2022年高中物理第章电场与示波器_探究电子束在示波管中的运动学业分层测评沪科版选修- .pdf

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1、1 探究电子束在示波管中的运动( 建议用时： 45 分钟 ) 学业达标 1一带电粒子在电场中只受电场力作用时，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【解析】因为粒子只受到电场力的作用，所以不可能做匀速直线运动【答案】A 2如图 2-5-13 所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子到达Q板时的速度，下列说法正确的是( ) 图 2-5-13A两板间距离越大，加速的时间就越长，获得的速度就越大B两板间距离越小，加速度就越大，获得的速度就越大C与两板间距离无关，仅与加速电压有关D以上说法均不正确【解析】电子由P到Q的过程中，静

2、电力做功， 根据动能定理eU12mv2， 得v2eUm，速度大小与U有关，与两板间距离无关【答案】C 3( 多选 ) 一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是 ( ) A加速电压突然变大B 加速电压突然变小C偏转电压突然变大D 偏转电压突然变小【解析】画面高度缩小，说明电子从偏转电场射出时偏转角 减小，由qU012mv20，tan qU1lmdv20得 tan U1l2dU0，则引起 变小的原因可能是加速电压U0偏大，或偏转电压U1偏小【答案】AD 4如图 2-5-14所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔射名师资料总结 - - -精品

3、资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2 出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该( ) 图 2-5-14A使U2加倍B使U2变为原来的4 倍C使U2变为原来的2倍D使U2变为原来的1/2 倍【解析】带电粒子经过加速电场和偏转电场，最终偏移量为yl2U24dU1，现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，必须使U2加倍，选A. 【答案】A 5在匀强电场中， 将

4、质子和 粒子由静止释放， 若不计重力， 当它们获得相同动能时，质子经历的时间t1和 粒子经历的时间t2之比为( ) 【导学号： 37930025】A11 B 12 C21 D 41 【解析】由动能定理可知qElEk，又l12at2qE2mt2，解得t2mEkq2E2，可见，两种粒子时间之比为11，故 A选项正确【答案】A 6如图2-5-15所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处于真空中，重力可忽略在满足电子能射出平行板的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏角 变大的是 ( ) 图 2-5-15AU1变大

5、，U2变大B U1变小，U2变大CU1变大，U2变小D U1变小，U2变小名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3 【解析】偏转角：tan vyvx，vyatqU2lmdvx， 在加速电场中有：12mv2xqU1，vx2qU1m，故 tan U2l2U1d，所以 B正确【答案】B 7( 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2-5-16 所示如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的

6、( ) 图 2-5-16A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】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【答案】AC 8如图 2-5-17 所示，质量为m、电量为e的电子，从A点以速度v0垂直场强方向射入匀强电场中，从B点射出电场时的速度方向与电场线成120角，则A、B两点间的电势差是多少？图 2-5-17【解析】电子在电场中做类平抛运动vyv0tan ( 90) ，eUmv2y/2. 得Umv20/6e. 【答案】mv20/6e 能力提升 9( 多选 ) 如图 2-5-18 所示，电子

7、由静止开始从A板向B板运动， 当到达B板时速度为v，保持两板间电压不变，则( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 4 图 2-5-18A当增大两板间距离时，v也增大B当减小两板间距离时，v增大C当改变两板间距离时，v不变D当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间延长【解析】由12mv2qU知，两板距离变大时v不变，故C 项对，又由d12at2qU2mdt2可知，t2mqUd，则增大板间距离d时，时间t延长，故D

8、项对【答案】CD 10(多选 ) 如图 2-5-19 所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落到A、B、C三点，则( ) 图 2-5-19A落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电B三小球在电场中运动的时间关系：tCtBEkBEkCD三小球在电场中运动的加速度关系：aAaBaC【解析】带负电的小球受到的合力为mgF电，带正电的小球受到的合力为mgF电，不带电小球仅受重力mg， 小球在板间运动时间txv0， 所以tCtBaBaA，落在C点的小球带负电，落在A点的小球带正电，落在B点的小球不带电，故A项正确；因为电场对带负

9、电的小球C做正功，对带正电的小球A做负功，所以落在板上动能的大小，EkCEkBEkA. 【答案】AB 11. (2016临沂高二检测) 如图 2-5-20 所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板间距离d0.04 m ，两板间的电压U400 V ，板间有一匀强电场在A、B两板上端连线中点的正上方h1.25 m 的P点处有一带正电的小球，已知小球的质量m5106 kg ，电荷量q51010 C设A、B板的长度无限，g取 10 m/s2. 求：带正电小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

10、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 5 图 2-5-20【解析】设小球从P到进入电场需时间t1，由h12gt21得：t12hg0.5 s 设小球进入电场后运动时间为t2，则：qEmaEUd则小球水平方向的加速度为：aqUmd水平方向做匀加速运动，则有：d212at22联立解得：t20.2 s 故总时间为：tt1t2(0.5 0.2) s0.7 s. 【答案】0.7 s 12(2016汕尾高二检测) 水平放置的两块平行金属板板长l5.0 cm ，两板间距d1.0 cm， 两板间电压为90 V ， 且上板为正极板， 一个

11、电子沿水平方向以速度v02.0 107m/s，从两板中间射入，如图2-5-21所示，不计电子的重力，电子的质量为m9.0 1031 kg 、电荷量为e1.6 1019 C，求：图 2-5-21(1) 电子偏离金属板的侧位移是多少？(2) 电子飞出电场时的速度大小是多少？( 保留两位有效数字) (3) 电子离开电场后，打在屏上的P点，若s10 cm，求OP之长【解析】(1) 电子在电场中的加速度：aUemd，侧位移即竖直方向位移：y012at2eUt22dm，运动时间：tlv0，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师

12、精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 6 代入数据解得：y0510 3 m. (2) 电子飞出电场时，水平分速度vxv0，竖直分速度：vyateUlmdv04106 m/s. 飞出电场时的速度为：vv2xv2y，代入数据可得：v2.0 107 m/s. 设v与v0的夹角为，则 tan vyvx0.2. 则： arctan 0.2. (3) 电子飞出电场后做匀速直线运动：OPy0MPy0stan 代入数据解得：OP2.5 102 m. 【答案】(1)5 103 m (2)2.0 107 m/s (3)2.5 102m 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -