2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-1.doc

2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-1 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．如圖所示，質(zhì)子(H)和α 第1題圖 粒子(He)，以相同的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)(粒子不計(jì)重力)，則這兩個(gè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)位移y之比為(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶4 2．如圖所示，帶電粒子P所帶的電荷量是帶電粒子Q的3倍，它們以相等的速度v0從同一點(diǎn)發(fā)出，沿著跟電場(chǎng)強(qiáng)度垂直的方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，分別打在M、N點(diǎn)，若OM＝MN，則P和Q的質(zhì)量之比為(　　) 第2題圖 A．3∶4 B．4∶3 C．3∶2 D．2∶3 3．如圖甲所示，A板的電勢(shì)UA＝0，B板的電勢(shì)UB隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示．電子只受電場(chǎng)力的作用，且初速度為零，則(　　) 甲 　　乙 第3題圖 A．若電子在t＝0時(shí)刻進(jìn)入的，它將一直向B板運(yùn)動(dòng) B．若電子在t＝0時(shí)刻進(jìn)入的，它將時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，最后打在B板上 C．若電子在t＝T/8時(shí)刻進(jìn)入的，它將時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，最后打在B板上 D．若電子是在t＝T/4時(shí)刻進(jìn)入的，它將時(shí)而向B板、時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng) 4．實(shí)驗(yàn)室所用示波器，是由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏三部分組成，當(dāng)垂直偏轉(zhuǎn)電極YY′，水平偏轉(zhuǎn)電極XX′的電壓都為零時(shí)，電子槍發(fā)射的電子通過偏轉(zhuǎn)電極后，打在熒光屏的正中間，若要在熒光屏上始終出現(xiàn)如右圖所示的斑點(diǎn)a，那么，YY′與XX′間應(yīng)分別加上如下圖所示哪一組電壓(　　) 第4題圖 A B C D 5．如圖甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電子原來靜止在左極板小孔處(不計(jì)電子的重力)下列說法正確的是(　　) A．從t＝0時(shí)刻釋放電子，電子始終向右運(yùn)動(dòng)，直至打到右極板上 B．從t＝0時(shí)刻釋放電子，電了可能在兩板間振動(dòng) C．從t＝T/4時(shí)刻釋放電子，電了可能在兩板間振動(dòng)，也可能打到右極板上 D．從t＝T/4時(shí)刻釋放電子，電子必將打到左極板上 甲 　　　乙 第5題圖 6．如圖所示，是一個(gè)示波管工作的原理圖，電子從靜止開始，經(jīng)加速電壓U1加速后，以速度v0垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)時(shí)側(cè)移量為h，兩平行板間的距離為d，兩平行板間電勢(shì)差為U2，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，每單位電壓引起的側(cè)移量h/U2叫做示波管的靈敏度．為了提高靈敏度，可采用下列哪些方法(　　) 第6題圖 A．減小加速電壓U1 B．增加兩板間的電勢(shì)差U2 C．盡可能使板長(zhǎng)L做得短些 D．盡可能使兩板間的距離d減小些 第7題圖 7．如圖ABCD正方形區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與AB邊平行．一帶電粒子以初動(dòng)能Ek從正方形一條邊的中點(diǎn)射入(只受電場(chǎng)力)，一段時(shí)間后，粒子從一條邊的中點(diǎn)射出．此時(shí)該帶電粒子的動(dòng)能可能有n種情況，則n等于(　　) A．5 B．4 C．3 D．2 8．初速為零的電子進(jìn)入電壓為 U的加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束．電子電量e、質(zhì)量m，則在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為Δl的電子束內(nèi)電子個(gè)數(shù)為(　　) A. B. C. D. 9．如圖所示，水平放置的平行板電容器，原來兩板不帶電，上極板接地，它的極板長(zhǎng)L＝0.1m，兩板間距離d＝0.4cm.一束由相同微粒組成的帶電粒子流以相同的初速度從兩板中央平行于極板射入，由于重力作用微粒能落到下板上．已知微粒質(zhì)量m＝2.010－6kg，電荷量q＝1.010－8C，取g＝10m/s2. 第9題圖 (1)若第一個(gè)粒子剛好落到下板中點(diǎn)O處，求帶電粒子入射初速度的大??； (2)兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度為多大時(shí)，帶電粒子能剛好落到下板右邊緣B點(diǎn)． 10．如圖所示，在xOy平面上第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向如圖，y軸上一點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0，y0)有一電子以垂直于x軸的初速度v0從P點(diǎn)垂直射入電場(chǎng)中，當(dāng)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E1時(shí)，電子從A點(diǎn)射出，A點(diǎn)坐標(biāo)為(xA,0)當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為E2時(shí)，電子從B點(diǎn)射出，B點(diǎn)坐標(biāo)為(xB,0)，已知電子的電量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)電子的重力。 (1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，E1、E2之比； (2)若在IV象限過Q點(diǎn)放一張垂直于xOy平面的感光膠片，Q點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，－y0)求感光膠片上曝光點(diǎn)的橫坐標(biāo)xA′、xB′的比值。 第10題圖 11．如圖甲所示，真空中水平放置的相距為d的平行金屬板板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板上加有恒定電壓后，板間可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)．在t＝0時(shí)，將圖乙中所示的交變電壓加在兩板上，這時(shí)恰有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從兩板正中間以速度v0水平飛入電場(chǎng)．若此粒子離開電場(chǎng)時(shí)恰能以平行于兩板的速度飛出(粒子重力不計(jì))，求： 第11題圖 (1)兩板上所加交變電壓的頻率應(yīng)滿足的條件； (2)該交變電壓的取值范圍． 12．如圖所示，豎直放置的半圓形光滑絕緣軌道半徑為R，圓心為O，下端與絕緣水平軌道在B點(diǎn)平滑．一質(zhì)量為m、帶電量為＋q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，置于水平軌道上的A點(diǎn)．已知A、B兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)，物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g. (1)若物塊能到達(dá)的最高點(diǎn)是半圓形軌道上與圓心O等高的C點(diǎn)，則物塊在A點(diǎn)水平向左運(yùn)動(dòng)的初速度應(yīng)為多大？ (2)若整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，物塊在A點(diǎn)水平向左運(yùn)動(dòng)的初速度vA＝，沿軌道恰好能運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)D，向右飛出．則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多大？ (3)若整個(gè)裝置處于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小E＝.現(xiàn)將物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中始終不脫離軌道，求物塊第2n(n＝1,2,3，…)次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小． 第12題圖 課時(shí)作業(yè)(二十六)　帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 　1.B　【解析】 由y＝和Ek0＝mv，得y＝可知，y與q成正比，B正確． 　2.A　【解析】 本題忽略了粒子重力的影響，P和Q在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，它們沿水平方向均以初速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)OM＝MN，可知，它們沿豎直方向的下落時(shí)間之比為：tP∶tQ＝1∶2；根據(jù)h＝at2，可得a＝2h/t2，可見，它們沿豎直方向下落的加速度之比為aP∶aQ＝4∶1；根據(jù)a＝Eq/m可得m＝Eq/a∝q/a，所以＝＝3＝，所以選項(xiàng)A正確．故選A. 　3.ACD　【解析】 電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小不變；若電子在t＝0時(shí)刻進(jìn)入，在0～T/2時(shí)間內(nèi)，它將豎直向上的電場(chǎng)力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；在T/2～T時(shí)間內(nèi)，它將在豎直向下的電場(chǎng)力的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)(加速度大小仍為a)，到t＝T時(shí)刻電子的速度減為零，之后電子繼續(xù)向上重復(fù)前面的運(yùn)動(dòng)，可見，電子一直向B板運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；若電子在t＝T/8時(shí)刻進(jìn)入，則在T/8～T/2時(shí)間段內(nèi)，它將豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；在T/2～T時(shí)間段內(nèi)，它將做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到t＝T時(shí)刻電子的速度已經(jīng)變?yōu)樨Q直向下向A板運(yùn)動(dòng)，但還沒有運(yùn)動(dòng)到A板，之后電子繼續(xù)向上重復(fù)類似于選項(xiàng)A中所描述的運(yùn)動(dòng)，可見，選項(xiàng)C正確；若電子是在t＝T/4時(shí)刻進(jìn)入，則在T/4～T/2時(shí)間段內(nèi)，它將豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；在T/2～3T/4時(shí)間段內(nèi)，它將繼續(xù)豎直向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到t＝3T/4時(shí)刻電子的速度減為零，在3T/4～T時(shí)間段內(nèi)，它將開始豎直向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在T～5T/4時(shí)間段內(nèi)，它繼續(xù)豎直向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到t＝5T/4時(shí)刻電子的速度減為零，并且剛好回到A板，之后，電子繼續(xù)重復(fù)前面的運(yùn)動(dòng)，可見，它將時(shí)而向B板、時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確．