10.5 带电粒子在电场中的运动（学生+教师版）—【新教材】人教版高中物理必修三（2019）课后检测

泰山国际学校课后练习题 物理（2019人教版）必修三 10.5带电粒子在电场中的运动 1.在如图的匀强电场中，若一个点电荷(重力不计)从P点由静止释放，则以下说法中正确的是(　　) A． 该点电荷可能做匀变速曲线运动 B． 该点电荷一定向右运动 C． 电场力对该点电荷可能不做功 D． 该点电荷一定做匀加速直线运动 【答案】D 【解析】电荷受到水平方向上的电场力做匀加速直线运动，因为电荷的电性未知，无法确定向哪个方向做匀加速直线运动．故A、B错误，D正确．电荷在运动的过程中，电场力做正功．故C错误 2.(多选)一带电粒子在电场中只受静电力作用时，它可能出现的运动状态是(　　) 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 【答案】BCD 【解析】只在静电力的作用下，说明粒子受到的合外力的大小为静电力，不为零，所以选项A不可能；当粒子在匀强电场中由静止释放后，粒子做匀加速直线运动，选项B可能；当粒子垂直进入匀强电场后，粒子做类平抛运动，选项C可能；正粒子周围的负粒子只在静电力作用下且静电力恰好充当向心力时，可以做匀速圆周运动，选项D可能 3.(多选)如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则(　　) A． 它们通过加速电场所需的时间相等 B． 它们通过加速电场过程中动能的增量相等 C． 它们通过加速电场过程中速度的增量相等 D． 它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等 【答案】BD 【解析】由于电量和质量相等，因此产生的加速度相等，初速度越大的带电粒子经过电场所用时间越短，A错误；加速时间越短，则速度的变化量越小，C错误；由于电场力做功W＝qU与初速度及时间无关，因此电场力对各带电粒子做功相等，则它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等，动能增加量也相等，B、D正确． 4.(多选)欧洲核子研究中心于2008年9月启动了大型强子对撞机，如图甲所示，将一束质子流注入长27 km的对撞机隧道，使其加速后相撞，创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态相类似的条件，为研究宇宙起源和各种基本粒子特性提供强有力的手段．设n个金属圆筒沿轴线排成一串，各筒相间地连到正负极周期性变化的电源上，图乙所示为其简化示意图．质子束以一定的初速度v0沿轴线射入圆筒实现加速，则(　　) A． 质子在每个圆筒内都做加速运动 B． 质子只在圆筒间的缝隙处做加速运动 C． 质子穿过每个圆筒时，电源的正负极要改变 D． 每个筒长度都是相等的 【答案】BC 【解析】由于同一个金属筒所在处的电势相同，内部无场强，故质子在筒内必做匀速直线运动；而前后两筒间有电势差，故质子每次穿越缝隙时将被电场加速，则B对，A错．质子要持续加速，下一个金属筒的电势要低，所以电源正负极要改变，故C项对．质子速度增加，而电源正、负极改变时间一定，则沿质子运动方向，金属筒的长度要越来越长，故D项错． 5.如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子(　　) A． 所受重力与电场力平衡 B． 电势能逐渐减小 C． 动能逐渐增加 D． 做匀变速直线运动 【答案】D 【解析】带电粒子在平行板电容器之间受到两个力的作用，一是重力mg，方向竖直向下；二是电场力F＝Eq，方向垂直于极板向上，因二力均为恒力，又已知带电粒子做直线运动，所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上，根据牛顿第二定律可知，该粒子做匀减速直线运动，选项D正确，选项A、C错误；从粒子运动的方向和电场力的方向可判断出，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，选项B错误． 6.如果带电粒子进入电场时的速度与匀强电场的电场力垂直，则粒子在电场中做类平抛运动．若不计粒子的重力，影响粒子通过匀强电场时间的因素是(　　) A． 粒子的带电荷量 B． 粒子的初速度 C． 粒子的质量 D． 粒子的加速度 【答案】B 【解析】水平方向：L＝v0t，则粒子在电场中的运动时间t＝. 6.如图所示，A、B两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则(　　) A． a的电荷量一定大于b的电荷量 B． b的质量一定大于a的质量 C． a的比荷一定大于b的比荷 D． b的比荷一定大于a的比荷 【答案】C 【解析】粒子在电场中做类平抛运动，h＝· ()2得：x＝v0 .由v0 ＜v0 得＞. 7.(多选)a、b、c三个α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，下列说法正确的是(　　) A． 在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上 B． b和c同时