帶電粒子在電場中的運(yùn)動跟蹤訓(xùn)練- 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

1、20212022學(xué)年人教版（2019）必修第三冊10.5帶電粒子在電場中的運(yùn)動跟蹤訓(xùn)練一、單項選擇（下列各題中四個選項中只有一個選項符合題意）1如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，實(shí)線為一帶正電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，P、M為這軌跡上的兩個點(diǎn)，由此可知（）A三個等勢面中，a電勢最高B粒子在P點(diǎn)比在M點(diǎn)時加速度大C粒子在M點(diǎn)比在P點(diǎn)時動能小D粒子在P點(diǎn)比在M點(diǎn)時的電勢能大2如圖所示，粒子（）和質(zhì)子（）以相同的初動能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場（粒子不計重力），則這兩個粒子射出電場時的側(cè)位移y之比為（）A1：1B1：2C2：1D1：43真空中的某裝置如圖所示，其中平行金屬板A

2、、B之間有加速電場，平行金屬板C、D之間有偏轉(zhuǎn)電場。今有質(zhì)子、粒子He，均由A板從靜止開始，被加速電場加速后垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，最后從偏轉(zhuǎn)電場C、D間穿出。重力忽略不計。則下列判斷中正確的是（）A兩種粒子在C、D板間運(yùn)動的時間相同B兩種粒子的運(yùn)動軌跡相同C質(zhì)子、粒子He在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度之比為1：2D偏轉(zhuǎn)電場的電場力對質(zhì)子、粒子He做功之比為1：44如圖所示，水平放置的平行板電容器充電后與電源斷開，帶電微粒沿著上極板水平射入電場，恰好從下極板右邊緣飛出電場，帶電微粒電勢能變化量為E1。若保持上極板不動，將下極板下移少許，該帶電微粒仍以相同的速度從原處射入電場，帶電微粒在電場中電勢能變

3、化量為E2。下列分析正確的是（不計重力作用）（）A電容變小，兩極板間電壓變大，兩極板間場強(qiáng)變小B電量不變，兩極板間電壓不變，即E1=E2C電容變小，電場強(qiáng)度不變，電壓增大，即E1E2D電量不變，兩極板間的電場強(qiáng)度不變，粒子的運(yùn)動情況不變，即E1=E25如圖所示，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運(yùn)動，然后射入電勢差為U2的兩塊平行金屬板間的電場中，在能從平行金屬板間射出的前提條件下，能使電子的偏轉(zhuǎn)角的正切值增大到原來2倍的是（）A U1不變，U2變?yōu)樵瓉淼?倍B U1不變，U2變?yōu)樵瓉淼腃 U2不變，U1變?yōu)樵瓉淼?倍D U1、U2都變?yōu)樵瓉淼?倍6如圖甲所示為一平行板電容器，A極板上有

4、一小孔C，在小孔處由靜止釋放一個帶負(fù)電的粒子，已知該帶電粒子只受電場力的作用，在電容器兩極板間加如圖乙所示的電壓，電壓的變化周期為T，若粒子從t=時刻釋放，則下列說法正確的是（）A粒子可能運(yùn)動到B極板上B粒子一定一直向B極板運(yùn)動C粒子的速度時間圖像不可能為圖丙D粒子的速度時間圖像可能為圖丁7如圖所示在xoy坐標(biāo)平面內(nèi)存在一勻強(qiáng)電場，坐標(biāo)原點(diǎn)O及點(diǎn)a（0，6）、點(diǎn)b（10，0）三點(diǎn)的電勢分別為=10V、=16V、=0V。現(xiàn)有一個質(zhì)子從坐標(biāo)原點(diǎn)以10eV的初動能沿與x軸正方向成45角方向射入坐標(biāo)平面，則下列判斷正確的是（）A該質(zhì)子將始終在第一象限內(nèi)運(yùn)動B該質(zhì)子將穿過y軸正半軸在第二象限內(nèi)運(yùn)動C該質(zhì)

5、子將經(jīng)過點(diǎn)（40，0）進(jìn)入第四象限內(nèi)運(yùn)動D該質(zhì)子經(jīng)過坐標(biāo)軸時其速度方向與坐標(biāo)軸的夾角成60角8如圖甲所示為某電場中的一條電場線，一電子只在電場力的作用下從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動的速度-時間圖像如圖乙所示，則下列分析正確的是（）A該電場可能是正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的B從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中該粒子的電勢能變小CA點(diǎn)的電勢一定高于B點(diǎn)的電勢DA點(diǎn)的電場強(qiáng)度比B點(diǎn)的大9空間有一沿x軸分布的電場，其電場強(qiáng)度E隨x變化的圖像如圖所示，設(shè)電場強(qiáng)度沿x軸正方向時為正，x1和x2為x軸上的兩點(diǎn)。一正電荷（重力不計）沿x軸正方向由x1運(yùn)動到x2過程中，下列說法正確的是（）A該電荷所受的靜電力先減小后增大B電場強(qiáng)度先向x軸負(fù)方向后

