课时梯级训练(13) 带电粒子在电场中的运动（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

课时梯级训练(13)　带电粒子在电场中的运动 1．电子以初速度v0沿垂直电场强度方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍能使电子穿过该电场。则电子穿越平行板间的电场所需时间(　 　) A．随电压的增大而减小 B．随电压的增大而增大 C．与电压的增大无关 D．不能判定是否与电压增大有关 C　解析：设板长为l，则电子穿越电场的时间t＝，与两极板间电压无关，C正确。 2．两平行金属板间距为d，电势差为U，一个电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝L，则此电子具有的初动能是(　 　) A． B．edUL C． D． D　解析：电子从O点运动到A点，因受静电力作用，速度逐渐减小。根据题意和题图判断，电子仅受静电力，不计重力。根据能量守恒定律得mv＝eUOA。因E＝，UOA＝EL＝，故mv＝，D正确。 3．如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一个小孔，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　解析：设A、B板间的电势差为U1，B、C板间的电势差为U2，板间距为d，电场强度为E，第一次由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，根据动能定理得qU1＝qU2＝qEd，将C板向右平移，B、C板间的电场强度E＝＝＝＝，E不变，所以电子还是运动到P点速度减小为零，然后返回，A正确，B、C、D错误。 4．让质子和氘核的混合物沿与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后的偏转角相同，这些粒子进入电场时必须具有相同的(　 　) A．初速度 B．初动能 C．加速度 D．无法确定 B　解析：进入电场中的粒子的偏转角tan θ＝＝＝·＝·＝，质子和氘核具有相同的q，只要具有相同的初动能，则偏转角相同，B正确。 5．(多选)如图所示的是加速电场与偏转电场的组合。当加速电压为U1、偏转电压为U2、偏转极板长为L、板间距离为d时，电子打在荧光屏上形成光斑P，则(　 　) A．只增大d，偏转电场的电场强度增大 B．只增大L，荧光屏上光斑P的位置不变 C．只增大U1，电子穿越偏转电场的时间变短 D．只增大U2，能使荧光屏上光斑P向上移动 CD　解析：两偏转极板间的电场强度E＝，所以只增大d，偏转电场的电场强度将减小，A错误；根据动能定理，在加速电场中有eU1＝mv2－0，所以电子进入偏转电场的速度v＝，而电子在偏转电场中做类平抛运动的时间t＝，所以偏移量y＝at2＝t2＝，所以只增大L或U2，电子的偏移量都将增大，荧光屏上光斑P的位置也会向上移动，B错误，D正确；电子在偏转电场中做类平抛运动的时间t＝＝L，所以增大U1时，电子穿越偏转电场的时间变短，C正确。 6．(多选)一束α粒子(带正电)沿两平行金属板中心轴线射入板间的匀强电场后，分成a、b、c三束，如图所示，则(　 　) A．初速度va<vb<vc B．板内运动时间ta＝tb<tc C．动能增加量ΔEka＝ΔEkb>ΔEkc D．电势能变化量的大小ΔEpa>ΔEpb＝ΔEpc AC　解析：α粒子在匀强电场中受到沿垂直于极板方向的静电力作用，在垂直于极板方向做初速度为零的匀加速直线运动，在平行于极板的方向不受力而做匀速直线运动。在垂直于极板方向，由y＝at2得t＝∝，由于ya＝yb>yc，则ta＝tb>tc；在平行于极板方向，由x＝v0t得v0＝，对于a、b，由于xa<xb，ta＝tb，则va<vb，对于b、c，由于xb＝xc，tb>tc，则vb<vc，故有va<vb<vc，ta＝tb>tc，A正确，B错误。电势能变化量的大小等于静电力做功的大小，则ΔEp＝qEy∝y，得ΔEpa＝ΔEpb>ΔEpc，动能增加量等于静电力做的功，则ΔEka＝ΔEkb>ΔEkc，C正确，D错误。 7．真空中的某装置如图所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏，今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列判断不正确的是(　 　) A．三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间满足t质子∶t氘核∶tα＝1∶∶ B．三种粒子运动的轨迹完全重合 C．三种粒子打在荧光屏上的动能相同 D．偏转电场的电场力对质子、氘核和α粒子做功之比为1∶1∶2 C　解析：设A、B间的电压为U1，C、D间的电压为U2