版选修3_1.doc

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1、1带电粒子在电场中的运动1多选示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上 P 点出现亮斑，那么示波管中的( )A极板 X 应带正电 B极板 X应带正电C极板 Y 应带正电 D极板 Y应带正电解析：选 AC 由题意可知，在 XX方向上向 X 方向偏转， X 带正电，A 对 B 错；在YY方向上向 Y 方向偏转， Y 带正电，C 对 D 错。2如图所示，两平行金属板竖直放置，板上 A、 B 两孔正好水平相对，板间电压为 500 V。一个动能为 400 eV 的电子从 A 孔沿垂直金属板方向射入电场中，经过一段时间电子离开电场，若不考虑重力的影响，则电子离开

2、电场时的动能大小为( )A900 eV B500 eVC400 eV D100 eV解析：选 C 电子从 A 向 B 运动时，电场力对电子做负功，若当电子到达 B 点时，克服电场力所做的功 W qU500 eV400 eV，因此电子不能到达 B 点，电子向右做减速运动，在到达 B 之前速度变为零，然后反向运动，从 A 点离开电场，在整个过程中，电场力做功为零，由动能定理可知，电子离开电场时的动能： Ek400 eV，故 C 正确。3如图所示，质量相等的两个带电液滴 1 和 2 从水平方向的匀强电场中 O 点自由释放后，分别抵达 B、 C 两点，若 AB BC，则它们带电荷量之比 q1 q2等于

3、( )A12 B21C1 D. 12 2解析：选 B 竖直方向有 h gt2，水平方向有 l t2，联立可得 q ，所以有12 qE2m mglEh ，B 对。q1q2 214一束正离子以相同的速率从同一位置，沿垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子( )A都具有相同的质量2B都具有相同的电荷量C具有相同的荷质比D都是同一元素的同位素解析：选 C 由偏转距离 y 2 可知，若运动轨迹相同，则水平位移相同，12qEm(lv0) qEl22mv02偏转距离 y 也应相同，已知 E、 l、 v0是相同的，所以应有 相同。qm5.多选两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中

4、，存在一沿半径方向的电场，如图所示。带正电的粒子流由电场区域的一端 M 射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端 N 射出，由此可知(不计粒子重力)( )A若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等B若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等C若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的速率一定相等D若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的动能一定相等解析：选 BC 由题图可知，该粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力qE m 得 r ， r、 E 为定值，若 q 相等则 mv2一定相等；若 相等，则速率 v 一定相v2r mv2qE 12 qm等，故 B、

5、C 正确。6多选喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度 v 垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上。则微滴在极板间电场中( )A向正极板偏转B电势能逐渐增大C运动轨迹是抛物线D运动轨迹与带电量无关解析：选 AC 由于微滴带负电，电场方向向下，因此微滴受到的电场力方向向上，微滴向正极板偏转，A 项正确；偏转过程中电场力做正功，根据电场力做功与电势能变化的关系，电势能减小，B 项错误；微滴在垂直于电场方向做匀速直线运动，位移 x vt，沿电场反方向做初速度为零的匀加速直线运动，位移 y t2 2，此为抛物线方程，C12qUdm 12qUdm(xv)项正确；从式中

6、可以看出，运动轨迹与带电荷量 q 有关，D 项错误。37一个动能为 Ek的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为 2Ek。如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器的动能变为( )A8 Ek B5 EkC4.25 Ek D4 Ek解析：选 C 因为偏转距离为 y ，带电粒子的初速度变为原来的两倍时，偏转qUL22mdv02距离变为 ，所以静电力做功只有 W0.25 Ek，而初动能变为 4Ek，故它飞出电容器时的动y4能变为 4.25Ek。故正确选项为 C。8(2017江苏高考)如图所示，三块平行放置的带电金属薄板 A、 B、 C 中央各有一小孔，小孔分别

7、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( )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点解析：选 A 电子在 A、 B 板间的电场中加速运动，在 B、 C 板间的电场中减速运动，设 A、 B 板间的电压为 U， B、 C 板间的电场强度为 E， M、 P 两点间的距离为 d，则有eU eEd0，若将 C 板向右平移到 P点， B、 C 两板所带电荷量不变，由 E Ud QC0d可知， C 板向右平移到 P时， B、 C 两板间的电场强度不变，由此可以判断，电子在4 kQ

