2021年高中物理 第十章 靜電場中的能量 5 帶電粒子在電場中的運動練習(xí)新人教版必修3

1、2021年高中物理 第十章 靜電場中的能量 5 帶電粒子在電場中的運動練習(xí)新人教版必修32021年高中物理 第十章 靜電場中的能量 5 帶電粒子在電場中的運動練習(xí)新人教版必修3年級：姓名：- 6 -帶電粒子在電場中的運動【基礎(chǔ)鞏固】1.下列粒子從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)過電壓為u的電場加速后,速度最大的是()a.質(zhì)子b.氘核 c.粒子 d.鈉離子答案:a2.(多選)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)帶正電答案:ac3.質(zhì)量為m的帶電小球在a點水平射入豎直

2、向上的勻強電場中,運動軌跡如圖所示,則正確的說法是()a.小球帶負電b.小球在b點的加速度大于在a點的加速度c.小球的電勢能減小d.小球從a到b做勻速圓周運動答案:c4.如圖所示,兩個分別帶有等量異種電荷的平行金屬板相距l(xiāng),在正極板附近有一質(zhì)量為m0、電荷量為q(q0)的粒子;在負極板附近有另一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子.在靜電力的作用下,兩粒子同時從靜止開始運動.已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與正極板相距 25l的平面.若兩粒子間相互作用力可忽略,不計重力,則m0m為()a.32 b.21 c.52 d.31答案:a5.(多選)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

3、為q的帶電粒子以初速度v0由小孔射入板間電場,當(dāng)m、n間電勢差為u時,粒子恰好能到達n板.要使這個帶電粒子到達m、n板間距的12后返回,下列措施中能滿足要求的是(不計帶電粒子的重力)()a.使初速度減小為原來的 12b.使m、n間電勢差增加1倍c.使m、n間電勢差增大到原來的4倍d.使初速度和m、n間電勢差都減小為原來的 12解析:由動能定理得qed=qu=12mv02.選項a中,當(dāng)v0=12v0時,qed=qudd=12m12v02,解得d=14d,不滿足題目要求;選項b中,當(dāng)u=2u時,qed=q2udd=12mv02,解得d=12d,滿足題目要求;選項c中,當(dāng)u=4u時,qed=q4ud

4、d=12mv02,解得d=14d,不滿足題目要求;選項d中,當(dāng)v0=12v0,u=u2時,qed=qu2dd=12m12v02,解得d=12d,滿足題目要求.答案:bd6.如圖所示,m、n為水平放置的互相平行的兩塊大金屬板,間距d=35 cm,兩板間電壓為u=3.5104 v.現(xiàn)有一質(zhì)量m=7.010-6 kg、電荷量q=6.010-10c的帶負電的油滴,由下板n正下方距n為h=15 cm的o處豎直上拋,經(jīng)n板中間的p孔進入電場.欲使油滴到達上板q點時速度恰為0,g取10 m/s2,油滴上拋的初速度v0為多大?答案:4 m/s或2 m/s【拓展提高】7.下圖為示波管中偏轉(zhuǎn)電極的示意圖,兩偏轉(zhuǎn)電

5、極間距為d,長度為l的平行板a、b加上電壓后,可在a、b之間的空間中(設(shè)為真空)產(chǎn)生電場(設(shè)為勻強電場).在距a、b等距離處的o點,有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子以初速度v0沿水平方向(與a、b板平行)射入,不計重力.要使此粒子能從c處射出,則a、b間的電壓應(yīng)為()a.mv02d2ql2b.mv02l2qd2c.lmv0qdd.qv0dl解析:帶電粒子只受靜電力作用,在平行板間做類平拋運動.設(shè)粒子由o到c的運動時間為t,則有l(wèi)=v0t.設(shè)a、b間的電壓為u,則偏轉(zhuǎn)電極間勻強電場的電場強度e=ud,粒子所受靜電力f=qe=qud,根據(jù)牛頓第二定律得粒子沿電場方向的加速度a=fm=qumd.粒子

6、沿電場方向做勻加速直線運動,位移為12d,由勻加速直線運動的規(guī)律得d2=12at2,解得 u=mv02d2ql2,選項a正確.答案:a8.如圖所示,平行金屬板a、b水平正對放置,分別帶等量異號電荷.一帶電微粒水平射入板間,在重力和靜電力共同作用下運動,軌跡如圖中虛線所示,那么()a.若微粒帶正電荷,則a板一定帶正電荷b.微粒從m點運動到n點,電勢能一定增加c.微粒從m點運動到n點,動能一定增加d.微粒從m點運動到n點,機械能一定增加答案:c9.一束正離子以相同的速率從同一位置,沿垂直于電場方向飛入勻強電場中,所有離子的運動軌跡都是一樣的,這說明所有粒子()a.都具有相同的質(zhì)量b.都具有相同的電

7、荷量c.具有相同的比荷d.都是同一元素的同位素解析:若運動軌跡相同,則水平位移相同,偏轉(zhuǎn)距離y也應(yīng)相同.偏轉(zhuǎn)距離y=qe2mlv02=qel22mv02,已知e、l、v0是相同的,所以應(yīng)有qm相同.答案:c【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】10.如圖所示,長為l的平行金屬板水平放置,兩極板帶等量的異種電荷,板間形成勻強電場.一個電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子以初速度v0緊貼上板垂直于電場線的方向進入該電場,而后剛好從下板邊緣射出,射出時其末速度恰與下板的夾角=30,不計粒子重力,求:(1)粒子的末速度大小;(2)勻強電場的電場強度大小;(3)兩板間的距離.解析:(1)粒子在平行金屬板間做類平拋運動,把射出極板的速度分解,如圖所示,則粒子的末速度v=v0cos30=233v0.(2)豎直分速度vy=v0tan 30