高考物理模型專練與解析模型21類平拋運動（帶電粒子在電場中的偏轉）（學生版）

21類平拋運動(帶電粒子在電場中的偏轉)1．AB板間存在豎直方向的勻強電場，現沿垂直電場線方向射入三種比荷(電荷量與質量的比)相同的帶電微粒(不計重力)a、b和c的運動軌跡如圖所示，其中b和c是從同一點射入的．不計空氣阻力，則可知粒子運動的全過程說法錯誤的是()A．運動加速度∶aa=ab=acB．飛行時間∶tb=tc>taC．水平速度∶va>vb>vcD．電勢能的減少量∶ΔEc=ΔEb>ΔEa2．如圖所示，一帶電小球從A處豎直向上進入一水平方向的勻強電場中，進入電場時小球的動能為EkA=4J，運動到最高點B時小球的動能為EkB=5J，小球運動到與A點在同一水平面上的C點(圖中未畫出)時小球的動能為EkC，則EkA：EkC為()A．l：l B．2：7 C．1：4 D．l：63．如圖所示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入水平向右的加速電場E1之后進入豎直向下的勻強電場E2發(fā)生偏轉，最后打在屏上。整個裝置處于真空中，不計粒子重力及其相互作用，那么()A．偏轉電場E2對三種粒子的沖量一樣大B．三種粒子打到屏上時的速度一樣大C．三種粒子運動到屏上所用時間相同D．三種粒子一定打到屏上的同一位置4．水平放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓，兩個質量相等的電荷M和N同時分別從極板A的邊緣和兩極板的正中間沿水平方向進入板間電場，兩電荷恰好在板間某點相遇，如圖所示。若不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用，則下列說法正確的是()A．兩電荷在電場中運動的加速度相等B．電荷M的電荷量大于電荷N的電荷量C．從兩電荷進入電場到兩電荷相遇，電場力對電荷M做的功等于電場力對電荷N做的功D．電荷M進入電場的初速度大小與電荷N進入電場的初速度大小一定相同5．如圖所示，在豎直放置的平行金屬板A、B之間加有恒定電壓U，A、B兩板的中央留有小孔O1、O2，在B板的右側有平行于極板的勻強電場E，電場范圍足夠大，感光板MN垂直于電場方向固定放置。第一次從小孔O1處由靜止釋放一個質子，第二次從小孔Ol處由靜止釋放一個α粒子，不計質子與α粒子的重力。已知質子和α粒子的電量比和質量比分別為：qm：qα＝1：2、mm：mα＝1：4，關于這兩個粒子的運動，下列判斷正確的是()A．質子和α粒子打到感光板上的位置相同B．質子和α粒子在整個過程中運動的時間相等C．質子和α粒子打到感光板上時的動能之比為2：1D．質子和α粒子在O2處的速度大小之比為1：26．如圖所示，氕核()、氘核()、氚核()三種粒子從同一位置無初速度地飄入電場線水平向右的加速電場，之后進入電場線豎直向下的勻強電場發(fā)生偏轉，最后打在屏上，整個裝置處于真空中，不計粒子重力及其相互作用，那么()A．偏轉電場對三種粒子做功一樣多B．三種粒子打到屏上時速度一樣大C．三種粒子運動到屏上所用時間相同D．三種粒子一定打到屏上的同一位置7．如圖所示，電子a、b和c，先后以大小不同的初速度，從同一位置沿垂直于電場的方向射入勻強電場中，其運動軌跡如圖所示，不計電子的重力，則有()A．c電子在電場中的運動時間最長B．a電子離開電場時的末速度最大C．c電子的動量變化最大D．b電子在電場中的動能的增量最大8．如圖所示，兩平行金屬板間有一勻強電場，板長為L，板間距離為d，在板右端L處有一豎直放置的光屏M，一帶電荷量為q，質量為m的質點從兩板中央射入板間，最后垂直在M屏上，則下列結論正確的是()A．板間電場強度大小為B．板間電場強度大小為C．質點在板間的運動時間和它從板的右端運動到光屏的時間相等D．質點在板間的運動時間大于它從板的右端運動到光屏的時間9．如圖所示，一個質量為m，帶電量為q的粒子(重力不計)，從兩平行板左側中點沿垂直場強方向射入，當入射速度為v時，恰好穿過電場而不碰金屬板，要使粒子的入射速度變?yōu)?，仍能恰好穿過電場而不碰金屬板，保持其它量不變時，可行的辦法是()A．粒子的帶電量減少到原來的B．兩板間的電壓減小到原來的C．兩板間的距離增加到原來的4倍D．兩板間的距離增加到原來的2倍10．如圖所示，一電子槍發(fā)射出的電子(初速度很小，可視為零)進入加速電場加速后，垂直射入偏轉電場，射出后偏轉位移為Y，要使偏轉位移增大，下列哪些措施是可行的(不考慮電子射出時碰到偏轉電極板的情況)()A．將發(fā)射電子改成發(fā)射負離子 B．增大加速電壓U0C．減小偏轉極板間距離 D．增大偏轉電壓U11．如圖所示，質量相同的兩個帶電粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強電場中，P從兩極板正中央射入，Q從下極板邊緣處射入，它們最后打在同一點(重力不計)，則從開始射入到打到上極板的過程中()A．