10.5带电粒子在电场中的运动 基础过关练+能力提升练(含答案解析)
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1、10.5带电粒子在电场中的运动基础过关练题组一带电粒子在电场中的加速1.(2022北京育才学校期中)如图所示,P、Q为两平行金属板,板间电压为U,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动,则下列关于电子到达Q板时的速率与哪些因素有关的解释中正确的是()A.两极板间的距离越大,加速的时间就越长,则电子获得的速率越大B.两极板间的距离越小,加速的时间就越短,则电子获得的速率越小C.两极板间的距离越小,加速度就越大,则电子获得的速率越大D.与两板间的距离无关,仅与加速电压U有关2.(2021湖南娄底一中期中)如图所示,两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m,电荷量为e,从O点沿垂直于极板的方
2、向射出,最远到达A点,然后返回,OA=h,此电子具有的初动能是()A.edhUB.edUhC.eUdhD.eUhd题组二带电粒子在电场中的偏转3.(2022广东执信中学期中)(多选)如图所示,带电荷量之比为qAqB=13的带电粒子A、B,先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中,不计重力,带电粒子偏转后打在同一极板上,水平飞行距离之比xAxB=21,则()A.粒子A、B的质量之比为mAmB=21B.粒子A、B的质量之比为mAmB=43C.粒子A、B在电场中飞行的时间之比为tAtB=23D.粒子A、B在电场中飞行的时间之比为tAtB=214.(2021北大附中河南分校期中)如图所示,矩形区
3、域ABCD内存在竖直向下的匀强电场,两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场,粒子a由顶点A射入,从BC的中点P射出,粒子b由AB的中点O射入,从顶点C射出。若不计重力,则a和b的比荷之比是()A.12B.21C.18D.815.(2022黑龙江实验中学期中)如图所示,长为L=2 m的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成竖直方向的匀强电场,一个质量为m=410-3 kg、电荷量为q=210-6 C的带负电的粒子,以初速度v0=4 m/s紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场,刚好从下极板边缘射出,射出时速度恰与入射方向成37角,不计粒子重力,sin 37=0.6,cos 3
4、7=0.8。求:(1)粒子射出下极板边缘时的动能;(2)匀强电场的场强E的大小和方向。题组三带电粒子在电场中先加速后偏转6.(2021湖北随州一中期中)示波器是一种多功能电学仪器,它是由加速电场和偏转电场组成。如图所示,电子在电压为U1的电场中由静止开始加速,然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中,入射方向与极板平行,在满足电子能射出偏转电场区的条件下,下述情况一定能使电子偏转角度变大的是()A.U1变大,U2变大B.U1变小,U2变大C.U1变大,U2变小D.U1变小,U2变小7.(2021北京人大附中月考)(多选)如图所示,有质子(11H)、氘核(12H)、氚核(13H)和氦核(24He
5、)四种带电粒子,先后从加速电压是U1的加速电场中的P点由静止释放,被加速后从B板的小孔射出,沿C、D间的中线进入偏转电压为U2的偏转电场,都能够从偏转电场的另一端射出。如果不计重力的影响,以下判断中正确的是()A.质子(11H)的偏转位移y最大B.氘核(12H)的偏转角最小C.氦核(24He)射出偏转电场时的动能最大D.质子(11H)射出偏转电场时的速度最大8.(2022河北秦皇岛期中)一束电子流经U=5 000 V的加速电压加速后,在距一平行板电容器两极板等距离处沿与电场垂直的方向进入平行板间的匀强电场,如图所示。已知两板间距d=1.0 cm,板长l=5.0 cm,不计电子的重力和电子间的相
6、互作用力。(1)若要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最大能加多大电压?(2)若要使电子打到下板中央,则两个极板上需要加多大的电压?能力提升练题组一带电粒子在恒定电场中的运动1.(2022山东潍坊四中开学考试)(多选)如图所示,带电平行金属板A、B,板间的电势差为U,板间距离为d,A板带正电,B板中央有一小孔。一带正电的微粒,电荷量为q,质量为m,自孔的正上方距板高h处自由下落,若微粒恰能落至A、B板的正中央c点,不计空气阻力,重力加速度为g,则()A.微粒在下落过程中动能逐渐增加,重力势能逐渐减小B.微粒在下落过程中重力做功为mgh+d2,电场力做功为-12qUC.微粒落入电场中,电势能逐渐
7、增大,其增加量为12qUD.若微粒从距B板高2h处自由下落,则恰好能到达A板2.(2022安徽池州第一中学期中)(多选)如图所示,由粒子源发出A、B两种带正电的粒子,经过同一加速电场加速后,形成粒子束进入同一偏转电场中偏转,最终A、B两粒子都落在了偏转电场中的下极板上。粒子离开粒子源时的初速度可视为零,空气阻力、粒子的重力及粒子之间的相互作用力均可忽略不计。下列说法正确的是()A.离开加速电场时两粒子速度与它们的比荷成正比B.两粒子在加速电场中的运动时间与它们的比荷成正比C.两粒子打在偏转电场下极板时的动能与它们的电荷量成正比D.两粒子一定打在偏转电场下极板的同一位置,这一位置与粒子本身无关3
8、.(2021湖南张家界期末)两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中,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,则出射粒子的速度一定相等C.若入射粒子的电荷量与质量之比相等,则出射粒子的速度一定相等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4.(2022吉林江城中学月考)如图所示,一真空示波管的电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电场加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两
9、块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直,电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,偏转电场的右端距离荧光屏的距离为l,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力。求:(1)电子穿过A板时的速度大小v0;(2)电子从偏转电场射出时的侧移量y;(3)OP的距离Y。题组二带电粒子在交变电场中的运动5.(2021山东高密一中检测)在空间有正方向水平向右、大小按如图所示的图线变化的电场,位于电场中A点的电子在t=0时速度为零,在t=1 s时,电子离A点的距离为l。那么在t=2
10、 s时,电子将处在()A.A点B.A点左方l处C.A点右方2l处D.A点左方2l处6.(2022江西九江第三中学期中)(多选)如图甲所示,M、N为正对竖直放置的平行金属板,A、B为两板中心线上的两点。当M、N板间不加电压时,一带电小球从A点由静止释放经时间T到达B点,此时速度为v。若两板间加上如图乙所示的交变电压,t=0时,将带电小球仍从A点由静止释放。小球运动过程中始终未接触极板,则t=T时,小球()A.在B点上方B.恰好到达B点C.速度等于vD.速度小于v7.(2021江苏扬州中学期中)如图甲所示,水平放置的两平行金属板A、B相距为d,板间加有如图乙所示随时间变化的电压。A、B板中点O处有
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