当前位置: 首页 > >

2019-2020年高中物理 第1章 第9节 第1课时 带电粒子在电场中的加速和偏转课后强化演练(含解析)新人教版选

2019-2020 年高中物理 第 1 章 第 9 节 第 1 课时 带电粒子在电场中的加速和偏

转课后强化演练(含解析)新人教版选修 3-1

一、选择题 1. 如图所示是真空中 A、B 两板间的匀强电场,一电子由 A 板无初速度释放运动到 B 板,设电子在前一 半时间内和后一半时间内的位移分别为 s1 和 s2,在前一半位移和后一半位移所经历的时间分别是 t1 和 t2, 下面选项正确的是( )

A.s1∶s2=1∶4,t1∶t2= 2∶1 B.s1∶s2=1∶3,t1∶t2= 2∶1 C.s1∶s2=1∶4,t1∶t2=1∶( 2-1) D.s1∶s2=1∶3,t1∶t2=1∶( 2-1) 解析:s1=12at2,s2=12a(2t)2-12at2=32at2,s1∶s2=1∶3,x=12at21,t1=

2ax,2x=12at′2,t2=t′

-t1=

4x a-

2ax,t1∶t2=1∶( 2-1).故 D 正确.

答案:D

2.(xx·惠州模拟)带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时(除电场力外不计其他力的作用)( )

A.电势能增加,动能增加

B.电势能减小,动能增加

C.电势能和动能都不变

D.上述结论都不正确

解析:根据能量守恒定律可知,只有电场力做功的情况下,动能和电势能之和保持不变,即带电粒子

受电场力做正功,电势能减小,动能增加,故 B 选项正确.

答案:B

3.欧洲核子研究中心于 xx 年 9 月启动了大型强子对撞机,如图(甲)所示,将一束质子流注入长 27 km

的对撞机隧道,使其加速后相撞,创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态相类似的条件,为研究

宇宙起源和各种基本粒子特性提供强有力的手段.设 n 个金属圆筒沿轴线排成一串,各筒相间地连到正负

极周期性变化的电源上,图(乙)所示为其简化示意图.质子束以一定的初速度 v0 沿轴线射入圆筒实现加速,

则( )

A.质子在每个圆筒内都做加速运动

B.质子只在圆筒间的缝隙处做加速运动

C.质子穿过每个圆筒时,电源的正负极要改变

D.每个筒长度都是相等的

解析:由于同一个金属筒所在处的电势相同,内部无场强,故质子在筒内必做匀速直线运动;而前后 两筒间有电势差,故质子每次穿越缝隙时将被电场加速,则 B 对,A 错.质子要持续加速,下一个金属筒

的电势要低,所以电源正负极要改变,故 C 项对.质子速度增加,而电源正、负极改变时间一定,则沿质

子运动方向,金属筒的长度要越来越长,故 D 项错.

答案:BC

4.(xx·邢台一模)xx 年 12 月初,雾霾施虐宁波,有同学想通过静电除尘的方法净化空气,设计原理

图如图所示.她用玻璃圆桶密闭含灰尘的空气,圆桶的高和直径相等.第一种除尘方式是:在圆桶顶面和

底面间加上电压 U,沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场,尘粒的运动方向如图甲所示;第二种除尘方式

是:在圆桶轴线处放一直导线,在导线与桶壁间加上的电压也等于 U,形成沿半径方向的辐向电场,尘粒

的运动方向如图乙所示.已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比,即 F 阻=kv(k 为一定值),假设每个尘粒 的质量和带电荷量均相同,则在这两种方式中( )

A.尘粒最终一定都做匀速运动

B.尘粒受到的电场力大小相等

C.电场对单个尘粒做功的最大值相等

D.乙容器中的尘粒运动为类平抛运动

解析:尘粒在电场作用下做加速运动,最终落在圆柱筒上,故 A 选项错误;甲方式中尘粒处于匀强电

场中,乙方式中尘粒处于辐射状电场中,两种方式中,尘粒受到的电场力大小不等,故 B 选项错误;两种

方式下,电场力做功等于 qU,即电场对单个尘粒做功的最大值相等,故 C 选项正确;乙容器中尘粒运动过

程中阻力随速度在变化,所受合力不为恒力,故尘粒做的不是类平抛运动,故 D 选项错误.

