（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 微專(zhuān)題55 帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)加練半小時(shí)（含解析）

《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 微專(zhuān)題55 帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)加練半小時(shí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 微專(zhuān)題55 帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)加練半小時(shí)（含解析）（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) [方法點(diǎn)撥]　(1)在交變電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般是幾段變速運(yùn)動(dòng)組合.可畫(huà)出v－t圖象，分析速度、位移變化.(2)在交變電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)若是幾段類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的組合，可分解后畫(huà)出沿電場(chǎng)方向分運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，分析速度變化，或是分析偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系式. 1.(2018·湖北省黃岡市模擬)一勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖象如圖1所示，在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)帶電粒子于t＝0時(shí)刻由靜止釋放，若帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖1 A.帶電粒子只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng) B.0～2s內(nèi)，電場(chǎng)力做功等于0 C.4s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn) D.

2、2.5～4s內(nèi)，電場(chǎng)力做功等于0 2.(2018·山西省聯(lián)考)如圖2甲所示，兩平行金屬板MN、PQ的板長(zhǎng)和板間的距離相等，板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與兩板垂直.在t＝0時(shí)刻，一不計(jì)重力的帶電粒子沿板間的中線垂直電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，粒子射入電場(chǎng)時(shí)的速度為v0，t＝T時(shí)刻粒子剛好沿MN板右邊緣射出電場(chǎng).則(　　) 圖2 A.該粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向一定是沿垂直電場(chǎng)方向的 B.在t＝時(shí)刻，該粒子的速度大小為2v0 C.若該粒子在時(shí)刻以速度v0進(jìn)入電場(chǎng)，則粒子會(huì)打在板上 D.若該粒子的入射速度變?yōu)?v0，則該粒子仍在t＝T時(shí)刻射出電場(chǎng) 3.(多選)(20

3、18·河北省邢臺(tái)市質(zhì)檢)如圖3甲所示，兩平行金屬板A、B放在真空中，間距為d，P點(diǎn)在A、B板間，A板接地，B板的電勢(shì)φ隨時(shí)間t變化情況如圖乙所示.t＝0時(shí)，在P點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，當(dāng)t＝2T時(shí)，電子回到P點(diǎn).電子運(yùn)動(dòng)中沒(méi)與極板相碰，不計(jì)重力.則(　　) 圖3 A.φ1∶φ2＝1∶2 B.φ1∶φ2＝1∶3 C.在0～2T內(nèi)，當(dāng)t＝T時(shí)電子的動(dòng)能最大 D.在0～2T內(nèi)，電子的電勢(shì)能減小了 4.(2018·廣東省五校協(xié)作體聯(lián)考)如圖4甲所示，真空中兩塊平行金屬板與電源連接，A板與地連接，將一個(gè)帶電粒子在A板處釋放，不計(jì)重力，已知帶電粒子的v－t圖象如圖乙所示，

4、則B板的電勢(shì)變化規(guī)律可能是(　　) 圖4 5.(多選)如圖5甲所示，一平行板電容器極板長(zhǎng)l＝10cm，寬a＝8cm，兩極板間距為d＝4cm，距極板右端處有一豎直放置的熒光屏.在平行板電容器左側(cè)有一長(zhǎng)b＝8cm的“狹縫”粒子源，可沿著兩板中心平面，均勻、連續(xù)不斷地向電容器內(nèi)射入比荷為2×1010C/kg，速度為4×106m/s的帶電粒子.現(xiàn)在平行板電容器的兩極板間加上如圖乙所示的交流電，已知粒子在電容器中運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間遠(yuǎn)小于交流電的周期.下面說(shuō)法正確的是(　　) 　 圖5 A.粒子打到屏上時(shí)在豎直方向上偏移的最大距離為6.25cm B.粒子打在屏上的區(qū)域面積為64cm2 C

5、.在0～0.02s內(nèi)，進(jìn)入電容器內(nèi)的粒子有64%能夠打在屏上 D.在0～0.02s內(nèi)，屏上出現(xiàn)亮線的時(shí)間為0.0128s 6.(2018·山師附中模擬)如圖6甲所示，A、B為兩塊平行金屬板，板極間電壓為UBA＝1125V，兩板中央各有小孔O和O′.現(xiàn)有足夠多的電子源源不斷地從小孔O由靜止進(jìn)入A、B之間.在B板右側(cè)，平行金屬板M、N長(zhǎng)度均為L(zhǎng)1＝4×10－2m，板間距離d＝4×10－3m，在距離M、N右側(cè)邊緣L2＝0.1m處有一熒光屏P，當(dāng)M、N之間未加電壓時(shí)電子沿M板的下邊沿穿過(guò)，打在熒光屏上的O″點(diǎn)并發(fā)出熒光.現(xiàn)在金屬板M、N之間加上按如圖乙所示規(guī)律變化的電壓U，M板電勢(shì)低于N板電勢(shì).已

