1、1.6 示波器的奥秘 每课一练（粤教版选修3-1）一、单项选择题1如图1611所示，从F处释放一个无初速的电子向B板方向运动，指出下列对电子运动的描述中错误的是(设电源电动势为U)()图1611A电子到达B板时的动能是UeB电子从B板到达C板动能变化量为零C电子到达D板时动能是3UeD电子在A板和D板之间做往复运动解析：电子在A、B之间加速，电场力做功WUe，在B、C间无电场，做匀速运动，到C、D间电场反向，电子克服电场力做功，至D点速度刚好减至零，然后反向加速，在D、A之间往复运动，所以C错答案：C2如图1612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的两块平
2、行极板间的偏转匀强电场中在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是()图1612AU1变大、U2变大 BU1变小、U2变大CU1变大、U2变小 DU1变小、U2变小思路点拨：加速电场中被加速，偏转电场中被偏转做类平抛运动解析：设电子经加速电场后获得的速度为v0，由动能定理得qU1设偏转电场的极板长为L，则电子在偏转电场中运动时间t电子在偏转电场中受电场力作用获得的加速度a电子射出偏转电场时，平行于电场线的速度vyat由得vy，所以，tan，式代入上式得tan，所以B正确答案：B3如图1613所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场
3、中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落在A、B、C三点()图1613A落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电，落到C点的小球带负电B三小球在电场中运动的时间相等C三小球到达正极板时动能关系：EKAEKBEKCD三小球在电场中运动的加速度关系：aAaBaC解析：由图知A的射程最远，xv0t，tA最大，又由hat2知aA最小，aC最大，所以A正确B、D错误，由动能定理知C错答案：A4如图1614所示，有一带电粒子贴A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间；设两次射入电场的水平速度相同，则电压U1、
4、U2之比为：()图1614A18 B14C12 D11解析：当偏转电压为U1时，有d2，同理，当偏转电压为U2时，有d2，两式相比可得U1U218.答案：A二、双项选择题5如图1615所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B板时速度为v，保持两板电压不变，则()图1615A当增大两板间距离时，v增大B当减小两板间距离时，v减小C当改变两板间距离时，v不变D当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间增大解析：由动能定理得eUmv2.当改变两极板间距离时，v不变，故C选项正确粒子做初速度为零的匀加速直线运动，即t，当增大两板间距离时，电子在板间运动时间增大，故D选项正确答案：CD6竖直放置的
5、平行金属板A、B连接一恒定电压，两个电荷M和N以相同的速率分别从极板A边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场，恰好从极板B边缘射出电场，如图1616所示，不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是()图1616A两电荷的电荷量可能相等B两电荷在电场中运动的时间相等C两电荷在电场中运动的加速度相等D两电荷离开电场时的动能相等解析：带电粒子在电场中的类平抛运动可分解为沿电场方向的匀加速运动与垂直电场方向的匀速直线运动两个分运动，所以两电荷在电场中的运动时间相等，B对又因为dat2，a，因为偏转量d不同，故a一定不同，C错由a，因不知m的关系，q可能相等，也可能不相等，故A正确当q相等时，
6、电荷从进入到离开，电场力做的功不同，由动能定理可知，两电荷离开电场时的动能不同D错答案：AB7如图1617所示，三块平行金属板a、b、c接在电动势(即电压)分别为E1、和E2的电源上，已知E1E2，在紧贴A孔右侧有一带负电的质点(不计重力)，由静止释放后向右运动，穿过B孔到达P点，再返回A孔，则()图1617A只将b板向右移一小段距离后，再由A孔释放该质点，质点仍运动到P点返回B只将b板右移稍长距离后，再释放该质点，质点能穿过C孔C只将b板右移一小段距离后，再释放该质点、质点将越过P点后返回D若将质点放在紧贴C孔左侧由静止释放，质点将能穿过A孔解析：电场力对带电粒子做功只与电势差和带电粒子电荷