它們運動的時間tQ=tPB．它們所帶電荷量之比qP∶qQ=2∶1C．它們的電勢能減少量之比ΔEP∶ΔEQ=1∶2D．它們的動能增量之比ΔEkP∶ΔEkQ=1∶412．示波器的示意圖如圖所示，金屬絲發(fā)射出來的電子加速后從兩金屬板的中央沿板平行方向進入偏轉電場，電子穿出偏轉電場后打在熒光屏上。若加速電壓U1=800V，偏轉極板長，板間距，不計電子的重力。求：(1)偏轉電壓U2為多大時，電子束的偏移量最大？(2)若偏轉板右端到熒光屏的距離L=20cm，求電子束最大的偏轉距離OP。13．噴墨打印機是將彩色液體油墨經噴嘴變成細小微粒噴到印紙上打印技術，噴墨打印機因其技術成熟、使用成本低成為市場主流產品。某噴墨打印機的基本構造如圖1所示，墨滴從發(fā)生器G射出并在充電室C中帶上負電荷，從計算機來的輸入信號控制每個墨滴所帶的電量，并和偏轉電場(勻強電場)一起控制墨滴落在紙上的位置。某同學將打印機的原理簡化為圖2。假設質量為m、帶電量為-q的墨滴沿x軸正方向以速率v0從兩板正中央進入偏轉電場，墨滴經過偏轉電場最終落到與x軸垂直的紙面上。已知偏轉電場的場強為E，兩極板的長度為L，剛好從上板邊緣射出，且末速度恰好與上板成30°角飛出。已知偏轉電場板間距離為l，不計墨滴重力，板與紙之間無電場。(1)求墨滴在離開偏轉電場時末速度的大小；(2)求所加偏轉電場的電場強度大??；(3)若偏轉板的右端與紙之間的距離為s，求墨滴打到紙上位置到O＇(x軸與紙的交點)的距離y。14．如圖所示，勻強電場方向沿x軸的正方向，電場強度為E0在A(，0)點有一個質量為m，電荷量為q的粒子，以沿y軸負方向的初速度開始運動，經過一段時間到達B(0，-)點(不計重力作用)。求：(1)粒子的初速度v0的大?。?2)當粒子到達B點時，電場力對粒子做功的瞬時功率。15．一束質量為m、電荷量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進入勻強電場，如圖，如果兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為d，板長為L(該粒子束不會擊中極板)，求：(1)粒子在極板中運動的時間；(2)粒子在電場方向發(fā)生的側移量；(3)粒子從進入電場到飛出極板時電勢能的變化量(粒子的重力忽略不計)。16．如圖所示，兩平行金屬板A、B長為L，兩極板間距離d，UAB=U(U＞0)，一電荷量q質量為m的帶正電的粒子，沿電場中心線RD垂直電場線方向飛入電場，初速度v0，粒子飛出平行板電場后經過界面MN后打在放置于中心線上的熒光屏PS上，界面MN和PS間的無電場，已知兩界面MN、PS相距為，不計粒子重力(靜電力常數為k)。(1)求粒子穿過界面MN時偏離中心線RD的距離多遠；(2)到達PS界面時離D點多遠。17．如圖，電子經過電壓為U的電場加速后，立即射入偏轉勻強電場中，射入方向與偏轉電場的方向垂直，射入點為A，最終電子從B點離開偏轉電場。已知偏轉電場的電場強度大小為E，方向豎直向上(如圖所示)，電子的電荷量為e，質量為m，重力忽略不計。求：(1)電子進入偏轉電場時的速度v0；(2)若將加速電場的電壓提高為原來的2倍，使電子仍從B點離開，則偏轉電場的電場強度E應該變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?8．如圖所示，一質量為kg，帶電量為C的粒子，從靜止開始被加速電場(圖中未畫出)加速后從R點沿中線水平方向飛入平行板電容器，初速度m/s，已知兩平行金屬板A、B水平正對且長均為l＝10cm，兩板間距d＝10cm，UAB＝180V。粒子飛出平行板電場后經過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后，進入固定在中心線上O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域(設界面PS右邊點電荷的電場分布不受界面的影響)。已知兩界面MN、PS相距為L＝15cm，粒子穿過界面PS后被點電荷Q施加的電場力俘獲，從而以O點為圓心做勻速圓周運動，最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏EF上(靜電力常量N·m2/C2，粒子重力不計)。求：(1)加速電場的電壓；(2)粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離y；(3)點電荷Q的電荷量(取，保留一位有效數字)。19．