带电粒子运动复习-练习.doc

一、单项选择题
1．真空中水平放置的两平行金属板相距为d，两板间电压是可以调节的，一个质量为m、带电量为＋q的粒子，从负极板中央的小孔处以速度v0垂直极板射入电场，当板间电压为U时，粒子经d/4的距离就要返回，若要使粒子经d/2才返回，可采用的方法是(　　)
A．v0增大1倍
B．使板间电压U减半
C．v0和U同时减半
D．初速度增为2v0，同时使板间距离增加d/2

2．如图所示，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3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，水平飞行距离之比为xA∶xB＝2∶1，则带电粒子的质量之比mA∶mB以及在电场中飞行的时间之比tA∶tB分别为(　　)
A．1∶1,2∶3　　　　　　　　 B．2∶1,3∶2
C．1∶1,3∶4 D．4∶3,2∶1

3．(2011年梅州模拟)如图所示，P和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，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是(　　)
A．两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大
B．两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大
C．与两板间距离无关，仅与加速电压U有关
D．以上说法都不正确

4.(2011年安徽芜湖检测)如图所示的交变电压加在平行板电容器A、B的两极板上，开始时B板电势比A板电势高，这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间，它在电场力作用下开始运动，设A、B两极板间的距离足够大，下列说法正确的是(　　)
A．电子一直向着A板运动
B．电子一直向着B板运动
C．电子先向A板运动，然后返回向B板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动
D．电子先向B板运动，然后返回向A板运动，之后在A、B两板间做周期性往复运动

5．平行板间有如图所示周期变化的电压．重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况，下图中，能正确定性描述粒子运动的速度图象的是(　　)

6．如图1－6－16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的平行板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可以忽略．在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的侧移量最大的是(　　)
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

二、双项选择题
7．(2011年烟台高二检测)图所示是一个示波器工作原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量(h/U)叫示波器的灵敏度．若要提高其灵敏度，可采用的办法是(　　)
A．增大两极板间的电压
B．尽可能使板长l做得长些
C．尽可能使板间距离d减小些
D．使电子入射速度v0大些

8.如图1－6－18所示，有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中，最后分别打在正极板的C、B、A处，则(　　)
A．三种粒子在电场中的运动时间相同
B．三种粒子在电场中的加速度为aA>aB>aC
C．三种粒子到达正极板时动能EkC>EkB>EkA
D．落在C处的粒子带正电，落在B处的粒子不带电，落在A处的粒子带负电

9．如图所示，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．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的(　　)
A．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

10.如图所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么(　　)
A．经过加速电场过程，电场力对氚核做的功最多
B．经过偏转电场过程，电场力对三种原子核做的功一样多
C．三种原子核打在屏上时的速度一样大
D．三种原子核都打在屏上的同一位置上

三、非选择题
11．如图所示，电容器极板是竖直放置的，两板间距为d，板间电压为U.一个带负电的小球，质量为m，带电荷量为q，在平行板电容器的右侧板边被竖直上抛，最后落在电容器左边缘同一高度处．求小球能达到的最大高度h及抛出时的初速度v0.

12．如图1－6－22所示，在一块足够大的铅板A的右侧固定着一小块放射源P，P向各个方向放射出电子，速率为107 m/s.在A板右方距A为2 cm处放置一个与A平行的金属板B，在B、A之间加上直流电压．板间的匀强电场场强E＝3.64×104 N/C，方向水平向左．已知电子质量m＝9.1×10－31 kg、电荷量e＝1.6×10－19 C，求电子打在B板上的范围．

1.解析：选B.由题意有0－mv＝qEs，E＝时s＝，将A、B、C、D四种情况的数据代入可知B项正确．
2.解析：选D.带电粒子的飞行时间t＝，故有tA∶tB＝2∶1；带电粒子竖直方向上的位移y＝t2，即m＝故mA∶mB＝4∶3，D项正确．
3.解析：选C.由mv2＝eU可知，电子到达Q板时的速率仅与加速电压U有关，与两板间距离无关．
4.解析：选D.根据交变电压的变化规律，不难确定电子所受电场力的变化规律，从而作出电子的加速度a和速度v随时间变化的图线，如图所示，从图中可知，电子在第一个内做匀加速运动，第二个内做匀减速运动，在这半个周期内，因开始时B板电势比A板电势高，所以电子先向B板运动，加速度大小为；在第三个内做匀加速运动，第四个内做匀减速运动，但在这半个周期内运动方向与前半个周期相反，即电子向A板运动，加速度大小为.因此电子做周期性往复运动，综合分析可知正确选项应为D.
5.解析：选A.0～时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动.～T时间内做加速度恒定的匀减速直线运动，由对称性可知，在T时速度减为零．此后周期性重复，故A对．
6.解析：选B.设粒子质量为m，电荷量为q，粒子射出加速电场时速度大小为v0.在加速电场中，根据动能定理可得：qU1＝mv－0　v0＝ .
粒子在偏转电场中做匀变速曲线运动，在水平方向做匀速运动，竖直方向做初速度为零的匀加速运动．设偏转电场极板长为L，两极板间距为d，偏转电压为U2.
运动时间为：t＝＝L
粒子在垂直电场方向侧移距离为：
y＝at2＝＝
根据以上推导式可知，减小加速电压和增大偏转电压可增加粒子的侧移值．
7.解析：选BC.偏移量h ＝at2＝，故灵敏度＝.可见B、C项正确．
8.解析：选BD.粒子在水平方向上做匀速直线运动，因初速度相同，故水平位移s大的时间长，因sA<sB<sC，故tA<tB<tC，选项A错误．粒子在竖直方向上做匀加速直线运动，因为位移y相同，有y＝，所以运动时间长的粒子加速度小，即aA>aB>aC，故选项B正确．粒子到达正极板的动能为Ek＝m(v＋v)，而v＝2ay，所以有EkA>EkB>EkC，选项C错误．由aA>aB>aC可以判断A带负电，B不带电，C带正电，选项D正确．
9.解析：选AC.由图可以判断电子要向X方向和Y方向偏转，所以极板X、Y应带正电，极板X′、Y′应带负电，选项A、C正确，B、D错误．
10.解析：选BD.同一加速电场、同一偏转电场，三种粒子带电荷量相同，在同一加速电场中电场力对它们做的功都相同，在同一偏转电场中电场力对它们做的功也相同，A错，B对；由于质量不同，所以打在屏上的速度不同，C错；再根据偏转距离公式或偏转角公式y＝，tanφ＝知偏转与带电粒子无关，D对．
11.解析：

小球在复合场中的受力如图所示：可将其运动分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，由竖直上抛运动的规律可得小球上升的最大高度为h＝；小球从抛出至回到左侧板边缘同一高度处所用的时间为：t＝
根据小球在水平方向做匀加速直线运动：d＝t2.
由以上各式可解得：v0＝gd ，h＝.
答案：　gd
12.解析：

电子离开放射源后做匀变速运动．初速度垂直板的电子直接沿电场线运动到B板的O点．其他电子打在以O点为中心的周围某一位置．设初速度与板平行的电子打在B板上的N点，且距O点最远．
电子竖直方向上的分运动＝v0t①
水平方向上的分运动d＝·t2②
将v0＝107 m/s，e＝1.6×10－19 C，
m＝9.1×10－31 kg，E＝3.64×104 N/C，
d＝2×10－2 m代入①②求得
＝2.5×10－2 m＝2.5 cm.
即电子打在B板上的范围是以O为圆心，以2.5 cm为半径的圆面．
答案：以O为圆心，以2.5 cm为半径的圆面