1、第一章9练案9 基础夯实 一、选择题(13题为单选题，46题为多选题)1一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是(A)A匀速直线运动B匀加速直线运动C匀变速曲线运动D匀速圆周运动解析：因为粒子只受到电场力作用，所以不可能做匀速直线运动。2为模拟空气净化过程，有人设计了如图所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶，圆桶的高和直径相等。第一种除尘方式是：在圆桶顶面和底面间加上电压U，沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场，灰尘的运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放一直导线，在导线与圆桶壁间加上的电压也等于U，形成沿半径方向的辐向电场，灰尘的运动方向如图乙所示。已知空气阻力与灰尘
2、运动的速度大小成正比，即Ffkv(k为一定值)，假设每个灰尘的质量和带电荷量均相同，重力可忽略不计，则在这两种方式中(C)A灰尘最终一定都做匀速运动B灰尘受到的电场力大小相等C电场对单个灰尘做功的最大值相等D在图乙中，灰尘会做类平抛运动解析：灰尘可能一直做加速运动，故选项A错误；两种不同方式中，空间中的电场强度大小不相等，所以灰尘所受电场力大小不相等，故选项B错误；电场对单个灰尘做功的最大值为qU，故在两种方式中电场对灰尘做功的最大值相同，故选项C正确；在图乙中，灰尘做直线运动，故选项D错误。3如图，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h
3、。质量均为m、带电量分别为q和q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)。不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于(B)A BCD解析：两粒子在电场力作用下做类平抛运动，由于两粒子轨迹相切，根据类平抛运动规律，有v0t，t2，解以上两式得v0，选项B正确。4(2019山西省芮城中学、运城中学高二上学期期中)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，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的(AC)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应带正电解析：由题意可知，在XX方向上向X方向偏转，X带正电，
4、A对B错；在YY方向上向Y方向偏转，Y带正电，C对D错。5(2019广东省惠州市高二上学期期末)如图所示，有三个质量相等，分别带正电、带负电和不带电的小球，从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入，它们分别落在A、B、C三点，下列说法正确的是(BD)A落在C点的小球带正电B落在A点的小球带正电C三个小球在电场中运动的时间相等D三个小球到达极板时的动能关系为EkCEkBEkA解析：小球在电场中做类平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，根据xv0t知，tAtBtC，根据yat2，偏转位移相等，则aAaBEkBEkA，D正确。6如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，两
5、板间距离d足够大。当两板间加上如图乙所示的交变电压后，在下列选项中，电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律可能正确的是(AD)解析：解答本题的关键是正确分析电子在电场中的受力情况，先作出at图象，再去分析其他图象。由电压图象知，当两极间所加的电压为U0时，两极间为匀强电场且场强大小为。电子在一个周期的时间内，第一个内做匀加速直线运动，第二个内做匀减速直线运动到速度为零，第三个内反向做匀加速直线运动，第四个内做匀减速直线运动，回到出发点，只有AD选项正确。二、非选择题7(2019西藏拉萨中学高二上学期月考)如图所示，电荷量为e，质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场
6、，初速度为v0，当它通过电场中B点时，速度与场强方向成150角，不计电子的重力，求：(1)电子经过B点的速度多大；(2)AB两点间的电势差多大。答案：(1)2v0(2)解析：(1)电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，B点的速度v2v0，(2)电子从A运动到B由动能定理得：eUABmv2mvA、B两点间的电势差UAB。 能力提升 一、选择题(1、2题为单选题，35题为多选题)1(2019新疆石河子第二中学高二上学期期末)如图所示，示波器的示波管可视为加速电场与偏转电场的组合，若已知加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板长为L，极板间距为d，且电子被加速前的初速度可忽略，则关于示波器的灵敏度(
