10.5带电粒子在电场中的运动 随堂检测—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—2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册随堂检测
选择题
1.示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成。如图所示，电子在电压为的电场中由静止开始加速，然后射入电压为的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足电子能射出偏转电场区的条件下，下述情况一定能使电子偏转角度θ变大的是( )
A.变大，变大 B.变小，变大 C.变大，变小 D.变小，变小
2.如图所示，一价氢离子和二价氦离子的混合体，经同一加速电场由静止加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们( )
A.同时到达屏上同一点 B.先后到达屏上同一点
C.同时到达屏上不同点 D.先后到达屏上不同点
3.如图所示，矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从的中点P射出，粒子b由的中点O射入，从顶点C射出。若不计重力，则a和b的比荷之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.1:8 D.8:1
4.如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子到达Q时的速率与哪些因素有关的下列解释中正确的是( )
A.两极板间的距离越大，加速的时间就越长，则电子获得的速率越大
B.两极板间的距离越小，加速的时间就越短，则电子获得的速率越小
C.两极板间的距离越小，加速度就越大，则电子获得的速率越大
D.与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关
5.如图所示,带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况.一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示.若不考虑其他力,则下列判断中正确的是( )
A.若粒子是从A运动到B,则粒子带正电;若粒子是从B运动到A,则粒子带负电
B.不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电
C.若粒子是从B运动到A,则其速度减小
D.若粒子是从B运动到A,则其加速度增大
6.如图所示，实线表示某静电场的等势线，虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹，是电场中的四个点，其中在运动轨迹上，在同一条等势线上。下列结论正确的是( )
A.粒子从A到D的过程中动能逐渐减小
B.粒子在A点的加速度小于在D点的加速度
C.粒子在A点时具有的电势能大于在D点时具有的电势能
D.若实线表示电场线，将该粒子从C点由静止释放，它可能一直沿实线运动到B点
7.真空中有一带负电的电荷绕固定的点电荷+Q运动，其轨迹为椭圆，如图所示．已知abcd为椭圆的四个顶点，+Q处在椭圆焦点上，则下列说法正确的是( )
A．a、c两点的电场强度相同
B．a、c两点的电势相等
C．负电荷由d运动到b电场力负功
D．电荷由a经d运动到c的过程中，电势能先减小后增大
8.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知( )
A．带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度
B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大
D．带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度
9.如图所示，在点电荷产生的电场中，实线是一条方向未标出的电场线，虚线是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在两点加速度大小分别为，电势能分别为.下列说法中正确的是( )
A.电子一定从向运动
B.点电势可能高于点电势
C.若，则靠近端且为负电荷
D.无论为正电荷还是负电荷一定有
10.一带电粒子只在电场力的作用下沿图中曲线穿过一匀强电场，为该电场的等势面，各个等势面的电势关系为，则（ ）
A.粒子带负电
B.从到粒子的动能减小
C.从到粒子的电势能增加
D.粒子从到运动过程中的动能与电势能之和保持不变