虛線間存在如圖所示的水平勻強電場，一帶電粒子質量為m=2.010-11kg，電荷量為q=+1.010-5C，從a點由靜止開始經電壓為U=100V的電場加速后，垂直進入勻強電場中，從虛線MN的某點b(圖中未畫出)離開勻強電場時速度與電場方向成30°角。已知PQ、MN間距為40cm，帶電粒子的重力忽略不計。求：(1)帶電粒子剛進入勻強電場時的速率；(2)水平勻強電場的場強大小；(3)兩點間的電勢差。20．如圖所示，兩平行金屬板A、B長為L=8cm，兩板間距離d=8cm，A板比B板電勢高300V，一帶正電的粒子電荷量為q=1.0×10-10C，質量為m=1.0×10-20kg，沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場，初速度v0=2.0×106m/s，粒子飛出電場后經過界面MN、PS間的無電場區(qū)域，然后進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域(設界面PS右側點電荷的電場分布不受界面的影響)。已知兩界面MN、PS相距為12cm，D是中心線RO與界面PS的交點，O點在中心線上，距離界面PS為9cm，粒子穿過界面PS做勻速圓周運動，最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上。(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2，粒子的重力不計)(1)求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離多遠？(2)到達PS界面時離D點多遠？(3)確定點電荷Q的電性并求其電荷量的大小。21．在直角坐標系中，兩個邊長都相同的正方形排列如圖所示，第一象限正方形區(qū)域ABOC中有水平向左的勻強電場，電場強度的大小為E0；在第二象限正方形COED的對角線CE左側CED區(qū)域內有豎直向下的勻強電場，三角形OEC區(qū)域內無電場?，F有一帶電量為＋q、質量為m的帶電粒子(重力不計)從AB邊上的A點靜止釋放，恰好能通過E點。(1)求CED區(qū)域內的勻強電場的電場強度E1；(2)若正方形邊長為Ｌ，粒子從AB邊中點由靜止釋放，求粒子從DE邊離開的位置坐標。22．水平放置的兩塊平行金屬板長L＝5.0cm，兩板間距d＝1.0cm，兩板間電壓U＝90V，且上板為正。一個不計重力的，帶電量為q=1.6×10-19C質量m=9×10-31kg的帶電粒子沿水平方向以速度v0＝2.0×107m/s從兩板中間射入，如圖所示。(1)帶電粒子偏離金屬板時的偏移距離y是多少？(2)帶電粒子飛出電場時的速度大小、方向分別是什么？(3)帶電粒子離開電場后，打在屏上的P點。若s＝10cm，求OP的高度。23．如圖所示，在豎直放置的平行金屬板A、B之間加有恒定電壓U，A、B兩板的中央留有小孔O1、O2，它們之間的距離為d，在B板的右側有平行于極板的勻強電場E，電場范圍足夠大，感光板MN垂直于電場方向固定放置，從小孔O1處由靜止釋放一個帶電粒子，質量為m，電量為+q，O2離MN的高度為h，不考慮粒子重力，求：(1)粒子到達小孔O2時的速度大??；(2)粒子打在感光板MN上的位置與金屬板B的水平距離；(3)粒子從O1處出發(fā)到打到感光板上所用的時間。24．如圖所示，有一質子(質量為m，電荷量為e)由靜止開始經電壓為U1的電場加速后，進入兩塊板間距離為d，板間電壓為U2的平行金屬板間，若質子從兩板正中間垂直電場方向射入偏轉電場，并且恰能從下板右邊緣穿出電場。求：(1)質子剛進入偏轉電場U2時的速度；(2)質子在偏轉電場U2中運動的時間和金屬板的長度；(3)質子穿出偏轉電場時的動能。25．如圖所示，一質量為、電荷量為的帶粒子速度從連線上的點水平向右射入大小為、方向豎直向下的勻強電場中。已知與水平方向成角，帶粒子的重力不計，則粒子到達連線上的點(圖中沒畫出)，求：(1)小球從點運動到的時間；(2)點到點的電勢差。26．在一柱形區(qū)域內有勻強電場，柱的橫截面積是以O為圓心，半徑為R的圓，AB為圓的直徑，如圖所示。質量為m，電荷量為q(q>0)的帶電粒子在紙面內自A點先后以不同的速度進入電場，速度方向與電場的方向垂直。已知剛進入電場時速度為零的粒子，自圓周上的C點以速率v0穿出電場，AC與AB的夾角θ=。運動中粒子僅受電場力作用。求：(1)從圓周上的B點穿出電場的粒子，進入電場時速度應為多大？(2)為使粒子穿過電場后的動能增量最大，該粒子穿出電場時的動能為多大？(3)粒子穿過電場前后動量變化量的大小為mv0，則粒子穿出電場時的動能為多大？27．如圖所示，水平放置的兩塊平行金屬板長為l，兩板間距為d，兩板間電壓為U，且上板帶正電，一個電子沿水平方向以速度，從兩板中央射入，已知電子質量為m，電荷量為q求電子偏離金屬板的側位移是多少？電子飛出電場時的速度是多少？電子離開電場后