训练11带电粒子在电场中的运动-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第三册同步练测（人教版2019）

高中物理·必修第三册（人教版》 训练十一 带电粒子在电场中的运动 4.在如图甲所示的平行板电容器A、B两板 基佛练了学考测评 上加上如图乙所示的交流电压，开始时B l.质子(H)、a粒子(He)、钠离子(Na)三 板的电势比A板的高。这时在两板中间 个粒子分别从静止状态经过电压为U的 的电子由静止在静电力作用下开始运动， 同一电场加速后，获得动能最大的是 设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下 列说法正确的是（不计电子重力）() A.质子(H) B.a粒子(He) C.钠离子(Na) D.都相同 2.如图所示，一个平行板电容器充 Π 电后与电源断开，从负极板处静 A.电子先向A板运动，然后向B板运动， 止释放一个电子（不计重力），设 再返回A板做周期性运动 其到达正极板时的速度为，加速度为 B.电子一直向A板运动 a1。若将两极板间的距离增大为原来的2 C.电子一直向B板运动 倍，再从负极板处静止释放一个电子，设其 D.电子先向B板运动，然后向A板运动， 再返回B板做周期性运动 到达正极板时的速度为凸，加速度为a2,则 5.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， A.a1:a2=1:1,:v2=1:2 在电极XX'之间所加的电压按图丙所示的 B.a1:a2=2:1,01:u2=1:2 规律变化，则在荧光屏上看到的图形是 C.a1:a2=2:1,y:2=√2：1 D.a1:ae=1:1,:2=1√2 亮 电子枪 3.如图所示，带电荷量之比 为9A：9#=1:3的带电 馆转电极 粒子A、B,先后以相同的速度从同一点水 平射入平行板电容器中，不计重力，带电 粒子偏转后打在同一极上，水平飞行距离 之比为xA:x:=2：1,则带电粒子的质量 之比A:m#以及在电场中飞行的时间之 比tA:1B分别为 () A.1:1,2:3 B.21,32 C.1:1,3:4 D.4:3,2:1 22 6.如图所示，在xOy平 超 A.质子从圆筒E射出时的速度大小 面的第一象限内有与 5eU y轴平行的有界匀强 为 电场。一电子以垂直 B.圆筒E的长度为T /10eU N 于y轴的初速度。从P(0,2L)点射人电 C.MN所接电源是直流恒压电源 场中，并从A(2L,0)点射出电场。已知电 D.金属圆筒A的长度与金属圆筒B的长 子的电荷量大小为e,质量为m,不计电子 的重力。求： 度之比为1：2 (1)第一象限内电场的方向： 8.在地面附近，存在着一个有界电场，边界 (2)电子从P点运动到A点的时间： MN将空间分成左右两个区域，在右区域 (3)匀强电场的电场强度大小。 中有水平向左的匀强电场，在右区域中离 边界MN某一位置水平地面由静止释放 一个质量为m的带电滑块（滑块的电荷量 始终不变)，如图甲所示，滑块运动的)-1 图像如图乙所示，不计空气阻力，则() 45 A.滑块在MN右边运动的位移大小与在 能力练/素能培优 MN左边运动的位移大小相等 B.在1=5s时，滑块经过边界MN 7.粒子直线加速器在科学研究中发挥着巨大 C.滑块受到的滑动摩擦力与电场力之比 的作用，简化如图所示：沿轴线分布O(为 为2：5 薄金属环)及A、B、C、D、E5个金属圆筒 D.在滑块运动的整个过程中，滑动摩擦力 (又称漂移管)，相邻漂移管分别接在高压 做的功小于电场力做的功 电源MN的两端，O接M端。质子飘入 (初速度为0)薄金属环O的轴心并沿轴线 9.如图所示，电子在电势差为U1的电场中 进人加速器，质子在金属圆筒内做匀速运 由静止加速后，垂直射入电势差为U,的 动且时间均为T,在金属圆筒之间的狭缝 偏转电场。在满足电子能射出偏转电场的 被电场加速，加速时电压U大小相同。质 条件下，下列四种情况中，一定能使电子的 子电荷量为e,质量为m,不计质子经过狭 偏转角变大的是 缝的时间，则 A.U1变大，U2变大 漂移管 B.U1变小，U2变大 C.U变大，U2变小 AB C D E 狄缝 M-L6N D.U1变小，U2变小 23 高中物理·必修第三册（人教版） 10.喷墨打印机的简化模型如图所示。重力 置。