10.5带电粒子在电场中的运动 复习训练——2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

10.5带电粒子在电场中的运动
一、单选题
1．如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板时的速度为v，保持两板间的电压不变，则（　　）
A．当增大两板间的距离时，速度v增大
B．当减小两板间的距离时，速度v减小
C．当减小两板间的距离时，速度v不变
D．当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间变长
2．如图所示，、是真空中的两块平行金属板，质量为、电荷量为的带电粒子，以初速度由小孔进入电场，当、间电压为时，粒子恰好能达到板，如果要使这个带电粒子到达、板间距的后返回，下列措施中能满足要求的是（不计带电粒子的重力）（　　）
A．使初速度减为原来的
B．使、间电压减半
C．使、间电压提高到原来的4倍
D．使带电粒子的比荷变为原来的2倍
3．一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一个小孔，（小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方处的p点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。若将下极板向上移动，则从p点开始下落的相同粒子将（　　）
A．打到下极板上
B．在下极板处返回
C．在距上极板处返回
D．在距上极板处返回
4．如图所示，三个同样的带电粒子（不计重力）同时从同一位置沿同一方向垂直于电场线射入平行板电容器间的匀强电场，它们的运动轨迹分别用a、b、c标出，不考虑带电粒子间的相互作用，下列说法中错误的是（　　）
A．当b飞离电场的同时，a刚好打在下极板上
B．b和c同时飞离电场
C．进入电场时，c的速度最大，a的速度最小
D．在电场中运动过程中c的动能增加最小，a、b动能增加量相同
5．如图所示，一个质量为m、带电量为q的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电场垂直的方向射入，不计粒子所受的重力，当粒子的入射速度为v时，它恰能穿过电场区域而不碰到金属板上。现欲使质量为m、入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，在以下的仅改变某一物理量的方案中，不可行的是（　　）
A．使粒子的带电量减少为原来的
B．使两板间所接电源的电压减小到原来的一半
C．使两板间的距离增加到原来的2倍
D．使两极板的长度减小为原来的一半
6．已知平行板电容器水平放置，极板间存在匀强电场，电容器的中线为。带有同种电性且质量均为的小球、，电荷量、，从点分别以水平初速度、射入平行板电容器，，发现它们的运动轨迹恰好关于对称，如图所示，忽略两小球间的相互作用，不计空气阻力，重力加速度大小为，则该极板间的电场强度的大小等于（　　）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，四个质量均为、带电荷量均为的微粒、、、距离地面的高度相同，以相同的水平速度被抛出，除了微粒没有经过电场外，其他三个微粒均经过电场强度大小为的匀强电场（），这四个微粒从被抛出到落地所用的时间分别是、、、，不计空气阻力，则（　　）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，在竖直放置的平行金属板A、B之间加有恒定电压U，A、B两板的中央留有小孔O1、O2，在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E，电场范围足够大，感光板MN垂直于电场方向固定放置。先后从小孔O1处分别由静止释放一个质子和一个粒子，不计质子与粒子的重力。已知质子和粒子的电量比q1：q2=1：2，质量比m1：m2=1：4，关于这两个粒子的运动，下列判断正确的是（　　）
A．质子和粒子在O2处的速度大小之比为1：2
B．质子和粒子打到感光板上时的动能之比为1：1
C．质子和粒子打到感光板上的位置相同
D．质子和粒子在整个过程中运动的时间相等
9．如图甲所示为一平行板电容器，A极板上有一小孔C，在小孔处由静止释放一个带负电的粒子，已知该带电粒子只受电场力的作用，在电容器两极板间加如图乙所示的电压，电压的变化周期为T，若粒子从t=时刻释放，则下列说法正确的是（　　）
A．粒子可能运动到B极板上
B．粒子一定一直向B极板运动
C．粒子的速度时间图像不可能为图丙
D．粒子的速度时间图像可能为图丁
10．某示波器在XX′、YY′不加偏转电压时光斑位于屏幕中心，现给其加如图（1）、（2）所示偏转电压，则在光屏上将会看到下列哪个图形（圆为荧光屏，虚线为光屏坐标）（　　）
A．B．C．D．
二、多选题
11．如图所示，三块平行放置的带电金属薄板、、中央各有一小孔，小孔分别位于、、点。由点静止释放的一价氢离子恰好能运动到点，下列说法正确的是：（　　）
A．一定有
B．若从点静止释放二价氨离子，其将以一定速度越过点
C．若将板向右平移到点，则由点静止释放的氢离子将运动到点返回
D．若将板向右平移到点，则由点静止释放的氢离子仍运动到点返回