二、非选择题
11．如图所示，A、B为两块足够大的相距为d的平行金属板，接在电压为U的电源上。在A板的中央P点放置一个电子发射源，可以向各个方向释放电子。设电子的质量为m，电荷量为e，射出的初速度为v。求电子打在板上的区域面积。(不计电子的重力)
12．如图所示，长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个电荷量为＋q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，而后刚好从下板边缘射出，射出时其末速度恰与下板的夹角θ＝30°，不计粒子重力，求：
(1)粒子的末速度大小；
(2)匀强电场的电场强度大小；
(3)两板间的距离。
答案以及解析
1.答案：B
解析：电子通过加速电场有；在偏转电场中，电子在垂直于电场线的方向做匀速直线运动，由于要射出偏转电场区，则运动时间；电子在平行于电场线的方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度，末速度，偏转角的正切和d恒定，，故B正确。
2.答案：B
解析：在加速电场中，在偏转电场中的偏转距离，故两离子运动轨迹相同，打在屏上同一点；一价氢离子和二价氦离子的比荷不同，经过加速电场后的末速度不同，因此两离子运动的时间不同。故选B。
3.答案：D
解析：两粒子在电场中均做类平抛运动，沿初速度方向，有，垂直于初速度方向，有，即，则有，D项正确。
4.答案：D
解析：由可知，电子到达Q板时的速率与两板间距离无关，仅与加速电压U有关，因电压不变，所以电子到达Q板时的速度大小不变，选项D正确。
5.答案：B
解析：做曲线运动的物体所受合外力指向曲线内侧可知粒子受力与电场线方向相反,所以不论粒子是从A到B还是从B到A,粒子必带负电,故A项错B项对;粒子从B到A过程中电场力与速度方向成锐角,即电场力做正功动能增大速度增大,所以C错;电场线稀疏的地方电场强度小受的电场力就小,在A点加速度小,所以D错。
6.答案：C
解析：本题考查静电场的特点。带电粒子从A运动到D的过程中，合力指向轨迹的内侧，故粒子所受电场力方向斜向右下方，又因为粒子带正电，所以从A到D电势逐渐降低，粒子从A到D的过程中，电场力做正功，粒子动能增加，电势能减小，故A错误，C正确；等势线越密集，电场线的分布也越密集，电场线的密集程度表示场强的大小，故粒子在A点的加速度大于在D点的加速度，B错误；电场中带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向，由于C点所在的电场线为曲线，所以将该粒子从C点由静止释放，它一定不会沿电场线运动到B点，故D错误。
7.答案：B
解析：A、由点电荷电场分布可知，ac两点场强大小一样，方向不同，故A错误;
B、由点电荷电场分布可知，ac与Q距离相等，必定位于同一个等势面，故B正确;
C、负电荷由d到b，电场力做正功，故C错误;
D、负电荷由a经d运动到c的过程中，电场力先做负功再做正功，电势能先增大后减小，故D错误.
8.答案：A
解析：AB、电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右；若粒子从P经过R运动到Q，电场力做负功，电荷的电势能增大，动能减小，知道R点的动能大，即速度大，而P点电势能较小，故A正确，B错误；
C. 根据能量守恒定律，带电质点在运动过程中各点处的动能与电势能之和保持不变。故C错误；
D. 由电场线疏密确定出，R点场强大，电场力大，加速度大，故D正确.
9.答案：D
解析：由可知,电子所受电场力方向指向左侧,那么,若电子从向运动,则电场力做负功,电势能增加;若电子从向运动,则电场力做正功,电势能减小,所以,一定有求解过程与所带电荷无关，只与电场线方向相关，故D正确.
10.答案：D
解析：A. 由运动轨迹可知电场力方向竖直向上，由电势的高低可知电场线方向竖直向上，则电性为正，故A错误。
?BCD.粒子由到电场力做正功，则动能增加，电势能减小，由于不计重力，根据能量守恒定律知：动能与电势能之和不变。故BC错误，D正确。
11.[解析]　打在最边缘的电子，其初速度方向平行于金属板，在电场中做类平抛运动，在垂直于电场方向做匀速运动，即r＝vt
在平行电场方向做初速度为零的匀加速运动，即d＝at2
电子在平行电场方向上的加速度a＝＝
电子打在B板上的区域面积S＝πr2
联立解得S＝。
[答案]　
12.[解析]　(1)粒子在平行金属板间做类平抛运动，把射出极板的速度分解，如图所示，则粒子的末速度v＝＝v0。
(2)竖直分速度vy＝v0tan 30°＝v0
由牛顿第二定律得qE＝ma
由类平抛运动规律得L＝v0t，vy＝at，解得E＝。
(3)由类平抛运动规律得tan 30°＝，解得d＝。
[答案]　(1)　(2)　(3)