带电粒子在电场中的运动跟踪训练—— 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册 .docx

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1、20212022学年人教版（2019）必修第三册10.5带电粒子在电场中的运动跟踪训练一、单项选择（下列各题中四个选项中只有一个选项符合题意）1如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、M为这轨迹上的两个点，由此可知（）A三个等势面中，a电势最高B粒子在P点比在M点时加速度大C粒子在M点比在P点时动能小D粒子在P点比在M点时的电势能大2如图所示，粒子（）和质子（）以相同的初动能垂直射入偏转电场（粒子不计重力），则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为（）A1：1B1：2C2：1D1：43真空中的某装置如图所示，其中平行金属板A

2、、B之间有加速电场，平行金属板C、D之间有偏转电场。今有质子、粒子He，均由A板从静止开始，被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后从偏转电场C、D间穿出。重力忽略不计。则下列判断中正确的是（）A两种粒子在C、D板间运动的时间相同B两种粒子的运动轨迹相同C质子、粒子He在偏转电场中的加速度之比为1：2D偏转电场的电场力对质子、粒子He做功之比为1：44如图所示，水平放置的平行板电容器充电后与电源断开，带电微粒沿着上极板水平射入电场，恰好从下极板右边缘飞出电场，带电微粒电势能变化量为E1。若保持上极板不动，将下极板下移少许，该带电微粒仍以相同的速度从原处射入电场，带电微粒在电场中电势能变

3、化量为E2。下列分析正确的是（不计重力作用）（）A电容变小，两极板间电压变大，两极板间场强变小B电量不变，两极板间电压不变，即E1=E2C电容变小，电场强度不变，电压增大，即E1E2D电量不变，两极板间的电场强度不变，粒子的运动情况不变，即E1=E25如图所示，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的两块平行金属板间的电场中，在能从平行金属板间射出的前提条件下，能使电子的偏转角的正切值增大到原来2倍的是（）A U1不变，U2变为原来的2倍B U1不变，U2变为原来的C U2不变，U1变为原来的2倍D U1、U2都变为原来的2倍6如图甲所示为一平行板电容器，A极板上有

4、一小孔C，在小孔处由静止释放一个带负电的粒子，已知该带电粒子只受电场力的作用，在电容器两极板间加如图乙所示的电压，电压的变化周期为T，若粒子从t=时刻释放，则下列说法正确的是（）A粒子可能运动到B极板上B粒子一定一直向B极板运动C粒子的速度时间图像不可能为图丙D粒子的速度时间图像可能为图丁7如图所示在xoy坐标平面内存在一匀强电场，坐标原点O及点a（0，6）、点b（10，0）三点的电势分别为=10V、=16V、=0V。现有一个质子从坐标原点以10eV的初动能沿与x轴正方向成45角方向射入坐标平面，则下列判断正确的是（）A该质子将始终在第一象限内运动B该质子将穿过y轴正半轴在第二象限内运动C该质

5、子将经过点（40，0）进入第四象限内运动D该质子经过坐标轴时其速度方向与坐标轴的夹角成60角8如图甲所示为某电场中的一条电场线，一电子只在电场力的作用下从A点到B点运动的速度-时间图像如图乙所示，则下列分析正确的是（）A该电场可能是正点电荷产生的B从A点运动到B点的过程中该粒子的电势能变小CA点的电势一定高于B点的电势DA点的电场强度比B点的大9空间有一沿x轴分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示，设电场强度沿x轴正方向时为正，x1和x2为x轴上的两点。一正电荷（重力不计）沿x轴正方向由x1运动到x2过程中，下列说法正确的是（）A该电荷所受的静电力先减小后增大B电场强度先向x轴负方向后

6、向x轴正方向C该电荷的动能逐渐增大D静电力先做正功后做负功10如图所示，是截面为正方形的区域边界，其中，水平，、竖直，在该区域内有竖直向下的匀强电场。有一质量为m、带电量为q的微粒，自边的中点O以一定的水平速度平行于边垂直电场进入该区域，微粒恰好从C点离开。现在保持电场方向不变，将电场强度增大为原来的二倍，且微粒进入时的速度大小也增大为原来的二倍，微粒恰好从B点离开。有关微粒和电场说法正确的是（）A微粒带正电B电场强度大小为C电场强度大小为D若只将电场强度增大到原来的4倍，微粒将从中点射出11如图所示，一平行板电容器水平放置，板间距离为d=0.16m，上、下极板开有一小孔，四个质量均为m=13

7、g、带电荷量均为q=6.410-6C的带电小球，其间用长为的绝缘轻轩相连，处于竖直状态，今使下端小球恰好位于小孔中，且由静止释放，让四球竖直下落。当下端第二个小球到达下极板时，速度恰好为零（g=10m/s2），以下说法正确的是（）A当最上端的小球进入平行板电容器前，小球一直做加速度减小的加速运动B最下端的小球在两平行板之间的运动过程，系统的电势能先增加后减小C两极板间的电压为500VD从释放到速度减为零的过程中，小球最大速度约为0.82m/s12如图一定质量的带电小球从轻质弹簧上方点由静止下落，空间还存在竖直向下的匀强电场，在小球从到的过程中，重力做功，小球克服弹簧弹力做功，电场力做功，忽略空

8、气阻力，则：（）A该过程中小球和弹簧组成的系统机械能守恒，动能增加了B该过程小球和弹簧组成的系统机械能增加0.5J，动能增加了C该过程中小球电势能增加0.5J，重力势能减少0.8JD该过程中弹簧弹性势能减少0.9J，小球电势能减少0.5J二、多项选择题（下列选项中有多个选项满足题意）13如图所示，A、B为一匀强电场中同一电场线上的两点，现在A、B所在直线上某一点固定一电荷Q，然后在A点由静止释放一点电荷q，结果点电荷q运动到B时的速度为零，若点电荷q只受电场力作用，则下列结论正确的是（）A电荷Q与点电荷q一定是同种电荷B电荷Q一定在A点的左侧C点电荷q的电势能一定是先减小后增大DA点电势可能大

