒向下加速運(yùn)動， D選項(xiàng)正確. 答案 ABD 2 .如圖所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場方向射入勻強(qiáng)電場, 且恰好從正極板邊緣飛出，現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀叮娮尤詮脑恢蒙淙? 且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?（ ） B. 4倍 D4倍 電子 解析電子經(jīng)過電場所用的時(shí)間t弋，當(dāng)入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則t 在電場中做類平拋運(yùn)動， 側(cè)移量 2 2 d=2at2=2溫，可得d2=^ 同理d 2=

3、加 qUL—2, d, ;0 d 2,故G選項(xiàng)正確. 答案 C 3 .如圖所示，在真空中離子 Pi、P2以相同速度從 。點(diǎn)垂直場強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場，經(jīng) 電場偏轉(zhuǎn)后打在極板 B上的G、 D兩點(diǎn).已知Pi電荷量為B電荷量的3倍.GG= C口則Pi、 B離子的質(zhì)量之比為 A 3: B. G. 2: D. 3: 解析 1 . 2 y = 2at 雪x:所以 2md vo qUx nn= 2 2ydvo ,故 m |]]2= q1(x 1)2 Q2(x 2)2 = 3 4, 答案 4 .如圖所示，在 A板附近有一電子由靜止開始向 B板運(yùn)動，則關(guān)于電

4、子到達(dá) B板時(shí)的 速率，下列解釋正確的是 （ ） A兩板間距越大，加速的時(shí)間就越長，則獲得的速率越大 B.兩板間距越小，加速的時(shí)間就越長，則獲得的速率越大 G.獲得的速率大小與兩板間的距離無關(guān)，僅與加速電壓 U有關(guān) D.兩板間距離越小，加速的時(shí)間越短，則獲得的速率越小 解析 由動能定理，可知 qU=；mV, v2=2qU,故C選項(xiàng)正確. 答案 C 5. 如圖所示，M N是真空中的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為 m,電荷量為q的帶電粒子，以初 速度V0由小孔進(jìn)入電場，當(dāng) M N間電壓為U時(shí)，粒子恰好能達(dá)到 N板，如果要使這個(gè)帶電 粒子到達(dá) M N板間距的1/2后返回，下列措施中能滿

5、足要求的是 （不計(jì)帶電粒子的重 力）（ ） A.使初速度減為原來的 1/2 B.使M N間電壓加倍 C.使M N間電壓提高到原來的 4倍 D.使初速度和 M N間電壓都減為原來的 1/2 解析 由題意可知，帶電粒子在電場中做勻減速運(yùn)動， 當(dāng)兩極板電壓為 U時(shí)，粒子恰好 1 2 能到達(dá)N極板，由動能定理，得— qU= 0-2mv0,要使粒子到達(dá)兩極板中間后返回，設(shè)速度 2 .. 為V1,由動能定理，得一q—= 0- -m\2,聯(lián)立以上兩式得 —=^2,當(dāng)V1 = 3時(shí)，U1=-,故選 2 2 2U vo 2 2 項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng) D正確；當(dāng)U=2U時(shí)，w = V0,故選項(xiàng)B正

6、確；當(dāng)U1=4U時(shí)，V1 = *V0,故 選項(xiàng)C錯誤. 答案 BD 6. 示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示.如 果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的 （ ）  A.極板X應(yīng)帶正電 B.極板X應(yīng)帶正電 C.極板Y應(yīng)帶正電 D.極板Y應(yīng)帶正電 解析 電子在YY電場中受電場力向 Y極板偏轉(zhuǎn)，故 Y極板帶正電，同時(shí)電子在 XX 電場中向X極板偏轉(zhuǎn)，故 X極板帶正電，故選項(xiàng) A C正確. 答案 AC 7. 一個(gè)帶正電的油滴從如圖所示的勻強(qiáng)電場上方 A點(diǎn)自由下落，油滴落入勻強(qiáng)電場后, 能較準(zhǔn)確地描述油滴運(yùn)動軌跡的是如圖中的 （ ） B

7、. D. 解析 油滴做自由落體運(yùn)動一段時(shí)間后進(jìn)入電場時(shí), 具有向下的速度，受到重力和向右 的電場力作用，做曲線運(yùn)動，此時(shí)軌跡的切線應(yīng)為速度的方向即豎直向下，而且向右彎曲, 故B選項(xiàng)正確. 答案 B 8. 比 B / ，E % X 帶電粒子以速度 V0沿豎直方向垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場 E中，如圖所示，經(jīng)過一段時(shí)間后， 其速度變?yōu)樗椒较颍笮?V0,則一定有（ ） A靜電力大小等于重力大小 B.粒子運(yùn)動的水平位移大小等于豎直位移大小 C.靜電力所做的功一定等于重力所做的功 D.電勢能的減少一定等于重力勢能的增加 Vo 解析 由題意可知，水平方向與豎直方向加速

8、度大小相等，均為 a=-,平均速度大小 也相等，故水平位移和豎直位移大小相等，故 A、B選項(xiàng)正確；在運(yùn)動過程中，電場力做正 功，重力做負(fù)功，故 C選項(xiàng)錯誤；由能量守恒，可知 D選項(xiàng)正確. 答案 ABD 9. 如圖所示，用細(xì)絲線懸掛帶有正電荷的小球，質(zhì)量為 m,處在水平向右的勻強(qiáng)電場中， 在電場力作用下，小球由最低點(diǎn)開始運(yùn)動，經(jīng) b點(diǎn)后還可以向右擺動，如用 AEi表示重力 勢能的增量，用 A E2表示電勢能的增量，用 A E表示二者和（A E= A E1+ A E）,則在小球 由a擺到b的過程中，下列關(guān)系式正確的是 （ ） A. AEi<0, AE<0, A E<0 B.

9、 AEi>0, AE<0, AE= 0 C. AEi>0, AE<0, A E<0 D. AEi>0, AE>0, A E>0 解析 小球由a到b的過程，位置升高，重力勢能增加， A Ei>0,電場力做正功，電勢 能減小.AE<0,動能、重力勢能、電勢能三種形式的能相互轉(zhuǎn)化， 動能由零增加到某一值， 所以重力勢能和電勢能的和必減少，故 AE<0, C選項(xiàng)正確. 答案 C E. .如圖所示，電子在電勢差為 U的加速電場中由靜止開始運(yùn)動，然后射入電勢差為 U的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行，整個(gè)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， 下述四

10、種情況下，一定能使電子的偏移量 y變大的是 ( ) A. U變大，U變大 B. Ui變小, D. Ui變小, 解析由動能定理，有 1 2f qU = 2m% ① C. U變大，U變小 7 U2l 2 由①②，得丫=而 答案 B 11.如圖①所示，兩平行正對的金屬板 A、 B間加有如圖②所示的交變電壓，一重力可 忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間 P處.若在to時(shí)刻釋放該粒子，粒子會時(shí)而 向A板運(yùn)動，時(shí)而向B板運(yùn)動，并最終打在 A板上.則to可能屬于的時(shí)間段是( D. T

11、電粒子在交變電場中的運(yùn)動， 意在考查學(xué)生綜合分析問題的能力. 兩 板間加的是方波電壓，則釋放粒子時(shí)，粒子向 A板運(yùn)動，說明釋放粒子時(shí) Ub為負(fù)，因此 A 選項(xiàng)錯誤.若 3=1時(shí)刻釋放粒子，則粒子做方向不變的單向直線運(yùn)動，一直向 A運(yùn)動；若 3T T 3T 卜=:時(shí)刻釋放粒子，則粒子在電場中固定兩點(diǎn)間做往復(fù)運(yùn)動， 因此工＜仙＜二時(shí)間內(nèi)，粒子的 4 2 4 運(yùn)動滿足題意的要求，選項(xiàng) B正確. 答案 B 12.如圖所示，一個(gè)電子以 4X106 m/s的速度沿與電場垂直的方向從 A點(diǎn)飛進(jìn)勻強(qiáng)電 場，并且從另一端 B點(diǎn)沿與場強(qiáng)方向成150。角方向飛出，那么，A、B兩點(diǎn)間的電勢差為多 少伏？（電子的質(zhì)量為9.1X10 —31 kg） 解析 電子在水平方向做勻速直線運(yùn)動，即達(dá) B點(diǎn)時(shí)，水平分速度仍為 VA,則VB= Va/ COS60 = 2Va 由動能定理，得一 eUAB= 2m\B-2mVA 解得 uAb= -1.4 x 10 2 V 答案—1.4 X102 V