靠近M极板的电子从静止开始沿 可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后， EF极板间的中线O),,经MN间电场加 以速度垂直匀强电场飞入极板间，最终 速后进入EF板间，射出EF极板后打到 打在纸上。则微滴在极板间电场中 水平放置的圆形靶台上。已知MN板间 电压为U,EF极板长为L、间距为d:靶 信号输人 台直径为2、与O0的距离为d左端与 带电室 EF极板右端的水平距离也为：电子质 A.向负极板偏转 量为m、电荷量为e:电子重力和所受空 B.电势能逐渐增大 气阻力的影响可忽略。 C.运动轨迹是抛物线 D.运动轨迹与电荷量无关 11.(多选)如图所示，A、B是一对平行的金 属板，在两板间加上一周期为T的交流 电压U,A板的电势pA=O,U随时间的 变化规律如图所示。现有一电子从A板 (1)求电子穿过N极板小孔时的速度大 上的小孔进入两板间的电场区域，设电子 小功e 的初速度和重力的影响可忽略。则 (2)若电子刚好打在靶台左端，求EF极 板所加电压U2。 (3)若只改变EF极板间电压，使打在靶 台上的电子动能最小，求此动能的最小 27 值Emn。 A若电子是在1=0时刻进人的，它将一 直向B板运动 B若电子是在1=召时刻进入的，它可能 时而向B板运动，时而向A板运动，最 后打在B板上 C若电子是在1=冬T时刻进入的，它可 能时而向B板运动，时而向A板运动， 最后打在B板上 D若电子是在1=号时刻进入的，它可能 时而向B板运动，时而向A板运动 12.计算机断层(CT)扫描仪是医院常用设 备，下图是部分结构的示意图。图中两对 平行金属极板MN、EF分别竖直、水平放 24BC¨ ! !ghY!g œC%žŸ !!, ! /ðhšw/ðÓh#/;FG‚ ( , 9« * /ð . 0 $ @ h/ðFȎ¢ ( ?hLÈ¢ ( i . ` $ # @ [[ ( - # $ •– * ! $ G0!( ' A G ( / •– ) "!$/ ! ~QÞÈ/ðÓF/ðhI/ðÓ£ËLÈF ( `/ðÓF6/;Y $ FaÂp!þ_†F/ý @ F aÂ[[ ( ?G˜E . ` $ b9Š ( ` @ bŠ ( i / 9« ( , # - •– * U $ àœMŒ/ðÓx6F/;Y `þ_†F/ýb9Š ( )ŠÐÊ/ðÓF/ð?e ( i $ 9« ) #!,/ ! 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" @ # " =- > " ( >0 3 ; ! ( ¼2 @ # 0 %= " @ ! #3 " ( Ï/0W3YZ7FÁÂKG 4 2<= 0@ ! ". @ # = C "0 %= " +3 " $ % .! @ ! " ) EF ! $ ! % "@ ! " 槡- !$"% "= " @ ! 3 " ! $ # % %= " +3 " $ % .! @ ! " BC¨D ! !z`!{ œC%žŸ !!- ! /oF¡rh9/;ÈrJKF¡r ( ¦§h:/ ;ÈrJKF¡r ( Ï/¼–*9 # :W0ÈrJK F¡rƒ( ( :bF/o¡rhƒ„F ( , •– * C/ ¨› ( /žžR/‚è/0I9þ¶3:þ ( - 9« * /ogªaÂÚª¡r ( jh/oFÖb?lŒ ÉRpq:ÈÏ ( Ï/oh+"}Y ( $ •– * :b/o FðñhM%¨›ªHIJKF/;yÁM%!S# C/)< * L,%!S/)<?E ( ( ?+Ȫ/o #C ( / •– ) "!- ! M%*[/o( ( ¨›FHI/;fCÌ[1ÏF á¶K ( , •– * I E0& ( F; …= ( „+"—˜M%^C ?„F/,* ( žF/o;;?„ ( /oaŽ×Ý( M%¨HI/;Èr¶KF´Îa ( - 9« * /oFa Â`/;[1϶KFD[[ ( $ •– * /oFÝM ´Îh/ŒÝ¡F´6 ( €Eù´ ( UHI/;FÈr JK´ÎVÂQù´ ( / •– ) #!, ! £ô{ҝžç%F/;Y $0.@0!&)!( *' ) #((($0(Q(%&$ ( ž/Fɲ/oE E0 $ > 0 (Q(%& (Q+)!( *# , 0&(, ( , 9« ) %!$ ! T U ( 0 E> 0 &" ( … 2 / 0 " ‰ & 0 ! !!'