第10章 课时练9 带电粒子在电场中的运动-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

课时练9 带电粒子在电场中的运动 时间：40分钟满分：50分 基础达标 4.(多选)(2024·抚州市高二期中)如 1一7题，每题3分，共21分。 图所示，某一空间为真空，只有水平 A一 1.电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线， 向右的匀强电场和竖直向下的重力 可用于放射治疗。图甲展示了一台医用电子直线加 场，在竖直平面内有初速度为。的带电微粒，恰能沿 速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发 图示虚线由A点向B点做直线运动。下列说法正确 射出来的电子（速度可忽略），经电势差的绝对值为U 的是 A.微粒只能带负电荷 的电场加速后获得速度，加速电场两极板间的距离 为d,不计电子所受重力。下列操作可使。增大的是 B.微粒可能做匀加速直线运动 C.仅改变初速度的方向（与原速度不共线），微粒将 做曲线运动 D.运动过程中微粒电势能减小 5.(多选)(2024·南阳市高二月考)如图 所示，用绝缘细线拴一个带负电的小 球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电 场方向竖直向下，则 A.仅增大U B.仅减小U A.小球可能做匀速圆周运动 B.当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小 C.仅增大d D.仅诚小d 2.如图所示，一个带负电的油滴以初速 C.当小球运动到最高点4时，小球的电势能一定 最小 度。从P点斜向上进人水平向右的 D.当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大 匀强电场中，v。与电场方向的夹角8 6.(多选)(2024·南阳市高二期末)如 =45°，若油滴到达最高点时速度大小仍为。，则油滴 图所示，P、Q两极板间电压为U,在 最高点的位置在 P板附近有一电子（电荷量为一：、质 A.P点的左上方 B.P点的右上方 量为m)仅在静电力作用下由静止开 C,P点的正上方 D,上述情况都可能 始向Q板运动，则 3.(2024·雅安市高二联考)某仪器两极间的电场线分 eU 布如图所示，中间的一条电场线 A.电子到Q板时速率为，√2m 是直线，其他电场线对称分布， B.两极板间距离越大，电子到达Q板时速率越大 取中间电场线上的O点为坐标 C,两极板间距离越小，电子在两极板间运动的加速 原点，沿中间电场线方向建立x轴，下列图线可能正 度越大 确的是 D.电子到达Q板时速率与两极板间距离无关 7.(2024·深圳市高二期末)某示波器在XX、YY不加 偏转电压时光斑位于屏幕中心，现给其施加如图甲、 乙所示的偏转电压，则在光屏上将会看到下列哪个图 形（圆为荧光屏，虚线为光屏坐标） 电于枪 偏转电极 17 11.(情景创新)(2024·云南玉溪市第一中学高二月考) 如图甲所示，两平行正对的金属板A,B间加有如图 乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒 子被固定在两板的正中间P处。若在t。(0<t。< )时刻由静止释放该粒子，关于该粒子的运动正确 的是 ()） 拓展提升 8~11题每题4分，12题13分，共29分。 8.(2024·重庆市巴渝学校高二期 中)如图所示，带电平行金属板水 乙 平放置，电荷量相同的三个带电粒 A.一开始向左运动，最后打到A板上 子a、b,c从两极板正中央以相同的初速度垂直电场 B.一开始向右运动，最后打到A板上 线方向射人匀强电场（不计粒子的重力），则它们在两 C.一开始向左运动，最后打到B板上 板间运动的过程中 ( D.一开始向右运动，最后打到B板上 A.、b、c粒子在板间运动时间1，=t,<1 12.一个电荷量为g=一2×10"C、质量为m=1× B.a,b、c粒子在板间运动时间t,<1。= 10“kg的带电粒子，由静止经电压为U,=1600V C.a,b、c粒子在板间运动时间t.=t,=t 的加速电场加速后，立即沿中心线O,O:垂直进人 D.a,b、c粒子在板间运动时间t.=t>t, 一个电压为U,一2400V的偏转电场，然后打在垂 9.(多选)(2024·深圳市高二期中)如图所示为多级加 直于O,O2放置的荧光屏上的P点，偏转电场两极 速器，将一束质子流以初速度。沿轴线射人长27 板间距为d=8cm,极板长L=8cm,极板的右端与 km的加速隧道，使其加速后相撞，设n个金属圆筒 荧光屏之间的距离也为L=8m.整个装置如图所 沿轴线排成一串，相问地连到周期性变化的电源上。 示，不计粒子的重力，求： 质子通过圆简间隙的时间可以忽略不计，则( 234 0 A.质子在每个圆筒内都做加速运动 B.质子只在圆筒间的缝隙处做加速运动 (1)粒子出加速电场时的速度。的大小： C,质子经过每个简的时间越来越长 (2)粒子出偏转电场时的偏移距离y: D.质子每到达一个间隙，电源的正负极就要发生 (3)P点到O的距离y'。 