9.5 带电粒子在电场中的运动 同步练 -2025-2026学年高二上学期物理沪科版必修第三册【阿波罗计划】

【阿波罗计划·物理必修三】：9.5 带电粒子在电场中的运动 【知识梳理】： 1．偏转电场：水平方向匀速，竖直方向匀变速，其中u,d为板间物理量，表达式： 2． 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。从电子枪发射出的电子在经过加速电场加速和两个偏转电场偏转，最后打在荧光屏上。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的极板X′应带负电；极板Y应带负电。（电子偏向高电势，正） 解题思路：大括号钩物理量，动能+平抛正切值性质 ！！！本节作业总体难度较大，不设提高练习 【同步巩固练习】：夯实双基，根深叶茂 一. 选择题 1．在如图的匀强电场中，若一个点电荷从P点由静止释放，不计重力影响，关于该点电荷受力情况和运动情况，以下说法中正确的是（　　） A．受到的电场力逐渐增大 B．一定向右且做匀速运动 C．一定做匀加速直线运动 D．可能做沿某方向的往复运动 2．如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q的粒子．在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面．若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M∶m为（ ） A．3∶2 B．2∶1 C．5∶2 D．3∶1 3．如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为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，OA=h，此电子具有的初动能是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，有一带电粒子贴A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为时，带电粒子沿轨迹①从两板正中间飞出；当偏转电压为时，带电粒子沿轨迹②落到B板中间；设两次射入电场的水平速度相同，则电压、之比为（　　） A．1：8 B．1：4 C．1：2 D．1：1 5．AB板间存在竖直方向的匀强电场，现沿垂直电场线方向射入三种比荷（电荷量与质量的比）相同的带电微粒（不计重力），a、b和c的运动轨迹如图，其中b和c是从同一点射入的。不计空气阻力，则可知粒子运动的全过程（　　） A．运动加速度 B．飞行时间 C．水平速度 D．电势能的减少量 6．如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速后以速度垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是，两平行板间的距离为，电势差是，板长是，每单位电压引起的偏移量（）叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用的方法是（　　） A．增大两极板间电势差 B．尽可能使极板长做得长些 C．尽可能使板间距离增大些 D．使电子的入射速率大些 7．电子枪是示波器构造的一部分，如图是电子枪的示意图。A是电阻丝，加热后电子可以从电阻丝中逃逸出来，U1是加在电阻丝两端的电压。B是金属板，在A、B之间加高电压U2，逃逸出来的电子经A、B间电场加速后从金属板中间的小孔射出。电子从电阻丝出来时的速度近似为零，U2远远大于U1，电阻丝与板间的距离为d，电子电量为e，质量为m，以下选项正确的是（　　） A．金属板的电势低于电阻丝的电势 B．电阻丝与金属板间的场强大小为 C．电子从小孔射出时的速度大小为 D．电子从小孔射出时的速度大小为 8．如图所示是一个示波器工作原理图，两平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，电子经过加速后以速度垂直进入偏转电场，离开电场时偏移距离为h，单位电压引起的偏移距离叫作示波器的灵敏度。若要提高其灵敏度，则可采用下列办法中的（　　） A．增大两极板间的电压 B．尽可能使板长l小些 C．尽可能使板间距离d小些 D．使电子入射速度v0大些 9．有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室带上电后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经过偏转电场后打到纸上，显示出字符，不考虑墨汁的重力，为使打在纸上的字迹缩小（偏转距离减小），下列措施可行的是（　　） A．减小墨汁微粒的质量 B．减小偏转电场两极板间的距离 C．减小偏转电场的电压 D．减小墨汁微粒的喷出速度 10．如图甲为一对长度为L的平行金属板，在两板之间加上如图乙所示的电压。现有两个质子以相同的初速度分别从和 时刻水平射入电场，已知两质子在电场中的运动时间均为T，并从右端离开电场，则两质子在电场中的偏转位移大小之比是（　　） A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．4：1 11．如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是（　　） A．从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 B．从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间往复运动 C．从时刻释放电子，电子一定打到右极板上 D．从时刻释放电子，电子必将打到左极板上 12．如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图乙所示。电子原来静止在左极板小孔处，若电子到达右板的时间大于T，（不计重力作用）下列说法中正确的是（　　） A．从时刻释放电子，电子可能在两板间往返运动 B．从时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 C．从时刻释放电子，电子可能在两板间往返运动，也可能打到右极板上 D．从时刻释放电子，电子必将打到右极板上 13．