(练习)课时分层作业8 带电粒子在电场中的运动-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

课时分层作业(八)　带电粒子在电场中的运动 题组一　带电粒子的加速 1．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P′点返回 D．穿过P′点 A　[电子在A、B板间的电场中做加速运动，在B、C板间的电场中做减速运动，设A、B板间的电压为U，B、C板间的电场强度为E，M、P两点间的距离为d，则有eU－eEd＝0，若将C板向右平移到P′点，B、C两板所带电荷量不变，由E＝＝＝可知，C板向右平移到P′时，B、C两板间的电场强度不变，由此可以判断，电子在A、B板间做加速运动后，在B、C板间做减速运动，到达P点时速度为零，然后返回，A项正确，B、C、D项错误。] 2．如图所示，a、b和c表示电场中的三个等势面，a和c的电势分别为U和U，a、b的电势差等于b、c的电势差。一带电粒子(重力不计)从等势面a上某处以速度v释放后，仅受电场力作用而运动，经过等势面c时的速度为2v，则它经过等势面b时的速度为(　　) A．v　　　　　 B．v C．v D．1.5v B　[电场力对带电粒子做的功是合外力做的功，根据动能定理知qUac＝qU＝m(2v)2－mv2，因为Uab＝Ubc＝Uac＝U，则qUab＝mv－mv2，故vb＝v，选项B正确。] 题组二　带电粒子的偏转 3．(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 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。] 4．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 C　[粒子在电场中做类平抛运动，由h＝·得x＝v0。由v0＜v0得＞，故C正确。] 5．如图所示，电子在电势差为U1的电场中由静止开始加速运动后，垂直射入电势差为U2的偏转电场，整个装置处于真空中，在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列情形中一定能使电子偏移量变大的是(　　) A．U1变大、U2变大 B．U1变小、U2变大 C．U1变大、U2变小 D．U1变小、U2变小 B　[电子在加速电场中加速，初速度为零，由动能定理得eU1＝，然后电子进入偏转电场做类平抛运动，在垂直于电场方向上做匀速直线运动，t＝，平行于电场方向做匀加速直线运动，a＝＝，因此，偏移量y＝＝＝，所以y与U1成反比、与U2成正比，选项B正确。] 6．如图所示，质子(H)和α粒子(He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子重力不计)，则质子和α粒子射出电场时的侧向位移y之比为(　　) A．1∶1　　　　　 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶4 B　[粒子进入偏转电场后，沿初速度方向做匀速直线运动，沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a＝，运动时间t＝，粒子射出电场时的侧向位移y＝at2＝＝，故质子和α粒子射出电场时的侧向位移之比为1∶2，选项B正确。] 7．喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中(　　) A．向负极板偏转 B．电势能逐渐增大 C．运动轨迹与带电量无关 D．运动轨迹是抛物线 D　[由于微滴带负电，受力方向指向正极板，故向正极板偏转，A错误；由于电场力对微滴做正功，故电势能减少，B错误；由侧向位移y＝at2＝··，可知运动轨迹与带电量有关，C错误；由于微滴在电场中做类平抛运动，运动轨迹为抛物线，D正确。] 8．下图甲为示波管的原理图。如果在电极YY′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是(　　) 甲 乙　　　　　　　　　　丙 A　　　　B　　　C　　　　 D B　[由于电极XX′之间所加的是扫描电压，电极YY′之间所加的电压为信号电压，信号电压与扫描电压周期相同。在t＝0时刻，UY＝0，电子在YY′之间没有偏转，UX为负向最大电压，电子只在XX′之间偏转，并且向左有最大偏转，故A、C错误；在0～t1之间，UY＞0，UX＜0，电子在XX′之间由左向右水平移动，同时在YY′之间由正中间先向上运动再向下运动，所以荧光屏上会看到B选项所示的图形，故B正确