12．如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．从t=0时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上
B．从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动
C．从t=时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上
D．从t=时刻释放电子，电子必将从左极板射出
13．如图所示，质子、氘核和粒子都沿平行板电容器两板中线方向垂直于电场线射入板间的匀强电场，射出后都打在同一个与垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点。下列说法中正确的是（　　）
A．若它们射入电场时的速度相等，在荧光屏上将出现3个亮点
B．若它们射入电场时的动能相等，在荧光屏上将只出现1个亮点
C．若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的，在荧光屏上将只出现1个亮点
D．若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的，要增大偏移量可以只增大
14．如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为，偏转电压为，要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，下列方法中正确的是（　　）
A．使减小到原来的
B．使增大为原来的2倍
C．使偏转板的长度增大为原来2倍
D．使偏转板的距离减小为原来的
三、解答题
15．两平行金属板A、水平放置，一个质量为，电荷量为的带负电微粒（重力大不能忽略），以的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示。A、间距为，板长。要使该微粒能穿过电场，求A、间电压的取值范围。（取）
16．如图所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后，通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，最后电子从右侧的两块平行金属板之间穿出，已知A、B分别为两块竖直板的中点，右侧平行金属板的长度为L，求：
（1）电子通过B点时的速度大小v
（2）
电子从右侧的两块平行金属板之间穿出时的侧移距离y
17．如图所示，一个绝缘光滑圆环竖直放在水平向右的匀强电场中，圆环半径大小为R=1.0
m，电场强度大小为E=6.0×106
V/m，现将一小物块由与圆心O等高的位置A点静止释放，已知小物块质量为m=1.6
kg，电荷量为q=＋2.0×10-6
C，释放后滑块将沿着圆环滑动。小物块可视为质点，g取10
m/s2
（1）求当物块滑到圆环最低点B时对轨道的压力大小；
（2）若在圆环最低点B点给小物块一个水平向左的初速度vB=9
m/s，物块能否紧贴圆环在竖直平面内做圆周运动？（写出详细分析、判定过程）（已知：sin
37°=0.6，cos
37°=0.8）
18．在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面是以为圆心、半径为的圆，为圆的直径，如图所示，质量为，电荷量为的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的点以速率穿出电场，与的夹角，运动中粒子仅受电场力作用。
（1）求电场强度的大小；
（2）为使粒子穿出电场的位移最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？
（3）从A点射入的粒子速率取某一值时，粒子穿过电场时动能的增量最大，求动能增量的最大值。
19．一质量m为电量q为带电粒子由静止经电压为U加速电场加速后，水平飞入板长为L，两板间距也为L的偏转电场，板间电压也为U，粒子飞出偏转电场后打到荧光屏上，偏转电场右端到荧光屏的距离为L。如图所示，不计带电粒子的重力。求：
(1)带电粒子飞出偏转电场时侧位移；
(2)离开电场时速度偏转角的正切值；
(3)带电粒子离开电场后，打在屏上的P点，求
OP的长。
20．如图甲所示，真空中水平放置的平行金属板间距为a，紧邻两板右侧有一荧光屏，O点为荧光屏的中心。两板间加如图乙所示周期为的变化电压（已知），现有大量粒子由静止开始，经加速电场后，沿平行板正中间水平射入两板之间。甲粒子在时刻进入两板，经过时间为打在荧光屏上P点，已知平行金属板长为L，粒子质量为m、电荷量为q，所有粒子均从两板间射出。不计粒子重力和粒子间相互作用，求：
（1）加速电压；
（2）间距的长度，以及甲粒子打在P点时的速度大小；
（3）粒子打在荧光屏上的落点与O点间距的最大值与最小值之比。
参考答案
1．C
2．D
3．C
4．B
5．B
6．B
7．D
8．C
9．A
10．D
11．AD
12．AC
13．CD
14．ABD
15．
16．(1)
；(2)
17．（1）24
N；（2）能，见解析
18．（1）；（2）；（3）
19．(1)；(2)；(3)
20．(1)；(2)，；(3)
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