新教材高一物理下學(xué)期暑假鞏固練習(xí)8帶電粒子在電場中運(yùn)動含答案

這是一份新教材高一物理下學(xué)期暑假鞏固練習(xí)8帶電粒子在電場中運(yùn)動含答案，共10頁。試卷主要包含了選擇題，非選擇題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
8 帶電粒子在電場中運(yùn)動一、選擇題：第1～6題為單選題，第7～10題為多選題。1．一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷以一定的初速度v0(v0≠0)，沿著垂直于勻強(qiáng)電場的方向射入電場，則其可能的運(yùn)動軌跡應(yīng)該是以下圖中的(　　)2．新冠疫情期間，人們出門戴口罩。口罩中使用的熔噴布經(jīng)駐極處理后，對空氣的過濾增加靜電吸附功能。駐極處理裝置如圖所示，針狀電極與平板電極間存在高壓，針尖附近的空氣被電離后，帶電塵埃在電場力的作用下運(yùn)動，被熔噴布捕獲。已知正、負(fù)極間的電壓為，塵埃受到的重力可以忽略不計(jì)，則針狀電極附近的帶電荷量為、質(zhì)量為的帶負(fù)電塵埃被熔噴布捕獲時(shí)的速度大小為（　?。?/span>A． B． C． D．3．如圖所示，在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，一根不可伸長的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩一端系著一個(gè)帶電小球，另一端固定于O點(diǎn)、小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，最高點(diǎn)為a，最低點(diǎn)為b。不計(jì)空氣阻力，則（     ）A．小球帶負(fù)電B．小球所受電場力與重力的大小不相等C．運(yùn)動過程中小球所受的電場力提供其所需向心力D．小球在從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，電勢能增加4．圖中的實(shí)線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶電粒子的運(yùn)動軌跡。粒子先經(jīng)過M點(diǎn)，再經(jīng)過N點(diǎn)可以判定（　　）A．M點(diǎn)的電勢小于N點(diǎn)的電勢B．粒子在M點(diǎn)的電勢能小于N點(diǎn)的電勢能C．粒子在M點(diǎn)的加速度大于在N點(diǎn)的加速度D．粒子在M點(diǎn)的速度小于在N點(diǎn)的速度5．如圖所示，一粒子槍發(fā)射出的帶電粒子（初速度很小，可視為零）進(jìn)入加速電場加速后，垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，射出后偏轉(zhuǎn)位移為Y。要使偏轉(zhuǎn)位移增大，下列哪些措施是可行的（不考慮粒子射出時(shí)碰到偏轉(zhuǎn)極板的情況，重力忽略不計(jì)）（　?。?/span>A．增大偏轉(zhuǎn)電壓UB．增大加速電壓U0C．增大偏轉(zhuǎn)極板間距離D．使帶電粒子的帶電量增加6．示波器是一種常見的電學(xué)儀器，可以在熒光屏上顯示出被檢測的電壓隨時(shí)間變化的情況。示波器的內(nèi)部構(gòu)造簡化圖如圖所示，電子經(jīng)電子槍加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，最終打在熒光屏上。下列關(guān)于所加偏轉(zhuǎn)電壓與熒光屏上得到圖形的說法中正確的是（　?。?/span>A．如果只在上加圖甲所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖（a）B．如果只在上加圖乙所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖（b）C．如果在XX′、YY′上分別加圖甲、乙所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖（c）D．如果在XX′、YY′上分別加圖甲、乙所示的電壓，則在熒光屏上看到的圖形如圖（d）7．A、B是某電場中一條電場線上的兩點(diǎn)，一正電荷僅在靜電力作用下，沿電場線從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，v－t圖像如圖所示，下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度E的大小和電勢能Ep的高低的判斷正確的是(　　)A．EA＞EB                 B．EA＜EBC．EpA＜EpB                D．EpA＞EpB8．a、b、c三個(gè)粒子由同一點(diǎn)同時(shí)垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，其軌跡如圖所示，其中b恰好飛出電場，以下說法錯誤的是（　?。?/span>A．