1、1 21 22020 届一轮复习人教版 带电粒子在电场中的运动 课时作业一、选择题考点一 带电粒子的直线运动1. 质子 ( 1 H)、 粒子 ( 4 He)、钠离子 (Na ) 三个粒子分别从静止状态经过电压为 U 的同一电场加速后，获得动能最大的是 ( )1 4A 质子 ( 1 H) B 粒子 ( 2 He)C 钠离子 (Na ) D 都相同答案 B解析 qU 1mv 0， U 相同， 粒子带的正电荷多，电荷量最大，所以 粒子获得的动能最大，故选项2B 正确2. 如图 1 所示，一个平行板电容器充电后与电源断开，从负极板处由静止释放一个电子 ( 不计重力 ) ，设 其到达正极板时的速度为 v
2、1， 加速度为 a1 . 若将两极板间的距离增大为原来的 2 倍，再从负极板处由静止释放一个电子，设其到达正极板时的速度为 v2， 加速度为 a2， 则 ( )图 12 A a1a2 11， v1v2 12B a1a2 21， v1v2 12C a1a2 21， v1v2 21D a1a2 11， v1v2 1 2答案 D解析 电容器充电后与电源断开，增大两极板间的距离时，场强不变，电子在电场中受到的电场力不1 2 2Ue变，故 a1a2 11， 由动能定理得 Ue 2mv， v m ，因两极板间的距离增大为原来的 2 倍，由 UEd知，电势差 U增大为原来的 2 倍，故 v1v2 1 2.3
3、.( 多选 ) 如图 2 所示， M、 N 是真空中的两块平行金属板，质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子以初速度 v0由小孔射入板间电场，当 M、 N 间电势差为 U时，粒子恰好能到达 N板要使这个带电粒子到达 M、 N 板间1距的 2后返回，下列措施中能满足要求的是 ( 不计带电粒子的重力 )( )3 图 21A. 使初速度减小为原来的 2B. 使 M、 N间电势差加倍C. 使 M、N 间电势差提高到原来的 4 倍1D. 使初速度和 M、 N间电势差都减小为原来的 2答案 BD4. (2017 江苏单科 ) 如图 3 所示，三块平行放置的带电金属薄板 A、 B、 C 中央各有一小孔，小孔分
4、别位于 O、 M、P 点由 O点静止释放的电子恰好能运动到 P 点现将 C板向右平移到 P点，则由 O点静止释放的电子 ( )4 A. 运动到 P 点返回B. 运动到 P 和 P点之间返回C. 运动到 P点返回D. 穿过 P点 答案 A图 3r S Q解析 根据平行板电容器的电容的决定式 C 44 kQ、 定 义 式 C kd和匀强电场的电压与电场强度的关系式 U UE d可 得 Er S，可知将 C板向右平移到 P点， B、 C两板间的电场强度不变，由 O点静止释放的电子仍然可以运动到 P点，并且会原路返回，故选项 A 正确 .考点二 带电粒子的偏转5. 如图 4 所示， a、 b 两个带正
5、电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电 场后， a 粒子打在 B板的 a点， b 粒子打在 B板的 b点，若不计重力，则 ( )图 45 2A. a 的电荷量一定大于 b 的电荷量B. b 的质量一定大于 a 的质量C. a 的比荷一定大于 b 的比荷D. b 的比荷一定大于 a 的比荷答案 C1 qE解析 粒子在电场中做类平抛运动，由 h (x 2) 得 ： x v02mh. 由 v02hma v02hmb qa qb得 ，故选 C.2 m v0qE Eqa Eqbma mb6. 如图 5 所示，一重力不计的带电粒子以初速度 v0 射入水平放置、距离为 d 的两平
6、行金属板间，射入方向 沿两极板的中心线当极板间所加电压为 U1 时，粒子落在 A 板上的 P 点如果将带电粒子的初速度变为d2v0，同时将 A 板向上移动 2后，使粒子由原入射点射入后仍落在 P 点，则极板间所加电压 U2 为 ( )图 5AU 23 U1 BU 26 U1CU 28 U1 DU 21 2U1答案 Dd 12qU1 x解析 板间距离为 d，射入速度为 v0， 板间电压为 U1 时，在电场中有 at 26 2022，a md， t ，解得 U1 v0mdv0 d 1 2 2qU2 xqx2 ； A板上移 2，射入速度为 2v0，板间电压为 U2时，在电场中有 d 2at ， a
7、3md， t 2v ，12mdv0解 得 U2 qx2 ， 即 U2 12U1， 故 选 D.7.(2018 人大附中高三期中 ) 如图 6 所示，有一带电粒子贴着 A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为 U1 时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为 U2 时，带电粒子沿 轨迹落到 B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为 ( )A U1U2 18图 6B U1U21 4C U1U2 12 DU 1U21 1答案解析A带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平位移为 x v0 t ，两次运动的水平位移之比为 21，两1次运动的水平速度相同，故运动时间之比为 t
8、1t 2 21， 由于竖直方向上的位移为 h 2at， h1h2227 12， 故加速度之比为 18， 又因为加速度 a Uq，故两次偏转电压之比为 U1U21 8，故 A 正确mdAB考点三 带电粒子的加速和偏转 示波管的原理8. 如图 7 所示，电子在电势差为 U1 的电场中由静止加速后，垂直射入电势差为 U2 的偏转电场在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是 ( )A. U1 变 大 ， U2 变大B. U1 变 小 ， U2 变大C. U1 变 大 ， U2 变小D. U1 变小， U2 变小答案 B图 7U2L解析 由带电粒子在电场中的加速和偏
9、转运动规律可知 tan ， 选 项 B 正 确 2U1d9.( 多选 )(2017 扬州市高一期末 ) 如图 8 所示是某示波管的示意图，电子先由电子枪加速后进入偏转电 场，如果在偏转电极上加一个电压，则电子束将会偏转，并飞出偏转电场下面措施中能使电子偏转距离变大的是 ( )8 22图 8A. 尽可能把偏转极板 L 做得长一点B. 尽可能把偏转极板 L 做 得 短 一 点C 尽可能把偏转极板间的距离 d 做得小一点 D 将电子枪的加速电压提高答案 AC解析 设加速电压为 U1，则 qU1 1mv0 设偏转电压为U2， qU L2则 y 2 2 mdv029 1U2L联立得， y 4dU， 故选
10、 A、 C.10 图 9 甲为示波管的原理图如果在电极 YY之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极 XX之 间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是 ( )图 9答案 B解析 由于电极 XX之间所加的是扫描电压，电极 YY之间所加的电压为信号电压，所以荧光屏上会看 到 B 选项所示的图形二、非选择题11 (2018 清华附中高三期中 ) 如图 10 所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出，已知电子质量为 m， 电荷量为 e，加速电场电压为 U0， 偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为 U， 极板长度为 L，板间距为 d.210 图 101 忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度 v0 和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离 y；2 分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法，在解决 (1) 问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因已知 U 2.0 10g 10 m/s 2.答案 见解析V ，d4.0 10 2 m， m 9.1 10 31 kg ，e 1.6 10 19C，取解析 (1) 电子在加速电场中加速，根据动能定理，则有：2
