高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量5 带电粒子在电场中的运动巩固练习

高二物理必修三10.5《带电粒子在电场中的运动》同步课时练习

一、选择题：

1、在空间有正方向水平向右、大小按如图所示的图线变化的电场，位于电场中A点的电子在t=0时速度为零，在t=1s时，电子离开A点的距离大小为l,那么在t=2s时，电子将处在（    ）

A、A点              B、A点左方l 处    C、A点右方2l处      D、A点左方2l处

2、如图，P、Q是真空中竖直放置的两块平行金属板，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动。已知两极板间电势差为U，板间距为d，电子质量为m、电荷量为e，不计重力。则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是（　　）

A．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变

B．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍

C．若将两极板间电势差U增大为原来的四倍，则电子到达Q板的时间保持不变

D．若将两极板间电势差U增大为原来的四倍，则电子到达Q板的时间减为原来的一半

3、如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的(    )

A．2倍                B．4倍             C．0.5倍               D．0.25倍

4、如图，带电粒子由静止开始，经电压为U1的加速电场加速后，垂直电场方向进入电压为U2的平行板电容器，经偏转落在下板的中间位置。为使同样的带电粒子，从同样的初始位置由静止加速、偏转后能穿出平行板电容器，下列措施可行的是（粒子重力不计）（　　）

A．保持U2和平行板间距不变，减小U1

B．保持U1和平行板间距不变，增大U2

C．保持U1、U2和下板位置不变，向下平移上板

D．保持U1、U2和下板位置不变，向上平移上板

5、如图1所示为示波管原理图，若其内部竖直偏转电极之间电势差如图2所示的规律变化，水平偏转电极之间的电势差如图3所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（　　）

A． B． C． D．

6、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，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是（　　）

A．变小，变大 B．变大，变小

C．变大，变大 D．变小，变小

7、如图所示，a、b、c为电场中相邻的三条等差等势线，质子仅在电场力作用下从A点沿实线经B点运动到C点，A、B、C三点的场强大小分别为EA、EB、EC；电势分别为φA、φB、φC；质子在A、B、C三点的电势能分别为EpA、EpB、EpC；动能分别为EkA、EkB、EkC，则（　　）

A．EA＞EB＞EC     B．φA＞φB＞φC     C．EpA＞EpB＞EpC    D．EkA＜EkB＜EkC

8、示波管是示波器的核心部件，如图，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（　　）

A．极板X带正电     极板Y带正电    B．极板带正电   极板Y带正电

C．极板X带正电     极板Y带负电    D．极板带正电   极板Y带负电

9、某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，质子流内单位体积的质子数为n，其等效电流为I，质子电量为e，则质子的质量为（　　）

A． B． C． D．

10、如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则（　　）

A．微粒达到B点时动能为       B．微粒的加速度大小等于gsinθ

C．两极板的电势差UMN＝    D．微粒从A点到B点的过程电势能减少

11、有三个质量相等的小球，分别带正电、负电和不带电，以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，它们分别落在下板的A、B、C三处，已知两金属板的上板带负电荷，下板接地，如图所示，下面说法正确的是(     )

A、落在A、B、C三处的小球分别是带正电、不带电和带负电的

B、三小球在该电场中的加速度大小关系是aA＜aB＜aC

C、三小球从进入电场至落到下板所用的时间相等

D、三小球到达下板时动能的大小关系是EKC＜EKB＜EKA

12、图示是某种静电除尘的装置：空气中的大量尘埃先通过电离区后带上负电，然后沿平行于金属筒的轴线方向以相同大小的速度射入金属圆筒。在金属圆筒的轴线处放置有一根细金属丝，并在金属丝和金属筒壁间接上高压直流电源。已知尘埃的质量为m，电荷量为，金属筒和金属丝的电势分别为、，且，假定金属筒及金属丝足够长，忽略尘埃颗粒的重力及尘埃间的相互作用，则被金属筒壁吸收的尘埃颗粒的最大动能等于（　　）

A． B．

C． D．

二、解答题：

13、如图所示，一质量为 m 、带电量为 q 的物体处于场强为 E kt （ k 为大于零 的常数），方向为水平向左的变化的电场中，物体与竖直墙壁间动摩擦因数为 ， 当 t 0 时刻物体刚好处于静止状态．若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，经过时间t=__________，物体的运动速度达到最大值，最大值是________．

14、如图所示一质量为m，带电荷量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离l处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场，求：

（1）小球的初速度v0.

（2）电场强度E的大小．

（3）小球落地时的动能Ek．

15、如图所示，在E＝103V/m的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R＝0.4m，一带正电荷q＝10－4C的小滑块质量为m＝0.04kg，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，g取10 m/s2，求：

（1）小滑块受到的电场力大小

（2）要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？

（3）这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大？（P为半圆轨道中点）

16、如图所示装置放在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，在金属丝和竖直金属板之间加一电压，发射出的电子被加速后，从金属板B上的小孔S水平射出，装置右侧有两个相同的平行金属极板C、D水平正对放置，其板长，相距，两极板间加一电压的偏转电场，虚线为平行板C、D的水平中线。已知电子的电荷量，电子的质量，，，设电子刚离开金属丝时的初速度不计，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计电子受到的重力。

（1）求电子刚进入偏转电场的速度大小；

（2）求电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y。