6、向x軸正方向C該電荷的動能逐漸增大D靜電力先做正功后做負(fù)功10如圖所示，是截面為正方形的區(qū)域邊界，其中，水平，、豎直，在該區(qū)域內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場。有一質(zhì)量為m、帶電量為q的微粒，自邊的中點(diǎn)O以一定的水平速度平行于邊垂直電場進(jìn)入該區(qū)域，微粒恰好從C點(diǎn)離開?，F(xiàn)在保持電場方向不變，將電場強(qiáng)度增大為原來的二倍，且微粒進(jìn)入時的速度大小也增大為原來的二倍，微粒恰好從B點(diǎn)離開。有關(guān)微粒和電場說法正確的是（）A微粒帶正電B電場強(qiáng)度大小為C電場強(qiáng)度大小為D若只將電場強(qiáng)度增大到原來的4倍，微粒將從中點(diǎn)射出11如圖所示，一平行板電容器水平放置，板間距離為d=0.16m，上、下極板開有一小孔，四個質(zhì)量均為m=13

7、g、帶電荷量均為q=6.410-6C的帶電小球，其間用長為的絕緣輕軒相連，處于豎直狀態(tài)，今使下端小球恰好位于小孔中，且由靜止釋放，讓四球豎直下落。當(dāng)下端第二個小球到達(dá)下極板時，速度恰好為零（g=10m/s2），以下說法正確的是（）A當(dāng)最上端的小球進(jìn)入平行板電容器前，小球一直做加速度減小的加速運(yùn)動B最下端的小球在兩平行板之間的運(yùn)動過程，系統(tǒng)的電勢能先增加后減小C兩極板間的電壓為500VD從釋放到速度減為零的過程中，小球最大速度約為0.82m/s12如圖一定質(zhì)量的帶電小球從輕質(zhì)彈簧上方點(diǎn)由靜止下落，空間還存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，在小球從到的過程中，重力做功，小球克服彈簧彈力做功，電場力做功，忽略空

8、氣阻力，則：（）A該過程中小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動能增加了B該過程小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加0.5J，動能增加了C該過程中小球電勢能增加0.5J，重力勢能減少0.8JD該過程中彈簧彈性勢能減少0.9J，小球電勢能減少0.5J二、多項選擇題（下列選項中有多個選項滿足題意）13如圖所示，A、B為一勻強(qiáng)電場中同一電場線上的兩點(diǎn)，現(xiàn)在A、B所在直線上某一點(diǎn)固定一電荷Q，然后在A點(diǎn)由靜止釋放一點(diǎn)電荷q，結(jié)果點(diǎn)電荷q運(yùn)動到B時的速度為零，若點(diǎn)電荷q只受電場力作用，則下列結(jié)論正確的是（）A電荷Q與點(diǎn)電荷q一定是同種電荷B電荷Q一定在A點(diǎn)的左側(cè)C點(diǎn)電荷q的電勢能一定是先減小后增大DA點(diǎn)電勢可能大

9、于B點(diǎn)電勢14如圖所示，空間有一水平勻強(qiáng)電場，在豎直平面內(nèi)有一帶電小球以一定初速度沿圖中虛直線由O運(yùn)動至P，下列說法正確的是（）A小球做勻速直線運(yùn)動B小球的電勢能增加C電場力方向水平向左D合外力做的功等于物體機(jī)械能的增量15平行板電容器充電后形成一個勻強(qiáng)電場，兩個質(zhì)量相等、帶電荷量不同的粒子a、b以相同的初速度垂直電場射入，最后分別落在負(fù)極板的中央和邊緣，軌跡如圖中虛線所示，不計重力作用，下列說法正確的是（）A粒子a、b在電場中運(yùn)動的時間相等B粒子a的加速度較大C粒子a到達(dá)負(fù)極板時的動能較大D粒子a、b的電勢能的增量相等16如圖所示為真空中的實(shí)驗(yàn)裝置，平行金屬板A、之間的加速電壓為，、之間的偏

10、轉(zhuǎn)電壓為，為熒光屏?，F(xiàn)有質(zhì)子、氘核和粒子三種粒子分別在A板附近由靜止開始加速，最后均打在熒光屏上。已知質(zhì)子、氘核和粒子的質(zhì)量之比為，電荷量之比為，則質(zhì)子、氘核和粒子三種粒子（）A從開始到熒光屏所經(jīng)歷時間之比為B從開始到熒光屏所經(jīng)歷時間之比為C打在熒光屏?xí)r的動能之比為D打在熒光屏?xí)r的動能之比為17如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為的粒子（不計重力）從原點(diǎn)O由靜止開始運(yùn)動，空間所加的電場沿x軸正方向，電場強(qiáng)度E與其位移x的關(guān)系圖線如圖所示。若選定原點(diǎn)的電勢為零，圖中為已知量，則下列說法正確的是（）A處的電勢B處的電勢C該粒子的最大速度為D該粒子在到的過程中做減速運(yùn)動18如圖所示，某直線加速器由沿軸線

