【推荐】专题1-9 带电粒子在电场中的运动-试题君之课时同步君2017-2018学年高二物理人教版（选修3-1）

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‎1．如图所示，竖直平行金属板分别与电源正、负极相接，一带电颗粒沿图中直线从A向B运动，则该带电颗粒 A．动能减小 B．电势能减小 C．机械能减小 D．可能带负电 ‎【答案】B ‎2．（多选）一个点电荷沿着图中曲线JK穿过匀强电场，a、b、c、d为等势面，且φa<φb<φc<φd，不计粒子受到的重力，可以确定 A．该匀强电场的方向水平向右 B．该粒子带负电 C．从J到K的过程中，粒子的电势能减小 D．从J到K的过程中，粒子的加速度保持不变 ‎【答案】BCD ‎【名师点睛】此题考查了带电粒子在电场中的运动问题；要能根据电势的高低得出电场强度的方向，通过粒子的轨迹弯曲得出电场力的方向，从而确定电荷的电性，根据电场力做功判断电势能的高低；解题时要知道等势面与电场线之间的关系，知道电场力做功与电势能的关系，难度不大。‎ ‎3．如图为示波管的原理图，如果在电极Y、Y′之间所加的电压按图甲所示的规律变化，在电极X、X′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图中的 ‎【答案】B ‎【解析】在02t1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当UY为正的最大值时，电子打在荧光屏上的最大位移处，当UY为负的最大值时，电子打在荧光屏上的最大负位移处，因此一个周期内荧光屏上的图象为B。‎ ‎4．示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图所示，真空室中电极K发出电子（初速度不计）经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属 板A、B间的中心线射入板中。金属板长为L，相距为d，当A、B间的电压为U2时，电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心的距离变大的是 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 ‎5．如图，两平行金属板水平放置，板长为L，间距为d，板间电压为U，一个不计重力的电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，恰好沿下板的边缘飞出，粒子通过平行金属板的时间为t，则 A．在时间内，电场力对粒子做的功为 B．在时间内，电场力对粒子做的功为 C．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1:2‎ D．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1:1‎ ‎【答案】D ‎【解析】设粒子在前时间内和在后时间内竖直位移分别为y1、y2，由y=at2和匀变速直线运动的推论可知y1:y2=1:3，得y1=d，y2=d，则在前时间内，电场力对粒子做的功为W1=q·U=qU，在后时间内，电场力对粒子做的功为W2=q·U=qU，故AB错误；根据W=qEy可得，在粒子下落前和后的过程中，电场力做功之比为1:1，故C错误，D正确。‎ ‎【名师点睛】本题考查了带电粒子在电场中的偏转，属于类平抛运动；解题时要熟练掌握其研究方法，运动的合成与分解，并要抓住水平方向是匀速运动，根据竖直方向是初速度为零的匀加速运动的一些推论，研究位移和时间关系。‎ ‎6．如图所示，（核内有一个质子，没有中子），（核内有一个质子，一个中子）， （核内有一个质子，两个中子）和（核内有两个质子，两个中子）四种原子核的混合粒子沿平行板电容器两板间的中线OO′射入板间的匀强电场中，射出后都打在与OO′垂直的固定荧光屏上，使荧光屏上出现亮点。下列说法正确的是 A．若它们射入电场时的速度相等，在荧光屏上将出现4个亮点 B．若它们射入电场时的动能相等，在荧光屏上将出现4个亮点 C．若它们射入电场时的质量与速度之积相等，在荧光屏上将出现4个亮点 D．若它们都是从静止开始由同一加速电场加速后再射入此偏转电场的，则在荧光屏上将出现4个亮点 ‎【答案】C ‎【名师点睛】此类题目属于类平抛运动，解题关键注意水平方向匀速，竖直方向是初速度为零的匀加速直线运动，两个方向的运动具有等时性，然后列式计算出偏移量，根据偏移量的表达式分析解题。‎ ‎7．如图所示为某粒子分析器的简化结构。金属板P、Q相互平行，两板通过直流电源、开关相连，其中Q板接地。一束带电粒子，从a处以一定的初速度平行于金属板P、Q射入两板之间的真空区域，经偏转后打在Q板上如图所示的位置。在其他条件不变的情况下，要使该粒子束能从Q板上的b孔射出（不计粒子重力和粒子间的相互影响），下列操作中可能实现的是 A．保持开关S闭合，适当上移P极板 B．保持开关S闭合，适当左移P极板 C．先断开开关S，再适当上移P极板 D．先断开开关S，再适当左移P极板 ‎【答案】A ‎【名师点睛】粒子平行极板进入平行板电容器电场，为类平抛运动，电场方向即初速度０的匀加速直线运动，初速度方向匀速直线运动，整体为类平抛，选项设置各种变量，所以我们需要一次性找到水平位移和其他各个变量的定量关系，写出关系式，后面选项只要对照关系式即可。‎ ‎8．（多选）如图甲，A、B是一对平行金属板，在两板间加有周期为T的交变电压U0，A板电势为φA=0，B板电势为φB随时间t变化的规律如图乙所示。现有一个电子从A板的小孔进入两板间的电场中，设电子的初速度和重力的影响均可忽略，则 A．若电子是在t=0时刻进入的，它将一直向B板运动 B．若电子是在t=T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上 C．若电子是在t=3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上 D．若电子是在t=T/2时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动 ‎【答案】AB ‎9．（多选）如图所示，一绝缘光滑圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，圆环的半径为R，场强为E，在与环心等高处放有一带正电的小球，质量为m、电荷量为q，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是 ‎ A．小球在运动过程中机械能守恒 B．小球经过环的最低点时速度最大 C．小球经过环的最低点时对轨道的压力为mg+qE D．要使小球能到达最高点，小球的初速度至少应为 ‎【答案】BD ‎【名师点睛】本题是带电体在匀强电场及在重力场的复合场中做圆周运动的问题，由动能定理和牛顿运动定律结合求解是常用的思路；此题解答时还可以用等效场的思想，即把电场和重力场等效为一个加速度为的等效场来考虑。‎ ‎10．如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L=0.4 m，两板间距离d=4×10–‎3 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒的质量为m=4×10–‎5 kg，电荷量为q=+1×10–‎8 C。（g=‎10 m/s2）求：‎ ‎（1）微粒入射速度v0为多少？‎ ‎（2）为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U的范围？‎ ‎【答案】（1）‎10 m/s　（2）与负极相连　120 V

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