1、课时跟踪检测（八） 带电粒子在电场中的运动A组重基础体现综合1下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U的电场后，速度最大的粒子是()A质子(H) B氘核(H)C粒子(He) D钠离子(Na)解析：选A粒子在电场中做加速运动，由动能定理可知，qUmv20，解得v ，粒子的比荷越大，速度越大，故质子的速度最大，A选项正确。2带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时(除电场力外不计其他力的作用)，下列说法正确的是()A电势能增加，动能增加B电势能减小，动能增加C电势能和动能都不变D上述结论都不正确解析：选B根据能量守恒定律可知，只有电场力做功的情况下，动能和电势能之和保持不变，即带电粒子受电场力做正功，电势能
2、减小，动能增加，故B选项正确。3一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球()A可能做直线运动B一定不做曲线运动C速率先减小后增大D速率先增大后减小解析：选C小球受重力和电场力作用，合力的方向与速度方向不在同一条直线上，小球做曲线运动，A、B选项错误；合力方向与速度方向先成钝角，后成锐角，即合力先做负功后做正功，速率先减小后增大，C选项正确，D选项错误。4让质子和氘核的混合物沿与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后的偏转角相同，这些粒子进入电场时必须具有相同的()A初速度 B初动能C加速度 D无法确定解析：选B进入电场中的粒子的偏转角tan ，质
3、子和氘核具有相同的q，只要具有的初动能相同，则偏转角相同，故B正确。5.如图所示，电子在电势差为U1的电场中由静止加速后，垂直射入电势差为U2的偏转电场。在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是()AU1变大，U2变大BU1变小，U2变大CU1变大，U2变小DU1变小，U2变小解析：选B由带电粒子在电场中的加速和偏转运动规律可知tan ，选项B正确。6.两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射入，最远到达A点，然后返回，如图所示，OAL，则此电子具有的初动能是()A BedULC D解析：选D电子从O点运动到
4、A点，因受电场力作用，速度逐渐减小。根据题意和题图判断，电子仅受电场力，不计重力。根据能量守恒定律得mv02eUOA。因E，UOAEL，故mv02，所以D正确。7.如图所示，带电荷量之比为qAqB13的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点垂直电场方向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xAxB21，则带电粒子的质量之比mAmB以及在电场中飞行的时间之比tAtB分别为()A11,23 B21,32C11,34 D43,21解析：选D粒子在水平方向上做匀速直线运动xv0t，由于初速度相同，xAxB21，所以tAtB21，竖直方向上粒子做匀加速直线运动y
5、at2，且yAyB，故aAaBtB2tA214，而maqE，m，。D项正确。8多选示波管的构造如图所示。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应带正电解析：选AC根据亮斑的位置，电子偏向XY区间，说明电子受到电场力作用发生了偏转，因此极板X、极板Y均应带正电，故A、C正确，B、D错误。B组重应用体现创新9.如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P点，则由O点静止释放的电子()A运动到P点返回B运动到P和P点之间返回C运动到
6、P点返回D穿过P点解析：选A根据平行板电容器的电容的决定式C、定义式C和匀强电场的电压与电场强度的关系式UEd可得E，可知将C板向右平移到P点，B、C两板间的电场强度不变，由O点静止释放的电子仍然可以运动到P点，并且会原路返回，故选项A正确。10.如图所示是真空中A、B两板间的匀强电场，一电子由A板无初速度释放运动到B板，设电子在前一半时间内和后一半时间内的位移分别为s1和s2，在前一半位移和后一半位移所经历的时间分别是t1和t2，下面选项正确的是()As1s214，t1t2 1Bs1s213，t1t2 1Cs1s214，t1t21(1)Ds1s213，t1t21(1)解析：选Ds1at2，s
7、2a(2t)2at2at2，所以s1s213；xat12，t1 ，2xat2，t2tt1 ，所以t1t21(1)，故D正确。11一个动能为Ek的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2Ek。如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器的动能变为()A8Ek B5Ek C4.25Ek D4Ek解析：选C因为偏转距离为y，带电粒子的初速度变为原来的两倍时，偏转距离变为，所以静电力做功只有W0.25Ek，而初动能变为4Ek，故它飞出电容器时的动能变为4.25Ek。故正确选项为C。12.多选如图所示，两平行金属板水平放置，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，一不
8、计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，经过t时间后恰好沿下板的边缘飞出，则()A在前时间内，电场力对粒子做的功为UqB在后时间内，电场力对粒子做的功为UqC在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为11D在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为12解析：选BC粒子在两平行金属板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在前后两个的时间内沿竖直方向的位移之比为13，则在前时间内，电场力对粒子做的功为Uq，在后时间内，电场力对粒子做的功为Uq，A错误，B正确；由WEqx知，在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为11，C正确，D错误。13
9、.加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8106 m/s，进入漂移管E时速度为1107 m/s，电源频率为1107 Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的。质子的比荷取1108 C/kg。求：(1)漂移管B的长度；(2)相邻漂移管间的加速电压。解析：(1)根据周期和频率的关系T得T10
10、7 s。设漂移管B的长度为xB，则xBvB 0.4 m。(2)设相邻漂移管间的电压为U，则质子由B到E的过程中根据动能定理得3qUmvE2mvB2，解得U6104 V。答案：(1)0.4 m(2)6104 V14(2021海南三校联考)水平放置的两块平行金属板长L5.0 cm，两板间距d1.0 cm，两板间电压为90 V且上板为正。一电子沿水平方向以速度v02.0107 m/s从两板中间射入，如图所示，求：(电子电荷量e1.61019 C，电子质量me9.11031 kg，计算结果保留两位有效数字)(1)电子偏离金属板时的侧位移；(2)电子飞出电场时的速度大小；(3)电子离开电场后，打在屏上的P点，若s10 cm，求OP的长。解析：(1)电子在电场中的加速度a，运动时间t，侧位移即竖直方向位移：y0at2，代入数据解得y04.9103 m。(2)电子飞出电场时，水平分速度vxv0，竖直分速度vyat，飞出电场时的速度为v，代入数据可得：v2.0107 m/s。(3)设v与v0的夹角为，则tan ，电子飞出电场后做匀速直线运动：OPy0y0stan ，代入数据解得OP2.5102 m。答案：(1)4.9103 m(2)2.0107 m/s(3)2.5102 m