7、量有关b板移动时，a、b间的电势差没有变，由动能定理得，带电粒子被电场加速运动到b板时的速度不变若将b板移到P点，但由于b、c间的电势差不变，且E1E2，故不可能穿过C孔，只能在b、c板间的某一点速度减为零后再返回A孔若将带电粒子在C点释放，无论a、b、c板是否平移一小段距离，只要各板不相互接触，则b、c板间电场对带粒子做的正功，一定大于a、b板间电场对带电粒子做的负功，带电粒子运动到A孔时的动能不为零，一定会穿越A孔答案：CD8如图1618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
8、极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N极上的C点已知ABBC.不计空气阻力，则可知()图1618A微粒在电场中作抛物线运动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2mv/qDMN板间的电势差为Ev/2g解析：由题意可知，微粒受水平向右的电场力qE和竖直向下的重力mg作用，合力与v0不共线，所以微粒做抛物线运动，A正确；因ABBC，即tt可见vCv0.故B项正确；由qmgh0，h，得U，故C项错误；又由mgqE得q代入U，得U，故D项错误答案：AB9图1619为一个示波器工作原理的示意图，电子经电压为U1的加速电场后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h
9、，两平行板间的距离为d，电势差U2，板长L，为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量h/U2)可采取的方法是()图1619A增大两板间电势差U2B尽可能使板长L长些C尽可能使板间距离d小一些D使加速电压U1升高一些解析：电子的运动过程可分为两个阶段，即加速和偏转(1)加速：eU1mv(2)偏转：Lv0t，hat2t2综合得：，因此要提高灵敏度则需要：增大L或减小U1或减小d，故答案应选B、C.答案：BC三、非选择题10如图1620所示，在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平抛出一个质量为m，电荷量为q的带负电小球，小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程)若在空间加上一
10、竖直方向的匀强电场，使小球的水平射程变为原来的，求此电场的场强大小和方向图1620解析：不加电场时小球在空间运动的时间为t，水平射程为xxv0t下落高度hgt2加电场后小球在空间的运动时间为t，小球运动的加速度为axv0t，hat2由以上各式，得a4g则场强方向只能竖直向上，根据牛顿第二定律mgqEma联立解得：所以E方向竖直向上答案：方向竖直向上11如图1621所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场电荷量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力图1621(1)若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能(2)若粒子离开电场时动能为Ek，则电场强
11、度为多大？解析：(1)粒子在电场中做类平抛运动，在垂直于电场方向：Lv0t在平行于电场方向：Lat2所以EqELEktEk则EktqELEk5Ek(2)若粒子由bc边离开电场，则Lv0tvyt由动能定理得：EkEkmvE若粒子由cd边离开电场，由动能定理得qELEkEk所以E答案：(1)5Ek(2)粒子由bc边离开电场时，E粒子由cd边离开电场时，E12如图1622所示，水平放置的两平行金属板，板长为10 cm，两板相距2 cm.一束电子以v04.0107 m/s的初速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板右端L为45 cm、宽D为20 cm的荧光屏上(不计电子重力，荧光屏中点在两板
12、间的中央线上，电子质量m0.91030 kg，电荷量e1.61019 C)求：图1622(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压；(2)为了使点电荷能射中荧光屏所有位置，两板间所加电压的取值范围解析：(1)设加速电场的电压为U1，由动能定理可得eU1mv0化简得U1，代入数据得U14.50103 V.(2)如下图所示，设电子飞出偏转电场时速度为v1，和水平方向的夹角为，偏转电压为U2，偏转位移为y，则yat2()2tan由此看出，电子从偏转电场射出时，不论偏转电压多大，电子都好像从偏转电场的两极板间的中线的中点沿直线射出，射出电场后电子做匀速直线运动恰好打在荧光屏的边缘上，结合图可得tanU2代入所有数据得U2360 V此时，电子从偏转电场射出，刚好打在荧光屏的边缘上，因此偏转电压在360 V360 V范围内时，电子可打在荧光屏上的任何位置答案：(1)4.50103 V(2)360 V360 V