改变 10,(教材习题变式)如图所示，在虚线 的左侧存在向右的匀强电场，电场 强度为E。现有一质量为m、电荷 量为？的带正电粒子（不计重力），从虚线上某点以 一定的初速度向左射人电场，已知粒子射入的最大 深度为1，则粒子到达最大深度所用时间为() ml A. B.2.qE l 2ml C. D.2qE 1811.D 解析 小球在N点受重力和电场力,小球所受合力不为 偏转,且沿十X方向的偏转距离相同;故电子在示波器上形成 雾,不能在N点静止,A错误;小球自M点由静止开始运动 一条偏向十X方向且平行Y轴的直线,C正确。 到N点,由动能定理有-mgl+qEl-0-0.解得E-m8.B 8.B 解析 三个带电粒子a、b、c从两极板正中央以相间的初 速度垂直电场线方向射入匀强电场,则水平方向均做匀速直 错误;小球所受重力、电场力的合力为F= 线运动,因x<r=r.,根据x=v可知t<t=t,B正确 (ng)十(qE)一/②mg,与竖直方向夹角为45”,当小球运 9.BD解析 由题图可知,每个圆简上各点的电势都相等,是个 动到轻绳与竖直方向夹角为45{}时速度最大,由动能定理有 等势体,圆简中电场强度为零,质子在圆简中不受静电力,做 1 2mv.,解得v。=2(v-1)gl.C ②ng/(1-sin45)= 匀速直线运动,在圆简缝隙处做加速运动,故A错误,B正确; 要使质子每次经过圆简间缝隙处时做加速运动,则质子穿过 错误;轻绳与坚直方向夹角为45”时对小球的拉力最大,有 每个圆简的时间恰为交变电流的半个周期,即质子每到达一 个间隙,电源的正负极就要发生改变,因经过每个简的时间不 变,而速度越来越大,简的长度要越来越长,故C错误,D (1)见解析图 12.答案 (2)3.2×10-1C 正确。 解析 (1)按照题给 10.C 解析 设该带正电粒子的初速度为v。,由动能定理 的电路图连接器材。 /2aE 注意电流表的极性 n ,该带正电粒子的 和电容器的极性。 加速度大小。- (2)电容器故电电 流图像与横轴所围 度为零的匀减速直线运动,可以看成反方向初速度为零的匀 图形中包含40个 加速直线运动,则粒子到达最大深度所用时间!一= 小方格,每个小力 格代表的电荷量为 /2aEf 0.2mA×0.4s-0.08mA·s-8.0x10-C.电容器充满电 /2ml 后储存的电荷量q=40×8.0x10-C-3.2x10-C。 =,C正确。 课时练9 带电粒子在电场中的运动 右加迷运动,在~(T一1。)向右减 7 粒子,粒子在t~ 得一 /2eU ,可使v增大的操作是仅增大U,故A正确,B、 速运动,(T一1。)~T向左加速运动,T~(T十1。)向左减速 C、D错误。 到零,此后重复运动,粒子在一个周期内向右运动的多,向左 2.A 解析 当油滴到达最高点时,重力做了负功,要使油滴的 运动的少,最终打到B板上,D正确。 12.答案 速度大小仍为v。,需静电力做正功,又油滴带负电,故油滴最 (1)8×10'ms (2)0.03m (3)0.09m 高点的位置在P点的左上方,A正确。 解析(1)由动能定理可得 3.A 解析 沿着电场线的方向电势是逐渐降低的,B、D错误; l-。 电场线的疏密程度和c工图线的斜率绝对值都反映电场强度 .21#_8x10'm/s。 的大小变化,由题图可知电场线先密后疏,则图线的斜率绝对 代入数据解得。一” 值先变大后变小,A正确,C错误。 4.AC 解析 由题意可知,重力坚直向下,静电力只能水平向 (2)粒子进入偏转电场后做类平抛运动, 左,故微粒只有带负电荷才能做直线运动且一定是匀减速,故 水平方向上L.一vt A正确,B错误;合力方向一定,仅改变初速度方向(与原速度 不共线),则初速度和合力不共线,将做曲线运动,故C正确; n 静电力方向与运动方向夹角为钝角,则静电力做负功,电势能 联立解得 变大,故D错误。 2md_0.03m。 5.AC 解析 当重力等于静电力时,只有细线的拉力提供向心 D 1 力,小球可能做匀速圆周运动,故A正确;当重力小于静电力 时,a点为等效最低点,则小球运动到最高点a时,小球的速 度最大,线的张力最大,故B、D错误;根据沿着电场线方向电 势逐渐降低可知,在圆周上a点的电势最高,根据E.-4。, 解得y'-3y-0.09m。 第十-章 当小球运动到最高点a时,带负电小球的电势能一定最小,故 电路及其应用 C正确。 /2eU 课时练10 电源和电流 ,可 1.B 解析 由电流的定义式I-得q=lt,电流单位为安培 知电子到达Q板时速率与两极板间距离无关,故A、B错误,D 正确;根据牛顿第二定律有a-?E ,可知两极极问离 (A),时间单位为秒(s),所以电荷量单位库仑(C)等于安培乘 以秒,即1C-1A·s。B正确。 越小,电子在两极板间运动的加速度越大,故C正确。 2.A 解析 经过时间1.通过右端横载面的电荷量Q一ut,根 7.C 解析 由题图甲可知,Y方向加先正向减小后反向增大的 电压,则电子先向十Y方向偏转,偏转距离逐渐减小,然后 向一Y方向偏转,偏转距离逐渐变大,即电子在Y方向形成亮 3.D 解析 电流的方向与正离子定向移动的方向相同,与负离 线;由题图乙可知,X方向加正向电压,则电子将向十X方向 子定向移动的方向相反,所以正、负离子定向移动形成电流 .7·