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2019-2020年高中物理第一章静电场9带电粒子在电场中的运动课后训练新人教版选修1.一带电粒子在电场中只受静电力作用时,它不可能出现的运动状态是( )A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动2.如图所示,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由小孔进入电场,当M、N间电压为U时,粒子恰好能达到N板,如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的1/2后返回,下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)( )A.使初速度减为原来的1/2B.使M、N间电压加倍C.使M、N间电压提高到原来的4倍D.使初速度和M、N间电压都减为原来的1/23.如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图,电子经电压U1加速后垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量是h,两平行板间的距离为d,电势差为U2,板长为L为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量),可采用的方法是( )A.增大两板间的电势差U2B.尽可能使板长L短些C.尽可能使板间距离d小一些D.使加速电压U1升高一些4.一带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,如图所示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为v0,则有( )A.电场力等于重力B.粒子运动的水平位移等于竖直位移的大小C.电场力做的功一定等于重力做功的负值D.粒子电势能的减少量一定等于重力势能的增加量5.一个带正电的油滴从如图所示的匀强电场上方A点自由下落,油滴落入匀强电场后,能较准确地描述油滴运动轨迹的是( )6.三个α粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场,出现了如下图所示的运动轨迹,由此可判断( )A.在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上B.b和c同时飞离电场C.进入电场时,c的速度最大,a的速度最小D.动能的增加值c最小,a和b一样大
7.如图所示,水平放置的平行板间的匀强电场正中间的P点有一个带电微粒正好处于静止状态,如果将平行带电板改为竖直放置,带电微粒的运动将是( )A.继续保持静止状态B.从P点开始做自由落体运动C.从P点开始做平抛运动D.从P点开始做初速度为零、加速度为的匀加速直线运动8.如图所示,水平放置的A、B两平行板相距h,上板A带正电,现有质量为m、带电荷量为+q的小球在B板下方距离B板为H处,以初速v0竖直向上从B板小孔进入板间电场,欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差为多少?9.如图所示,匀强电场的宽度为d,电子以速率v0沿垂直于场强方向穿越匀强电场,偏角θ=60°,电子的电荷量为-e,质量为m,求
(1)电子在场强方向的偏转距离;
(2)匀强电场的场强大小答案与解析
1.答案A
2.答案BD解析由题意知,带电粒子在电场中做减速运动;在粒子恰好能到达N板时,由动能定理可得要使粒子到达两极板中间后返回,设此时两极板间电压为U1,粒子的初速度为v1,则由动能定理可得联立两方程解得可见,选项B、D均符合等式的要求,本题的答案为B、D项
3.答案C解析电子的运动过程可分为两个阶段,即加速和偏转分别根据两个阶段的运动规律,推导出灵敏度(h/U2)的有关表达式,然后再判断选项是否正确,这是解决此题的基本思路电子经电压U1加速有,电子经过偏转电场的过程有L=v0t,由以上各式可得因此要提高灵敏度,若只改变其中的一个量,可采取的办法为增大L,或减小d,或减小U1所以本题的正确选项为C
4.答案ABD解析粒子在水平方向上,vx=axt;竖直方向上vy=v0-gt,到达B时,vx=v0,vy=0,所以有v0=axt0=v0-gt,故ax=g,qE=mg所以A正确由动能定理qEx-mgh=0,x=h,B对WG=WE,C错ΔEG=-ΔEp,D对
5.答案B解析油滴自电场上方落入电场,即油滴进入电场时有一定的速度,而油滴受重力和电场力作用,两者的合力指向右下侧,而油滴进入电场时的速度方向为竖直向下,故油滴的轨迹应是选项B的情形
6.答案ACD解析由题意知,三个α粒子在电场中的加速度相同,a和b有相同的偏转位移y,由公式得,a和b在电场中运动时间相同,由公式得vbva,同理,vcvb,故三个粒子进入电场时的初速度大小关系为vcvbva,故A、C正确,B错误;由题图知,三个粒子的偏转位移大小关系为ya=ybyc,由动能定理可知,三个粒子的动能增加值为c最小,a和b一样,D正确
7.答案D解析对微粒进行受力分析可知mg=Eq若将平行板改为竖直,则微粒受力所以微粒将做匀加速直线运动,
8.答案解析对小球运动的全过程根据动能定理列式全过程有重力和电场力做功
9.答案
(1)
(2)解析
(1)根据偏转角公式,粒子好像是从中点射出的,所以偏移距离
(2)由偏移距离公式,将上问中的结果代入可得。