故選ACD. 　4.A　【解析】 電子通過偏轉(zhuǎn)電極時(shí)受電場(chǎng)力作用會(huì)偏向偏轉(zhuǎn)電極的正極，因此結(jié)合題圖可知A正確，故選A. 　5.AC　【解析】 從t＝0時(shí)釋放電子向右加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t＝時(shí)，粒子減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t＝T時(shí)，粒子速度為零，繼續(xù)向右加速運(yùn)動(dòng)，循環(huán)，故A對(duì)、B錯(cuò)；在t＝時(shí)釋放，粒子向右加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)在t＝，粒子開始減速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)在t＝T，粒子速度為零，且向左加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t＝T時(shí)，粒子減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)在t＝T時(shí)，粒子速度為零向右加速運(yùn)動(dòng)，如此循環(huán)，當(dāng)T夠大時(shí)，粒子可能打到右極板上，當(dāng)T不夠時(shí)，粒子在兩板間振動(dòng)，故C對(duì)，D錯(cuò)；選AC. 　6.AD　【解析】 叫作示波管的靈敏度，l＝v0t，h＝(q)t2h＝()2＝，h/u2＝，減小v0，增大l或減小d，則A對(duì)，D對(duì)，故選AD. 　7.A　【解析】 當(dāng)粒子帶負(fù)電時(shí)，由AC邊中點(diǎn)射入時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，當(dāng)Ek＞W(wǎng)時(shí)，由BD邊中點(diǎn)射出，當(dāng)Ek＜W時(shí)，會(huì)由AC邊中點(diǎn)射出，當(dāng)由CD邊中點(diǎn)射入時(shí)，由AC邊中點(diǎn)射出，當(dāng)由BD中點(diǎn)射入時(shí)，由AC邊中點(diǎn)射出，當(dāng)由AB邊中點(diǎn)射入時(shí)，由AC邊中點(diǎn)射出，同理當(dāng)粒子帶正電時(shí)，也有5種情況，故選A. 　8.A　【解析】 電子經(jīng)電場(chǎng)加速，有eU＝mv2，v＝，加速后電流I＝＝＝，電子數(shù)N＝.故選A 　9.(1)v0＝2.5m/s　(2)E＝1.5103V/m 　【解析】 (1)對(duì)第1個(gè)落到O點(diǎn)的粒子 　水平方向：＝v0t 　豎直方向：＝gt2 　解得：v0＝＝2.5m/s 　(2)對(duì)落到B點(diǎn)的粒子 　水平方向：L＝v0t 　豎直方向：＝at2 　根據(jù)牛頓第二定律得：mg－Eq＝ma 　解得：E＝＝1.5103V/m. 　10.(1)　(2) 　【解析】 (1)當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為E1時(shí)：xA＝v0t1 y0＝a1t＝t 當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為E2時(shí)：xB＝v0t2 y0＝a＝t 解得＝ 　(2)設(shè)場(chǎng)強(qiáng)為E1時(shí)，電子射電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)解為θ1 tanθ1＝ vy1＝t1 xA′＝＋xA＝＋xA＝xA 設(shè)電場(chǎng)為E2時(shí)，電子射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)解為θ2 tan θ2＝ vy2＝t2 xB′＝＋xB＝＋xB＝xB解得＝.； 　11.見解析　【解析】 先分析帶電粒子在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，再尋找“恰能平行于兩極飛出”的條件，以及飛出時(shí)在垂直板方向上的限制條件．(1)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間每經(jīng)過一個(gè)周期，其在垂直于金屬板方向的速度變?yōu)榱悖Ｗ拥乃俣燃椿謴?fù)為入射時(shí)狀態(tài)——平行于金屬板．所以交變電壓的頻率應(yīng)滿足方程＝，所以f＝(n＝1，2，3…)．(2)因帶電粒子在垂直于金屬板方向做單方向的反復(fù)的加速、減速運(yùn)動(dòng)，每次加速和減速過程中在垂直金屬板方向的位移大小都相等，其大小　x＝()2＝　欲使粒子恰能以平行于金屬板的速度飛出，則應(yīng)有＝nT，2nx<，整理得U0<(n＝1，2，3…)． 　12.(1)　(2)(3)()n－2. 　【解析】 (1)設(shè)物體在A點(diǎn)的速度為v1，由動(dòng)能定理有－μmgL－mgR＝0－mv.解得v1＝.(2)設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E、物塊在D點(diǎn)的速度為vD，則mg－Eq＝m.－μ(mg－Eq)L－(mg－Eq)2R＝mv－mv.解得E＝.(3)設(shè)第2，4，6，…，2n次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度分別為v2，v4，…，v2n，第2，4，6，…，2(n－1)次離開B點(diǎn)向右滑行的最大距離分別為L(zhǎng)1，L2，…，Ln－1，則(qE－μmg)L＝mv.－(qE＋μmg)L1＝0－mv.(qE－μmg)L1＝mv.解得＝＝.同理＝.…＝.綜上可得＝()n－1.v2n＝()n－2.