答案:C

5.有一束正离子,以相同速率从同一位置进入带电平行板电容器的匀强电场中,所有离子运动轨迹

一样,说明所有离子( )

A.具有相同的质量

B.具有相同的电荷量

q C.具有相同的比荷(即m)

D.属于同一元素同位素

解析:根据

y=12mqdU???vx0???2,由于轨迹相同,v0

q 相同,则所有离子的比荷m一定相同,选项

C

正确.

答案:C

6.(xx·醴陵市模拟)光滑水平面上有一边长为 L 的正方形区域处在电场强度为

E 的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行.一质量为 m、带电量为 q 的小球由某

一边的中点,以垂直于该边的水平速度 v0 进入该正方形区域.当小球再次运动到该 正方形区域的边缘时,具有的动能可能为( )

A.12mv20

B.12mv20-qEL

C.12mv20+23qEL

D.12mv20+14qEL

解析:电场方向未知,可能平行于 AD 向右,根据动能定理得 qEL=12mv2-12mv20,解得末动能12mv2=12mv20 +qEL;电场方向可能平行于 AD 向左,小球减速运动到 CD 边得12mv2=12mv20-qEL,B 选项正确;如果小球先 减速到零再加速返回 AB 边,末动能为12mv20,A 选项正确;电场方向可能平行于 AB 向下或向上,如果运动 到 BC 边或是 AD 边,末动能12mv2=12mv20-qEL2,如果运动到对边 CD,末动能大于12mv20,小于12mv20-qEL2,C 选 项错误,D 选项正确.
答案:ABD 二、非选择题 7.如图所示,一个电子(质量为 m)电荷量为 e,以初速度 v0 沿着匀强电场的电场线 方向飞入匀强电场,已知匀强电场的场强大小为 E,不计重力,问: (1)电子进入电场的最大距离; (2)电子进入电场最大距离的一半时的动能. 解析:(1)设电子进入电场的最大距离为 d,根据动能定理 eEd=12mv20,故 d=2mevE20 . (2)设电子进入电场最大距离的一半时的动能为 Ek, 由动能定理得-eEd2=Ek-12mv20, 所以 Ek=12mv20-eEd2=14mv20. 答案:(1)2mevE20 (2)14mv20 8.(xx·德庆县一模)一束初速度不计的电子在经 U 的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入 平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离为 d,板长为 l,偏转电极边缘到荧光屏的距离为 L,偏转电 场只存在于两个偏转电极之间.已知电子质量为 m,电荷量为 e,求:
(1)电子离开加速电场时速度大小; (2)电子经过偏转电场的时间; (3)要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压? (4)电子最远能够打到离荧光屏上中心 O 点多远处?

解析:(1)根据动能定理得,qU=12mv20,解得,v0=

2qmU.

(2)电子在偏转电场中水平方向做匀速直线运动,时间

t=vl0=

lm 2qU

.

(3)设电子刚好从平行板间飞出时,板间电压为 U0,沿电场方向得偏移量,y=d2=2qdUm0lv220,解得,U0=2ld22U. (4)电子从极板边缘飞出时,打到荧光屏上的点离中心 O 点最远,此时的偏转角,tanθ =2Ud0lU=dl,最

远距离 Y=tanθ ???l2+L???=dl???l2+L???.

答案:(1)

2qU m

(2) l m 2qU

2d2U (3) l2

(4) dl???l2+L???




友情链接: 时尚网 总结汇报 幼儿教育 小学教育 初中学习资料网