在b飛離電場的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上B．b和c同時(shí)飛離電場C．進(jìn)入電場時(shí)，c的速度最小，a的速度最大D．動能的增量相比，c的最小，a和b的一樣大9．如圖所示，平行板電容器兩極板與水平面夾角為，極板間距為d，帶負(fù)電的微粒質(zhì)量為m、帶電量為q，從極板M的左邊緣A處以初速度v0水平射入，沿直線運(yùn)動并從極板N的右邊緣B處射出，則（　?。?/span>A．微粒達(dá)到B點(diǎn)時(shí)動能為B．微粒的加速度大小等于C．兩極板的電勢差D．微粒從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程電勢能增加10．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，以初速度沿直線ON做勻變速運(yùn)動，直線ON與水平面的夾角為30°，若小球在初始位置的電勢能為零，重力加速度為g，則下面說法中正確的是（　　）A．電場強(qiáng)度E的最小值為B．如果電場強(qiáng)度為、則小球相對初始位置的最大高度C．勻強(qiáng)電場的方向可能豎直向上D．如果電場強(qiáng)度為，小球電勢能的最大值為 二、非選擇題11．如圖為示波管工作原理示意圖，質(zhì)量為m、電荷量為e、初速度為零的電子經(jīng)過電壓為U1的電場加速后，以一定的速度水平射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場（稱為偏轉(zhuǎn)電場）。兩板間的距離為d，電壓為U2，板長為L1，平行板右端到熒光屏的水平距離為L2。（1）求電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)速度的大??；（2）求電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)速度的大??；（3）若無偏轉(zhuǎn)電場，電子將打在熒光屏上的O點(diǎn)?，F(xiàn)電子離開偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上的P點(diǎn)，求電子在熒光屏上產(chǎn)生的偏移距離OP的大小。12．如圖甲所示，電荷量為q=1×10-4 C的帶正電的小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在方向沿水平向右的電場，電場強(qiáng)度E的大小與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，物塊運(yùn)動速度與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示，取重力加速度g=10m/s2，求：（1）前2s內(nèi)電場力做的功；（2）物塊的質(zhì)量；（3）物塊與水平面的動摩擦因數(shù)。  
  1．【答案】B【解析】點(diǎn)電荷垂直于電場方向進(jìn)入電場時(shí)，靜電力垂直于其初速度方向，電荷做類平拋運(yùn)動，故選B。2．【答案】B【解析】已知正、負(fù)極間的電壓為，由，得，故選B。3．【答案】D【解析】小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，受到重力、電場力和細(xì)繩的拉力，電場力與重力平衡，由繩子拉力提供其做圓周運(yùn)動所需的向心力，則知小球所受的電場力方向豎直向上，因此小球帶正電，ABC錯誤；小球在從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，電場力做負(fù)功，小球的電勢能增大，D正確。4．【答案】D【解析】根據(jù)順著電場線方向，電勢降低，可知，M點(diǎn)的電勢大于N點(diǎn)的電勢，故A錯誤；粒子從M到N的過程中，電場力對粒子做正功，其電勢能減小，動能增大，則粒子在M點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能，粒子在M點(diǎn)的速度小于在N點(diǎn)的速度，故B錯誤，D正確；根據(jù)電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小，電場線越密場強(qiáng)越大，則知M點(diǎn)場強(qiáng)小于N點(diǎn)的場強(qiáng)，由F=qE可知，粒子在M點(diǎn)受到的電場力小于在N點(diǎn)受到的電場力，則粒子在M點(diǎn)的加速度小于在N點(diǎn)的加速度，故C錯誤。5．【答案】A【解析】設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長為l，極板間距為d，在加速電場中，由動能定理得，在偏轉(zhuǎn)電場中，水平方向，豎直方向，得偏轉(zhuǎn)位移，增大偏轉(zhuǎn)電壓U，減小加速電壓U0，減小偏轉(zhuǎn)極板間距離d，都可使偏轉(zhuǎn)位移增大，A正確，BC錯誤；由于偏轉(zhuǎn)位移，與粒子質(zhì)量、帶電荷量無關(guān)，故偏轉(zhuǎn)位移不變，D錯誤。