9、于B点电势14如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有一带电小球以一定初速度沿图中虚直线由O运动至P，下列说法正确的是（）A小球做匀速直线运动B小球的电势能增加C电场力方向水平向左D合外力做的功等于物体机械能的增量15平行板电容器充电后形成一个匀强电场，两个质量相等、带电荷量不同的粒子a、b以相同的初速度垂直电场射入，最后分别落在负极板的中央和边缘，轨迹如图中虚线所示，不计重力作用，下列说法正确的是（）A粒子a、b在电场中运动的时间相等B粒子a的加速度较大C粒子a到达负极板时的动能较大D粒子a、b的电势能的增量相等16如图所示为真空中的实验装置，平行金属板A、之间的加速电压为，、之间的偏

10、转电压为，为荧光屏。现有质子、氘核和粒子三种粒子分别在A板附近由静止开始加速，最后均打在荧光屏上。已知质子、氘核和粒子的质量之比为，电荷量之比为，则质子、氘核和粒子三种粒子（）A从开始到荧光屏所经历时间之比为B从开始到荧光屏所经历时间之比为C打在荧光屏时的动能之比为D打在荧光屏时的动能之比为17如图所示，一质量为m、带电荷量为的粒子（不计重力）从原点O由静止开始运动，空间所加的电场沿x轴正方向，电场强度E与其位移x的关系图线如图所示。若选定原点的电势为零，图中为已知量，则下列说法正确的是（）A处的电势B处的电势C该粒子的最大速度为D该粒子在到的过程中做减速运动18如图所示，某直线加速器由沿轴线

11、分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。设质量为m、电量为q的质子（重力不计）从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压U视为不变。设质子进入漂移管A时速度为，进入漂移管D时速度为，电源频率为f，漂移管间缝隙很小，则（）A为使质子在漂移管间被加速，质子在每个管内运动时间应为B质子进入漂移管D时的速度C从漂移管A算起，第N个漂移管的长度应为D从漂移管A算起，质子通过第N个漂移管的能量应为19如图所示，三块平行放置的带电金属薄板、中央各有一小孔，小孔分别位于、点。由点静止释放的一价氢离子恰好能运动到点，下

12、列说法正确的是：（）A一定有B若从点静止释放二价氨离子，其将以一定速度越过点C若将板向右平移到点，则由点静止释放的氢离子将运动到点返回D若将板向右平移到点，则由点静止释放的氢离子仍运动到点返回20如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电小球从O点正上方h高度处的A点由静止释放，并穿过带电环，A点与A点关于O点对称。取O点为坐标原点且为零重力势能点，向下为正方向，无限远电势为零。则关于小球从A到A过程中，加速度a、重力势能EpG、机械能E、电势能EpE随位置变化的图像可能正确的是（）ABCD三、综合计算题（要求写出必要的计算过程）21示波器是用来观察电信号随时间

13、变化情况的一种电子仪器，它的核心部件是示波管，工作原理如图所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。初速度为0的电子在电子枪中经电压为U0的加速电场加速后形成电子束进入偏转电极，如果在偏转电极XX和YY之间都没有加电压，则电子从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑。已知电子的电量为e，质量为m。（1）求电子打在荧光屏上的速率；（2）如果YY偏转电极上加上恒定电压，XX偏转电极上不加电压，在荧光屏上得到亮斑，亮斑在Y轴偏转距离DY正比于输入电压UY，即DY=KYUY，比例系数KY称为电压偏转因数，求KY（已知YY偏转电极的长度为L1，板间距为d，极板右端到荧光屏的距离

14、为L2）。22如图所示为一多级加速器模型，一质量为m1.0103kg、电荷量为q8.0105C的带正电小球（可视为质点）通过1、2级无初速度地进入第3级加速电场，之后沿位于轴心的光滑浅槽，经过多级加速后从A点水平抛出，恰好能从MN板的中心小孔B垂直金属板进入两板间，A点在MN板左端M点正上方，倾斜平行金属板MN、PQ的长度均为L1.0m，金属板与水平方向的夹角为37，sin370.6，cos370.8，重力加速度g10m/s2。（1）求A点到M点的高度以及多级加速电场的总电压U；（2）若该平行金属板间有图示方向的匀强电场，且电场强度大小E100V/m，要使带电小球不打在PQ板上，则两板间的距离

15、d至少要多长？23如图所示，虚线MN、PQ之间存在水平向右的匀强电场，两虚线间距离为d。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从a点由静止释放，经电压为U的电场加速后，由b点垂直进入水平匀强电场中，从MN上的某点c（图中未画出）离开，其速度与电场方向成45角。不计粒子的重力，求：（1）粒子刚进入水平匀强电场时的速率v0；（2）水平匀强电场的场强大小E；（3）bc两点间的电势差Ubc。24如图所示，A为粒子源，在A和极板B间的加速电压为U1，在两水平放置的平行带电板C、D间的电压为U2，现设有质量为m，电荷量为q的质子初速度为零，从A被加速电压U1加速后水平进入竖直方向的匀强电场，平行带电板的极板的长度为L，两板间的距离为d，不计带电粒子的重力，求：（1）带电粒子在射出B板时的速度；（2）带电粒子飞出C、D电场时在竖直方向上发生的位移y；（3）飞出偏转电场时的动能。