7、即偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量)与加速电场、偏转电场的关系，下列说法中正确的是(A)AL越大，灵敏度越高 Bd越大，灵敏度越高CU1越大，灵敏度越高DU2越大，灵敏度越高解析：根据动能定理得，eU1mv2；粒子在偏转电场中运动的时间t，在偏转电场中的偏转位移yat2， 则灵敏度。知L越大，灵敏度越大；d越大，灵敏度越小；U1越小，灵敏度越小，灵敏度与U2无关。故A正确，B、C、D错误。2如图所示，M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电量为q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到
8、N极上的C点，已知ABBC。不计空气阻力，则可知(B)A微粒在电场中的加速度是变化的B微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等CMN板间的电势差为DMN板间的电势差为解析：微粒受到重力和电场力两个力作用，两个力都是恒力，合力也是恒力，所以微粒在电场中的加速度是恒定不变的，故A错误。将微粒的运动分解为水平和竖直两个方向，粒子水平方向做匀加速运动，竖直方向做竖直上抛运动，则有 BCt，ABt，由题，ABBC，得到vCv0，即微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等，故B正确。根据动能定理，研究由A到C过程得，mgBCq0，BC，联立得U，所以MN板间的电势差为，故CD错误。3a、b、c三个质量
9、和电荷量都相同的粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，对于三个粒子在电场中的运动，下列说法正确的是(ACD)A在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上Bb和c同时飞离电场C进入电场时，c的速度最大，a的速度最小D动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大解析：粒子在电场中做类平抛运动，由于a、b、c质量和电荷量都相同，所以它们的加速度也相同，由题图可知竖直方向位移yaybyc，由yat2可知运动时间tatbtc；水平方向xaxbxc，由xv0t可知vavbEkc，故ACD正确。4如图所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射
10、入同一偏转电场中，偏转后打在同一荧光屏上，则它们(BC)A离开偏转电场时速度方向不同B离开偏转电场时速度方向相同C到达屏上同一点D到达屏上不同点解析：设离子的电荷量为q，偏转电极板板长为L，板间距离为d。根据动能定理得，加速电场中qU1mv，偏转电场中运动时间t，偏转距离yat2()2，得到y，设偏转角度为，则tan ，由以上可知y、与带电离子的质量、电荷量无关，则一价氢离子、二价氦离子会打在屏上同一点，选项BC正确，AD错误。5(2019黑龙江省双鸭山一中高二上学期月考)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到
11、达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB2BC，如图所示。由此可见(AD)A电场力为3mgB小球带正电C小球从A到B与从B到C的运动时间相等D小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等解析：两个平抛过程水平方向的位移是二倍的关系，所以时间也是二倍的关系，故C错误；分别列出竖直方向的方程，即hgt2，()2，解得F3mg，故A正确；小球受到的电场力向上，与电场方向相反，所以小球应该带负电，故B错误；速度变化量等于加速度与时间的乘积，即vat，结合以上的分析可得，AB过程vgt，BC过程vgt，故D正确。二、非选择题6(2019湖北省襄阳市高二下学期调研)如图所示，虚线MN左
12、侧有一场强为E1E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E22E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子(电荷量为e，质量为m，不计重力)无初速度地放入电场E1中的A点，A点到MN的距离为，最后电子打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：(1)电子从释放到打到屏上所用的时间t；(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值tan ；(3)电子打在屏上的点P(图中未标出)到点O的距离x。答案：(1)3(2)2(3)3L解析：(1)电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，由牛顿第二定律得：a1由xat2得：a1t电子进入电场E2时的速度为：v1a1t1进入电场E2到PQ水平方向做匀速直线运动，时间为：t2出电场后到光屏的时间为：t3电子从释放到打到屏上所用的时间为：tt1t2t3联立求解得：t3；(2)设粒子射出电场E2时平行电场方向的速度为vy，由牛顿第二定律得，电子进入电场E2时的加速度为：a2，vya2t2电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值为tan 联立得：tan 2(3)带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示，设电子打到屏上的点P到O点的距离x，根据上图几何关系得，tan 联立得：x3L。