1.5.2 带电粒子在电场中的加速和偏转 同步练习 -2022-2023学年高二上学期物理教科版选修3-1

§1.5.2 带电粒子在电场中的加速和偏转 1.如图1所示，两极板间加上如图2所示的交变电压。开始A板的电势比B板高，此时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动。设电子在运动中不与极板发生碰撞，向A板运动时的速度方向为正方向，则下列图像中能正确反映电子速度变化规律的是（其中C、D两项中的图线按正弦函数规律变化）( ) A. B. C. D. 2.如图所示，A、B两带正电粒子质量之比为1:2，电荷量之比为1:4。两粒子在O上方同一位置沿垂直电场方向射入平行板电容器中，分别打在C、D两点，OC＝CD，忽略粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是( ) A.A和B在电场中运动的时间之比为1: B.A和B运动的加速度大小之比为1:2 C.A和B的初速度大小之比为1:4 D.A和B的末速度大小之比为1:2 3.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,下图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线,实线表示一个α粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动到b,再运动到c的过程中,下列说法中正确的是( ) A.动能先增大,后减小 B.电势能先减小,后增大 C.电场力先做负功,后做正功,总功等于零 D.加速度先变小,后变大 4.水平地面上方分布着水平向右的匀强电场,一光滑绝缘轻杆竖直立在地面上,轻杆上有两点.轻杆左侧固定一带正电的点电荷,电荷量为,点电荷在轻杆两点的中垂线上,一个质量为,电荷量为的小球套在轻杆上,从点静止释放,小球由点运动到点的过程中,下列说法正确的是( ) A.小球受到的电场力先减小后增大 B.小球的运动速度先增大后减小 C.小球的电势能先增大后减小 D.小球的加速度大小不变 5.如图所示，一绝缘棒与水平面成α角倾斜放置，带电荷量为、质量为m的小球套在棒上，小球与棒之间的动摩擦因数为μ.整个装置处在方向水平向右且与棒及其投影所确定的平面平行的匀强电场中，电场强度大小为E.当小球沿棒下滑的距离为L时，小球的动能增加了.下列说法正确的是( ) A.小球沿棒下滑过程中，小球的电势能减小了 B.小球沿棒下滑过程中，小球的机械能增加了 C.小球沿棒下滑过程中，产生的内能为 D.小球沿棒下滑过程中，小球受到的摩擦力和电场力做功之和等于 6.如图所示，一重力不计的带电粒子以初速度射入水平放置、距离为的两平行金属板间，射入方向沿两极板的中心线.当极板间所加电压为时，粒子落在板上的点.如果将带电粒子的初速度变为，同时将板向上移动后，使粒子由原入射点射入后仍落在点，则极板间所加电压为( ) A. B. C. D. 7.一个电子在电场力作用下沿x轴做直线运动（不计重力），以水平向右的方向为x轴的正方向，从时刻起运动依次经历 时刻。其运动的图象如图所示。对此下列判断正确的是( ) A.时刻与 时刻电子在不同位置 B.时刻、时刻、 3时刻电子所在位置的电势分别为，其大小比较有 C.时刻、 时刻、 3 时刻电子所在位置的场强大小分别为，其大小比较有 D.电子从 时刻运动至时刻，连续运动至 3时刻，电场力先做正功后做负功 1.答案：A 解析：电子在交变电场中所受电场力大小不变，加速度大小不变，故C、D两项错误；从0时刻开始，电子向A板做匀加速直线运动，后电场力反向，电子向A板做匀减速直线运动，直到时刻速度变为零，之后重复上述运动，A项正确，B项错误。 2.答案：B 解析：质量之比为1：2，电荷量之比为1：4．所以比荷之比为1：2。粒子在竖直方向做静止开始的匀加速运动且位移相等，,可知运动时间之比为，A错；，加速度与比荷成正比，所以加速度之比为1:2，B对；，而位移之比为1:2，时间之比为，所以初速度之比为,C错;，所以末速度之比为，D错。 3.答案：C 解析：α粒子从a点经b点到达等势点c的过程中电场力先做负功,后做正功,α粒子的电势能先增大,后减小,回到同一等势线上时,电场力做的总功为零,故C正确. 4.答案：C 解析：A. 小球下滑时受匀强电场的电场力是不变的,受到点电荷的电场力先增加后减小,则小球受到的电场力先增加后减小,选项A错误;B. 小球下滑时,匀强电场的电场力垂直小球运动方向,则对小球不做功,点电荷在前半段先对象去做负功,重力做正功,但是由于不能比较正功和负功的大小关系,则不能确定小球速度变化情况;在后半段,点电荷电场力和重力均对小球做正功,则小球的运动速度增大,选项B错误;C. 小球下滑时,匀强电场的电场力垂直小球运动方向,则对小球不做功;点电荷在前半段先做负功,在后半段对小球做正功,则小球的电势能先增大后减小,选项C正确;D. 由小球的受力情况可知,在A点时小球的加速度小于g,在AB中点时小球的加速度等于g,在B点时小球的加速度大于g,则加速度是不断变化的,选项D错误。故选:C。