测试 带电粒子在匀强电场中的运动
一、选择题(每小题5分，共50分)
1.A电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中.现增大两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间( )
A.随电压的增大而减小 B.随电压的增大而增大
C.若加大两板间距离，时间将减小 D.与电压及两板间距离均无关
2.A带电粒子垂直进入匀强电场中发生偏转时(除电场力外不计其他力的作用)( )
A.电势能增加，动能增加 B.电势能减小，动能增加 C.动能和电势能都不变 D.上述结论都不正确
3.A氢的三种同位素氕、氘、氚的原子核分别为、、它们以相同的初动能垂直进人同一匀强电场，离开电场时，末动能最大的是( )
A.氕核 B.氘核 C.氚核 D.一样大
4.B让质子、氘核的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场偏转，要使它们最后偏转角相同，这些粒子必须具有相同的( )
A.初速度 B.初动能 C.初动量 D.质量
5.B质子和氮核从静止开始经相同电压加速后，又垂直于电场方向进入同一匀强电场，离开偏转电场时，它们横向偏移量之比和在偏转电场中运动的时间之比分别为( )
A.2:1, B.1:1, C.1:2，2:1 D.1:4，1:2
6.B如图所示，初速为零的电子经电压U1加速后，垂直进入偏转电场偏转，离开偏转电场时侧向位移是y.偏转板间距离为d，偏转电压为U2，板长为l.为了提高偏转灵敏度(每单位偏转电压引起的侧向位移)，可采用下面哪些办法( )
A.增大偏转电压U2 B.减小板长l C.减小板间距离d D.增大加速电压U1
7.B在上题中，若要使侧向位移y增为原来的2倍，可采用下列哪些办法( )
A.只使加速电压变为 B.只使偏转电压变为
C.只使偏转极板长l变为2l D.只使偏转极板间距离减为
8.Ba、b、c三个а粒子由同一点垂直电场方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场.由此可以肯定( )
A.在b飞离电场的同时，а刚好打在负极板上 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.动能的增量，c的最小，a和b的一样大
9.B—个初动能为EK的带电粒子，垂直电场线方向飞人带电的平行板电容器，飞出时带电粒子动能为飞入时动能的2倍.如果使粒子的初速度为原来的2倍，那么当它飞出电容器的时刻,动能为( )
A.4EK B.4.25EK C.5EK D.8EK
10.B质子、氘核和氦核从静止开始经相同电压加速后，从同一点垂直进人同一匀强电场关于它们在匀强电场中的运动，下列说法中正确的是( )
A.质子、氘核和а粒子的轨迹相同 B.有两条轨迹.其中质子和氘核轨迹相同
C.有两条轨迹，其中氘核和а粒子轨迹相同 D.三者的轨迹各不相同
二、填空题(每空6分，共24分)
11.B如图所示，电子电荷量为-e，以v0的速度，沿与电场强度E垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从另一端B沿与场强E成150°角飞出则A、B两点间的电势差为______.
12.B如图所示.质量为m，带正电的小球以速度v0从O点沿水平方向射入方向向下的匀强电场中，A点是小球运动轨迹上的一点，O、A两点的连线与水平方向夹角а=30°，则小球通过A点时的动能为______.
13.B真空中有一带电粒子，其质量为m，带电荷量为q，以初速度v0从A点竖直向上射入水平方向的匀强电场，如图所示.粒子在电场中到达B点时，速度方向变为水平向右，大小为2V0，则该匀强电场的场强E=______，A、B两点间电势差UAB=______
三、计算题(14题12分，15题14分，共26分)
14.B如图所示，一束初速度为零的带电粒子流经电压U1的加速电场加速后，沿垂直于偏转电场的场强方向进入偏转电场.已知偏转电场两平行板间的电势差为U2，极板长为L，两板间的距离为d，带电粒子通过偏转电场时的偏转角为θ.试证明:
15.C如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4cm.有一束由相同粒子组成的带电粒子流从两板中央平行于板射入，由于重力作用，粒子能落到下板上.已知粒子质量为m=2×10-6kg，电荷量q=1×10-8C，电容器的电容C=10-6F.求:(1)为使第一个粒子能落在下板中点O到紧靠边缘的B点之间，粒子入射速度v0应为多大?(2)以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少个落到下极板上?(g取10m/s2)
参考答案:
1答案:D 2答案:B 3答案:D 4答案:B 5答案:B 6答案:C
7答案:AD 8答案:ACD 9答案:B 10答案:A 11答案:
12答案: 13答案:
14答案:设带电粒子离开加速电场时的速度为v0由动能定理得
①
带电粒子进人偏转电场后，在电场力作用下做匀变速曲线运动其中平行于极板方向做匀速直线运动，垂直于极板方向做匀加速直线运动
即:L=v0t②
③
由②③得④
带电粒子通过偏转电场时的偏转角正切值
15答案:(1)第一个粒子在极板间做平抛运动，即
水平位移:x=v0t①
竖直位移:②
由①、②得
为使第一粒子能落在下板中点O到紧靠边缘的B点之间，x必须满足
∴
即:
(2)设以上述速度入射的带电粒子，最多能有n个落到下极板上.则第(n+1)个粒子的加速度为a，由牛顿运动定律得
mg-qE=ma③
其中④
由③、④得⑤
第(n+1)粒子做匀变速曲线运动
第(n+1)粒子不落到极板上，则
