课时作业(8)带电粒子在电场中的运动（Word练习）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（粤教版2019）

课时作业(8)　带电粒子在电场中的运动 [对应学生用书P162] 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．α粒子(He) D．钠离子(Na＋) A　[粒子在电场中做加速运动，根据动能定理可知，qU＝mv2－0，解得v＝ ，粒子的比荷越大，速度越大，故质子的速度最大，A符合题意．] 2．(多选)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(　　) 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 AC　[由题意可知，电子在XX′方向上向X方向偏转，X带正电，A正确，B错误；电子在YY′方向上向Y方向偏转，Y带正电，C正确，D错误．] 3．如图所示，两平行金属板竖直放置，板上A、B两孔正好水平相对，板间电压为500 V．一个动能为400 eV的电子从A孔沿垂直板方向射入电场中，经过一段时间电子离开电场，若不考虑重力的影响，则电子离开电场时的动能大小为(　　) A．900 eV B．500 eV C．400 eV D．－100 eV C　[电子从A向B运动时，静电力对电子做负功，若电子能到达B点，则此过程克服静电力所做的功W＝eU＝500 eV>400 eV，因此电子不能到达B孔，电子向右做减速运动，在到达B孔之前速度变为零，然后反向运动，从A孔离开电场，在整个过程中，静电力做功为零，由动能定理可知，电子离开电场时的动能Ek＝400 eV，故C正确．] 4．如图所示，在正方形ABCD区域内有方向向下的匀强电场，一带电粒子(不计重力)从A点进入电场，初速度v0的方向与电场方向垂直，粒子的初动能为E0，最后从C点离开电场，则粒子经过C点时的动能为(　　) A．2E0 B．3E0 C．4E0 D．5E0 D　[由类平抛规律，设电场区域边长为L，应满足水平方向：L＝v0t，竖直方向：L＝··t2.联立两式解得：L＝，再由动能定理可得：qEL＝Ek－E0，其中E0＝mv，解得：Ek＝5E0.] 5．(2022·6月浙江卷)如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场，板长为L(不考虑边界效应)．t＝0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为v0；平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射出．不计重力和粒子间的相互作用，则(　　) A．M板电势高于N板电势 B．两个粒子的电势能都增加 C．粒子在两板间的加速度为a＝ D．粒子从N板下端射出的时间t＝ C　[粒子的电性未知，粒子从M极板到N极板，电场力做正功，但不能判断极板电势的高低，A错误；电场力做正功时，粒子电势能减小，B错误；根据能量守恒定律可知，平行M板向下的粒子，到达N极板下端时的速度大小仍为v0，在平行极板方向做匀速运动，速度为v0，在垂直极板方向做匀加速直线运动，有a＝，t＝，解得a＝，C正确，D错误．] 6．如图，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B以相同的速度v0从同一点出发，沿着与电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若OC＝CD，忽略粒子重力的影响，则(　　) A．A和B在电场中运动的时间之比为2∶1 B．A和B运动的加速度大小之比为4∶1 C．A和B的质量之比为1∶2 D．A和B的位移大小之比为1∶1 B　[粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向有x＝v0t，由于带电粒子A、B以相同的速度v0从同一点出发，所以粒子的运动时间之比＝＝＝，故A错误；粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有y＝at2，由于粒子在竖直方向上的位移相等，所以加速度之比＝＝，故B正确；由牛顿第二定律得qE＝ma，则粒子的质量之比＝＝＝×＝，故C错误；A、B两个粒子在竖直方向上的位移相等，但水平方向上的位移不相等，所以合位移大小不相等，位移大小之比不是1∶1，故D错误．] 7．如图所示，虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m＝2.0×10－11kg、电荷量为q＝＋1.0×10－5C，从a点由静止开始经电压为U＝100 V的电场加速后，垂直于匀强电场进入匀强电场中，从虚线MN的某点b(图中未画出)离开匀强电场时粒子的速度与电场方向成30°角．已知PQ、MN之间的距离为20 cm，带电粒子的重力忽略不计．求： (1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1； (2)水平匀强电场的电场强度的大小； (3)a、b两点间的电势差． 解析　(1)由动能定理得：qU＝mv 代入数据得v1＝1.0×104 m/s. (2)粒子沿初速度方向做匀速运动：d＝v1t 粒子沿电场方向做匀加速运动：v