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期中考试好题汇编(5) 带电粒子在电场中的运动
1、 带电粒子在电场中的直线运动
1.(2020·安徽)“电子伏特(符号:eV)”,属于下列哪一物理量的单位( )
A.电荷量 B.能量 C.电流 D.电压
【答案】B
【详解】电子伏特(符号:eV)是指一个电子被1V电压加速得到的能量,即电子伏特是能量的单位。故选B。
2.(2021·罗平县第二中学高二月考)氘核()和氦核()从初速度为零的状态开始,经过同一电场加速之后,它们的速度分别为和,则有( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设加速电场的电压为,粒子的质量和电荷量分别为和,根据动能定理得
解得
可见速度与粒子比荷的算术平方根成正比。氘核()和氮核()的比荷相等,则
故A正确;BCD错误。
故选A。
3.(2021·重庆市万州第二高级中学高二月考)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】质子在加速电场中加速
根据电流的微观表达式
联立解得
故选D。
4.(2019·石家庄市第四十一中学高二月考)如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到点时动能增加了,已知A点的电势为,则以下判断正确的是( )
A.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示 B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示
C.点电势为零 D.点电势为
【答案】BD
【详解】AB.带正电的微粒仅受电场力作用,从A点运动到B点时动能增加了,说明电场力做正功,则知电场力方向水平向右,根据曲线运动的合力指向轨迹内侧,故微粒的运动轨迹如图虚线2所示。故A错误;B正确;
CD.根据动能定理可得
整理,可得
又因为,
解得
故C错误;D正确。
故选BD。
2、 带电微粒在电场中的运动(计重力)
1.(2020·石家庄市第十五中学高二月考)给平行板电容器充电,断开电源后A极板带正电,B极板带负电。板间一带电小球C用绝缘细线悬挂,如图所示,小球静止时与竖直方向的夹角为,则下列说法错误的是( )
A.若将B极板向右平移稍许,电容器的电容将减小
B.若将B极板向下平移稍许,A、B两板间电势差将增大
C.若将B极板向上平移稍许,夹角将变大
D.轻轻将细线剪断,小球将做斜抛运动
【答案】D
【详解】A.若将B极板向右平移稍许,则d增大,根据
可知电容器的电容将减小。故A正确,与题意不符;
B.若将B极板向下平移稍许,则正对面积减小,根据
可知电容器的电容将减小,依题意可知电容器的电荷量不变,有公式
分析得知A、B两板间电势差将增大。故B正确,与题意不符;
C.根据上一选项分析,当A、B两板间电势差将增大时,根据公式,F=qE
可得小球所受电场力增大,夹角将变大。故C正确,与题意不符;
D.轻轻将细线剪断,小球将沿重力与电场力的合力方向做初速度为零的匀加速直线运动。故D错误,与题意相符。
故选D。
2.(2021·四川省成都市第十七中学高二月考)如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O,内壁光滑,A、B两点分别是圆轨道的最低点和最高点。该区间存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m、带负电的小球在轨道内侧恰好做完整的圆周运动(电荷量不变),经过C点时速度最大,O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.小球受到的电场力
B.小球经过A点时速度为
C.小球经过B点时速度为
D.小球经过C点时轨道对它的作用力大小为
【答案】D
【详解】A.小球在C点速度最大,则在该点电场力与重力的合力沿半径方向,则有小球受到的电场力大小
故A错误;
BC.D点竖直平面内圆周运动的物理“最高点”,恰好能完整的做圆周运动,在“最高点”有最小速度,即
解得
小球从A到D的过程中,由动能定理得
联立解得
小球从A到B的过程中,由动能定理得
联立解得
选项BC错误;
D.小球从C到A的过程中,由动能定理得
联立解得
在C点由牛顿第二定律可知
解得
选项D正确。
故选D。
3.(2016·宁夏中卫市·)如图所示,ABCD为光滑绝缘轨道,它由于水平面夹角为θ=37°的倾斜轨道AB和半径R=0.5m的圆形轨道BCD组成,两轨道相切于B点,整个轨道处在水平向右的匀强电场中,电场强度的大小E=1.0×103V/m,现将一质量为m