6、知電子質(zhì)量為m＝9.0×10－31kg，電荷量為e＝1.6×10－19C.求： 圖6 (1)每個(gè)電子從B板上的小孔O′射出時(shí)的速度為多大； (2)電子打在熒光屏上的范圍是多少. 答案精析 1.D　[畫(huà)出帶電粒子速度v隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，v－t圖線與時(shí)間軸所圍“面積”表示位移，可見(jiàn)帶電粒子不是只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，4s末帶電粒子不能回到原出發(fā)點(diǎn)，A、C錯(cuò)誤；2s末速度不為0，可見(jiàn)0～2s內(nèi)電場(chǎng)力做功不等于0，B錯(cuò)誤；2.5s和4s末，速度的大、小方向都相同，2.5～4s內(nèi)電場(chǎng)力做功等于0，所以D正確.] 2.A　[設(shè)板間距離為L(zhǎng)，不管電場(chǎng)方向如何，粒子進(jìn)入板間后在水平

7、方向不受力，一定做勻速運(yùn)動(dòng)，所以v0T＝L.若初速度為2v0，則經(jīng)過(guò)就會(huì)射出電場(chǎng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.在豎直方向，0～為勻加速運(yùn)動(dòng)，末速度v1＝a×，偏移量x1＝×a×＝，～T為勻減速運(yùn)動(dòng)，豎直方向末速度v＝a×－a×＝0，即末速度為水平方向，與電場(chǎng)方向垂直，選項(xiàng)A正確.離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏移量為x2＝x1＋a××－×a×＝，整理可得＝，即時(shí)刻的豎直速度v＝a×＝＝v0，合速度為＝v0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.若粒子在時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)，只不過(guò)偏轉(zhuǎn)方向相反，仍會(huì)在t＝T時(shí)刻從PQ右邊緣射出，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.] 3.BD 4.B　[粒子分段做勻變速運(yùn)動(dòng)，所以電壓是分段恒定值，C、D錯(cuò)誤；通過(guò)圖線的斜率可知，在0.25T～0.7

8、5T內(nèi)，加速度不變，電壓不變，故A錯(cuò)誤，B正確.] 5.BCD　[設(shè)粒子恰好從極板邊緣射出時(shí)極板兩端的電壓為U0，水平方向l＝v0t，豎直方向＝a0t2，又a0＝，解得U0＝＝128V，即當(dāng)U≥128V時(shí)粒子打到極板上，當(dāng)U<128V時(shí)粒子打到熒光屏上，設(shè)打到熒光屏上的粒子在豎直方向上偏轉(zhuǎn)的最大位移為y，由幾何關(guān)系和類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得＝，解得y＝d＝4cm，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由對(duì)稱(chēng)性知，粒子打到熒光屏上的區(qū)域總長(zhǎng)度為2d，則粒子打到熒光屏上的區(qū)域面積為S＝2da＝64cm2，選項(xiàng)B正確；在前T，粒子打到熒光屏上的時(shí)間t0＝×0.005s＝0.0032s，又由對(duì)稱(chēng)性知，在一個(gè)周期內(nèi)，粒子打在熒光屏上的

9、總時(shí)間t′＝4t0＝0.0128s，選項(xiàng)D正確；因?yàn)檫@些粒子均勻、連續(xù)地進(jìn)入電場(chǎng)，設(shè)一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)入電容器內(nèi)的粒子能夠打在熒光屏上的比例為η，此時(shí)電容器兩端的電壓U<128V，則η＝×100%＝64%，選項(xiàng)C正確.] 6.(1)2×107m/s　(2)范圍為從O″向下0～0.012m內(nèi) 解析　(1)電子在A、B兩塊金屬板間加速，有eUBA＝mv02， 解得v0＝＝m/s＝2×107m/s； (2)由于電子穿過(guò)M、N間所用時(shí)間極短，故電子穿過(guò)M、N的過(guò)程可視為板間電壓不變，當(dāng)U1＝22.5V時(shí)，電子經(jīng)過(guò)MN極板向下的偏移量最大，為y1＝·()2＝2×10－3m，y1＜d，說(shuō)明所有的電子都可以飛出M、N.此時(shí)電子在豎直方向的速度的大小為vy＝·＝×m/s＝2×106m/s.電子離開(kāi)極板后，到熒光屏P的時(shí)間t2＝＝s＝5×10－9s，相應(yīng)的偏移量為y2＝vyt2＝2×106×5×10－9m＝10－2m.電子打在熒光屏上的總偏移量為y＝y(tǒng)1＋y2＝2×10－3m＋10－2m＝0.012m.故電子打在熒光屏上的范圍是從O″向下0～0.012m. 6