8、 SA、 B 板间加速运动后，在 B、 C 板间减速运动，到达 P 点时速度为零，然后返回，A 项正确，B、C、D 项错误。9多选如图所示，在正方形 ABCD 区域内有平行于 AB 边的匀强电场， E、 F、 G、 H 是各边中点，其连线构成正方形，其中 P 点是 EH 的中4点。一个带正电的粒子(不计重力)从 F 点沿 FH 方向射入电场后恰好从 D 点射出。下列说法正确的是( )A粒子的运动轨迹一定经过 P 点B粒子的运动轨迹一定经过 PE 之间某点C若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子会由 E、 D 之间某点(不含 E、 D)射出正方形 ABCD 区域D若将粒子的初速度变为原来的一半，粒

9、子恰好由 E 点射出正方形 ABCD 区域解析：选 BD 粒子从 F 点沿 FH 方向射入电场后恰好从 D 点射出，其轨迹是抛物线，则过 D 点作速度的反向延长线一定交于 FH 的中点，而延长线又经过 P 点，所以粒子轨迹一定经过 PE 之间某点，选项 A 错误，B 正确；由平抛知识可知，当竖直位移一定时，水平速度变为原来的一半，则水平位移也变为原来的一半，选项 C 错误，D 正确。10多选如图所示，三个质量相同，带电荷量分别为 q、 q 和 0 的小液滴a、 b、 c，从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中( )A电场力对液滴 a、 b 做的

10、功相同B三者动能的增量相同C液滴 a 与液滴 b 电势能的变化量相等D重力对 c 做的功最多解析：选 AC 因为液滴 a、 b 的电荷量大小相等，则液滴所受的电场力大小相等，由静止释放，穿过两板的时间相等，则偏转位移大小相等，电场力做功相等，故 A 正确；电场力对 a、 b 两液滴做功相等，重力做功相等，则动能的增量相等，对于 c 液滴，只有重力做功，小于 a、 b 动能的增量，故 B 错误；对于液滴 a 和液滴 b，电场力均做正功，电场力所做的功等于电势能的变化量，故 C 正确；三者在穿过极板的过程中竖直方向的位移相等，三者质量相同，所以重力做功相等，故 D 错误。11一个质量为 m、电荷量

11、为 q 的带电粒子以平行于两极板的速度 v0进入匀强电场，如图所示。如果两极板间电压为 U，两极板间的距离为 d、板长为 L。设粒子束不会击中极板，求粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量。(粒子的重力忽略不计)5解析：水平方向匀速，则运动时间 t Lv0竖直方向加速，则偏移 y at212且 a qUmd由得 yqUL22mdv02则电场力做功 W qEy q Ud qUL22mdv02 q2U2L22md2v02由功能原理得电势能减少了 。q2U2L22md2v02答案：电势能减少了q2U2L22md2v0212如图所示， A、 B 和 C、 D 为两平行金属板， A、 B 两板间电势差

12、为 U， C、 D 始终和电源相接，测得其间的场强为 E。一质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子(重力不计)由静止开始，经 A、 B 加速后穿过 C、 D 发生偏转，最后打在荧光屏上，已知 C、 D 极板长均为 x，荧光屏距 C、 D 右端的距离为 L，问：(1)粒子离开 A、 B 加速电场时速度大小。(2)粒子打在荧光屏上的位置距 O 点多远处。(3)粒子打在荧光屏上时的动能为多大。解析：(1)设粒子从 A、 B 间射出时的速度为 v，根据动能定理，则有 qU mv2， v 12。2qUm(2)设粒子离开偏转电场时偏离原来方向的角度为 ，偏转距离为 y，则在水平方向有 vx v， x vxt在竖直方向有 vy at， y at212粒子在偏转电场中的加速度 a 。Fm qEm由此得到 tan ， yvyvx Ex2U Ex24U所以粒子打在荧光屏上的位置距 O 点的距离为6y y Ltan 。Ex2U(x2 L)(3)对于粒子运动的整个过程应用动能定理qU qEy Ek，得 Ek qU qE 。Ex24U q 4U2 E2x24U答案：(1) (2) (3)2qUm Ex2U(x2 L) q 4U2 E2x24U