11、分布的一系列金屬圓管（漂移管）組成，相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。設(shè)質(zhì)量為m、電量為q的質(zhì)子（重力不計）從K點(diǎn)沿軸線進(jìn)入加速器并依次向右穿過各漂移管，在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，在漂移管間被電場加速，加速電壓U視為不變。設(shè)質(zhì)子進(jìn)入漂移管A時速度為，進(jìn)入漂移管D時速度為，電源頻率為f，漂移管間縫隙很小，則（）A為使質(zhì)子在漂移管間被加速，質(zhì)子在每個管內(nèi)運(yùn)動時間應(yīng)為B質(zhì)子進(jìn)入漂移管D時的速度C從漂移管A算起，第N個漂移管的長度應(yīng)為D從漂移管A算起，質(zhì)子通過第N個漂移管的能量應(yīng)為19如圖所示，三塊平行放置的帶電金屬薄板、中央各有一小孔，小孔分別位于、點(diǎn)。由點(diǎn)靜止釋放的一價氫離子恰好能運(yùn)動到點(diǎn)，下

12、列說法正確的是：（）A一定有B若從點(diǎn)靜止釋放二價氨離子，其將以一定速度越過點(diǎn)C若將板向右平移到點(diǎn)，則由點(diǎn)靜止釋放的氫離子將運(yùn)動到點(diǎn)返回D若將板向右平移到點(diǎn)，則由點(diǎn)靜止釋放的氫離子仍運(yùn)動到點(diǎn)返回20如圖所示，一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，環(huán)心為O點(diǎn)，質(zhì)量為m的帶正電小球從O點(diǎn)正上方h高度處的A點(diǎn)由靜止釋放，并穿過帶電環(huán)，A點(diǎn)與A點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱。取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)且為零重力勢能點(diǎn)，向下為正方向，無限遠(yuǎn)電勢為零。則關(guān)于小球從A到A過程中，加速度a、重力勢能EpG、機(jī)械能E、電勢能EpE隨位置變化的圖像可能正確的是（）ABCD三、綜合計算題（要求寫出必要的計算過程）21示波器是用來觀察電信號隨時間

13、變化情況的一種電子儀器，它的核心部件是示波管，工作原理如圖所示。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。初速度為0的電子在電子槍中經(jīng)電壓為U0的加速電場加速后形成電子束進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極，如果在偏轉(zhuǎn)電極XX和YY之間都沒有加電壓，則電子從電子槍射出后沿直線運(yùn)動，打在熒光屏中心，產(chǎn)生一個亮斑。已知電子的電量為e，質(zhì)量為m。（1）求電子打在熒光屏上的速率；（2）如果YY偏轉(zhuǎn)電極上加上恒定電壓，XX偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓，在熒光屏上得到亮斑，亮斑在Y軸偏轉(zhuǎn)距離DY正比于輸入電壓UY，即DY=KYUY，比例系數(shù)KY稱為電壓偏轉(zhuǎn)因數(shù)，求KY（已知YY偏轉(zhuǎn)電極的長度為L1，板間距為d，極板右端到熒光屏的距離

14、為L2）。22如圖所示為一多級加速器模型，一質(zhì)量為m1.0103kg、電荷量為q8.0105C的帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）通過1、2級無初速度地進(jìn)入第3級加速電場，之后沿位于軸心的光滑淺槽，經(jīng)過多級加速后從A點(diǎn)水平拋出，恰好能從MN板的中心小孔B垂直金屬板進(jìn)入兩板間，A點(diǎn)在MN板左端M點(diǎn)正上方，傾斜平行金屬板MN、PQ的長度均為L1.0m，金屬板與水平方向的夾角為37，sin370.6，cos370.8，重力加速度g10m/s2。（1）求A點(diǎn)到M點(diǎn)的高度以及多級加速電場的總電壓U；（2）若該平行金屬板間有圖示方向的勻強(qiáng)電場，且電場強(qiáng)度大小E100V/m，要使帶電小球不打在PQ板上，則兩板間的距離d至少要多長？23如圖所示，虛線MN、PQ之間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，兩虛線間距離為d。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子，從a點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電壓為U的電場加速后，由b點(diǎn)垂直進(jìn)入水平勻強(qiáng)電場中，從MN上的某點(diǎn)c（圖中未畫出）離開，其速度與電場方向成45角。不計粒子的重力，求：（1）粒子剛進(jìn)入水平勻強(qiáng)電場時的速率