6．【答案】D【解析】如果只在XX′上加圖甲所示的電壓，則電子只在x軸方向偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)距離時(shí)刻在變，所以在熒光屏上看到的圖形為x軸上的一條亮線，如圖（b）所示，故A錯誤；如果只在YY′上加圖乙所示的電壓，則電子只在y軸方向偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)距離時(shí)刻在變，所以在熒光屏上看到的圖形為y軸上的一條亮線，如圖（a）所示，故B錯誤；如果在XX′、YY′上分別加圖甲、乙所示的電壓，則水平方向?yàn)閽呙桦妷?，掃描電壓覆蓋了兩個(gè)周期的待測信號波形，在熒光屏上看到的圖形將如圖（d）所示，故C錯誤，D正確。7．【答案】AC【解析】正電荷僅在靜電力作用下沿電場線運(yùn)動，從v－t圖上可以看出從A點(diǎn)到B點(diǎn)，正電荷的速度越來越小，在B點(diǎn)趨于定值，則正電荷的加速度越來越小，所以正電荷受到的靜電力越來越小，由此可以判斷電場強(qiáng)度越來越小，A正確，B錯誤；正電荷速度變小，可知正電荷做減速運(yùn)動，靜電力做負(fù)功，電勢能增加，所以C正確，D錯誤。8．【答案】BC【解析】因?yàn)?/span>b恰好能飛出電場，故a、b兩粒子豎直方向位移相同，根據(jù)牛頓第二定律得，知二者加速度相同，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)，可知二者運(yùn)動時(shí)間相同，即在b飛離電場的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上，故A正確；同理，由題圖知由于飛出電場時(shí)b豎直位移大于c豎直位移，加速度相同，則可知粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間b大于c，故B錯誤；由前面分析可知，a、b、c三個(gè)粒子在電場中的運(yùn)動時(shí)間關(guān)系，水平方向勻速運(yùn)動，結(jié)合題圖可知，進(jìn)入電場時(shí)，c的速度最大，a的速度最小，故C錯誤；根據(jù)粒子動能的增量等于粒子所受合外力所做的功，則有，結(jié)合題圖可知c的最小，a和b的一樣大，故D正確。由于本題選擇錯誤的，故選BC。9．【答案】CD【解析】物體在運(yùn)動過程中，受力如圖所示，由于物體受力不在一條直線上，因此不可能做勻速直線運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)的速度一定不是，故A錯誤；將電場力分解到水平方向和豎直方向上，可知，，聯(lián)立可得加速度大小為，故B錯誤；電容器內(nèi)的電場強(qiáng)度，由題意可知，M板是正極板，因此兩板間的電勢差為，故C正確；由題意可知，微粒作勻減速直線運(yùn)動，動能減少，且重力不做功，所以電場力做負(fù)功， 則電勢能增加，增加了，故D正確。10．【答案】AD【解析】因?yàn)樾∏蜃鰟蜃兯僦本€運(yùn)動，則小球所受的合力與速度方向在同一條直線上，結(jié)合平行四邊形定則知，電場力的方向不確定，有最小值，當(dāng)電場力垂直于運(yùn)動方向時(shí)，電場力最小為，如圖甲所示，所以電場強(qiáng)度的最小值，A正確；如果電場強(qiáng)度為，小球所受的合力與速度方向在同一條直線上，結(jié)合平行四邊形定則知，電場力的方向與水平方向夾角為，斜向上，如圖乙所示，根據(jù)牛頓第二定律知，小球的加速度為，小球斜向上做勻減速直線運(yùn)動，勻減速直線運(yùn)動的位移，則小球上升的最大高度，在整個(gè)過程中電場力做功，電勢能增加，所以小球電勢能的最大值為，B錯誤，D正確；因?yàn)樾∏蜃鰟蜃兯僦本€運(yùn)動，則小球所受的合力與速度方向在同一條直線上，結(jié)合平行四邊形定則知，電場方向不可能豎直向上，C錯誤。11．【解析】（1）電子在加速電場中，根據(jù)動能定理可得解得。（2）粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運(yùn)動，根據(jù)類平拋規(guī)律可得聯(lián)立解得電子在偏轉(zhuǎn)電場中，根據(jù)動能定理可得聯(lián)立解得。（3）粒子在偏轉(zhuǎn)場中做類平拋運(yùn)動，設(shè)速度偏向角為θ，如圖所示電子出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度反向延長線交于水平位移的中點(diǎn)，根據(jù)相似三角形可得聯(lián)立解得。12．【解析】（1）由題意可得，在勻強(qiáng)電場中電場力為F＝qE由題圖丙得前2秒內(nèi)的位移為s＝×2×2m＝2m則電場力做的功為W＝Fs代入數(shù)據(jù)解得W＝6J。（2）在2～4s內(nèi)由題圖可得qE2＝μmg在0～2s物塊的加速度為由牛頓第二定律得qE2－qE1＝ma代入數(shù)據(jù)解得m＝1kg。（3）在2～4s內(nèi)由題圖可得qE2＝μmg又m＝1kg解得μ＝0.2。