("!;''#%)!( *!+ 0 !( !+ !!'("!;''#% ( i $ 9« ( , # - # / •– ) &!/ ! |0C¦´/Œ*¦´ ( ª @"0 ! 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(1√ume(2)2d0(3)(t+1)uie答案 训练十二 电源和电流 基础练学考测评 1.B 电流的方向是正电荷定向移动的方向，或者是负电 荷定向移动的反方向，则电解液中正、负离子定向移动 的方向相反时，形成的电流方向是相同的，A错误；在电 源内部，电源通过非静电力把电子由正极搬运到负极，B 正确；电流既有大小又有方向，但是电流的合成不遵循 平行四边形定则，则电流是一个标量，C错误；形成电流 的条件是导体内部有自由移动的电荷以及导体两端存 在电势差；当物体两端电势差不为零时，不一定有电流 存在，D错误。 2.B 导体中无电流时，内部的自由电荷仍在做无规则的 热运动，A错误；由 I=nqSv 可知，同一个金属导体接在 不同的电路中，通过的电流往往不同，电流大说明那时 导体内自由电荷定向运动的速率大，B正确；电流的大 小与电荷无规则运动的快慢无关，C错误；电流的传导 速率是电场传播的速度，约为光速，而自由电荷的定向 移动速率远小于光速，D错误。 3.A 本次实验通过人体的电荷量Q=CU=15×10-?× I=9=0.9.×45-A3000 C=0.045C,放电的平均电流为 =50 A,A正确。 4.C 根据 q= It= ne,可得电子 个数 n= 1.602 176 634×10-0=1.602176 634 ,故C正确，A、 B、D错误。 Ue=2me2,5.D 质子在加速电场中加速，有1 ,根据电流 n=5√2m0,D的微观表达式I=nqSv,解得 正确。 6.解析 库仑力提供了电子做匀速圆周运动的向心力，则=m,有k 0=e√监，解得电子做匀速圆周运动的速度 T=2r,做匀速圆周运动的周期 T=2e√F,得电子绕核运动的周期 截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间 T内，通过这个截面的电荷量q=e。 I=9=号=√备。则有 2√备答案 能力练素能培优 7.D 由铭牌可知，该电池不接负载时两端电压U= 3.7 V,储存总电荷量Q=6 000 mA·h,根据电流做的 功等于消耗的电能，所以储存的最大电能 E电能=W= QU=6 000×10-3×3 600×3.7 J≈7.99×10J。 8.BC 电流方向是正电荷定向运动的方向，与负电荷定向 运动的方向相反，A错误，B正确。电子运动整个环的周 t==3×0s=8×10-?s,设环中电子长所用时间为 I=4=N可得N=1t=5×10"个，的数目为N,则由 C正确，D错误。 9.C 电解液中的电流是正、负离子沿相反的方向同时 移动而形成的，所以通过某一横截面的电荷量应为 两种离子电荷量的绝对值之和。MgCl?溶液导电是 靠自由移动的 Mg2+和Cl-,它们在电场力作用下向 相反方向运动。因为规定电流方向为正电荷定向移 动的方向，故溶液中电流方向与 Mg2+定向移动方向 相同，即水平向右。MgCl?溶液导电时，Mg2+水平向 右移动，Cl-水平向左移动，负离子的运动可以等效地 I=4=4+42=看作正离子沿相反方向的运动，则有 5.0×10×2X1.6×10-2+1.0×10°×1.6×10" A= 1.6 mA,故C正确。 10.C 电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周 期为T=2mr,根据电流的定义式得：电流强度为I= t=f=2元，因为电子带负电，所以电流方向与电子 定向移动方向相反，即沿逆时针方向，故C正确。 11.A 单位时间内从放射性物质射出的电子数为N,则t 时间内从放射性物质射出的电荷量Q总=Net,结合几 何关系可知在金属壳外表面一块极小的圆形面积S上 Q=4sQ=?Net的电荷量为 ,根据电流的定义得 I =Q=Ne6,,故选A。 12.解析 电流达到最大值I后，表明电离出来的电子全 部到达了阳极，设经过时间t到达极板的电荷量为q, N′=g=,则则q=It,被电离的有机物分子的数目 有机物分子与被检测气体分子的数目的比值为 K= =mNA=Ne nNe答案 37