如图所示，三个质量相同，带电荷量分别为+q、-q和0的小液滴a、b、c，从竖直放置的两极板中间上方由静止释放，最后从两极板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中（　　） A．电场力对液滴a、b做的功相同 B．三者动能的增量相同 C．液滴a与液滴b电势能的变化量一正一负，绝对值相等 D．重力对液滴c做的功最多 14．三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从带电平行金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后垂直电场进入，并分别落在正极板的A、B、C三处，O点是下极板的左端点，且OC＝2OA，AC＝2BC，如图所示，则下列说法不正确的是（　　） A．带正、负电荷的两个粒子的电荷量之比为7∶20 B．三个粒子在电场中运动的时间之比tA∶tB∶tC＝2∶3∶4 C．三个粒子在电场中运动的加速度之比aA∶aB∶aC＝1∶3∶4 D．三个粒子在电场中运动时动能的变化量之比EkA∶EkB∶EkC＝36∶16∶9 15．如图所示，有一水平向右的匀强电场，一个质量为m、电荷量为＋q的小球以初速度v0从A点竖直向上射入电场中，小球通过电场中B点时速度的大小仍为v0，方向与电场方向成37º斜向上，则A、B两点的电势差为（　　） A． B． C． D． 16．如图所示，长为的细线拴一个带电荷量为、质量为的小球，重力加速度为，小球处在竖直向下的匀强电场中，电场强度大小为，小球恰好能够在竖直平面内做圆周运动，则（　　）    A．小球在最高点的速度大小为 B．当小球运动到最高点时电势能最小 C．当小球运动到最高点时机械能最大 D．小球运动到最低点时，动能为 17．如图甲所示，在真空中固定两个相同的点电荷A、B关于x轴对称，它们在x轴上的E—x图像如图乙所示（规定x轴正方向为电场的正方向）。若在坐标原点O由静止释放一个电荷量为q的正点电荷，它将沿x轴正方向运动，不计重力。则（　　） A．A、B带等量正电 B．点电荷在x1处电势能最大 C．点电荷q在x2处动能最大 D．点电荷q将一直沿x轴正方向运动 18．示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成的。如图，不同的带电粒子在电压为U1的电场中由静止开始加速，从M孔射出，然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，若带电粒子能射出平行板电场区域，则下列说法正确的是（　　）（多选题） A．若电荷量q相等，则带电粒子在板间的加速度大小相等 B．若比荷相等，则不同带电粒子从M孔射出的动能相等 C．若电荷量q相等，则不同带电粒子在偏转电场中电场力做功相同 D．若不同比荷的带电粒子由O点开始加速，偏转角度θ相同 19．如图甲所示，M、N为正对竖直放置的平行金属板，A、B为两板中线上的两点。当M、N板间不加电压时，一带电小球从A点由静止释放经时间T到达B点，此时速度为v。若两板间加上如图乙所示的交变电压，t=0时，将带电小球仍从A点由静止释放，小球运动过程中始终未接触极板。则时，小球（　　）（多选题） A．恰好到达B点 B．在B点上方 C．速度等于v D．速度小于v 20．有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的小球A、B、C，从同一位置以相同速度先后射入竖直方向的匀强电场中，它们落在正极板的位置如图所示，则下列说法中正确的是（　　）（多选题） A．小球A带正电，小球B不带电，小球C带负电 B．三个小球在电场中运动的时间相等 C．三个小球到达正极板的速度 D．三个小球在电场中的加速度 21．如图所示，在场强的水平匀强电场中，有一长l=10cm的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m=2g、电荷量的带正电小球，当绝缘细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取。下列说法正确的是（　　）（多选题） A．若取A点电势为零，则B点的电势为 B．若取A点电势为零，小球在B点的电势能为 C．小球到B点时速度为1.4m/s D．小球到B点时，绝缘细线对小球的拉力为 22．如图，空间中有一匀强电场区域（电场线未画出），矩形ABCD，BC边长为，Q为BC边中点，P为AD边上一点，为正三角形，且矩形平面平行于电场方向，已知B点电势为-5V，C点电势为7V，P点电势为1V。电子从B点垂直电场线方向以不同的初速度射入电场。下列说法正确的是（　　）（多选题） A．匀强电场中的电场线方向垂直于BP连线 B．电场强度大小为8V/m C．电子从B点运动到P点的过程中，电场力做功为-6eV D．仅在电场力作用下，打到C点的电子的初速度大于打到P点的电子的初速度 23．如图所示，A为粒子源，A和极板B间的加速电压为，两水平放置的平行带电板间的电压为。现有质量为m、电荷量为的粒子由静止从A处被加速电压加速后水平进入竖直方向的匀强电场，最后从右侧射出。平行板的长度为L，两板间的距离为d，不计带电粒子的重力，则下列说法正确的是（　　）（多选题） A．带电粒子射出B板时的速度 B．带电粒子在极板间运动的时间 C．带电粒子飞出间电场时在竖直方向上发生的位移 D．若同时使和加倍，则带电粒子在飞出极板间的电场时的速度与水平方向的夹角将加倍 三、解答题 24．将一带电粒子以初速度υ0沿水平方向从A点射入方向竖直向上的匀强电场中，粒子从B点飞出电场时速度方向与电场方向夹角为，电场的水平宽度为L，如图所示．不计粒子的重力。设粒子的质量为m，电荷量的绝对值为q。求： （1）该匀强电场的电场强度为多大？ （2）A、B两点的电势差UAB为多大？ 25．如图所示，A、B为竖直放置的平行金属板，M、N为水平放置的平行金属板。质量为m、电荷量为+q的带电粒子从A板由静止开始经A、B间的电场加速后，从B板小孔飞出，紧靠N板水平向右进入偏转电场，从M、N板右边缘连线的中点P射出偏转电场。已知AB间的电压为U1，MN间的电压为U2，MN两板间的电场可看作匀强电场，不计粒子重力。 （1）求：粒子从B板小孔飞出时的速度大小； （2）求：粒子经过P点时的速度大小； （3）若AB间、MN间电压均不变，只将M板向下平移一段距离后，从A板由静止开始运动的相同粒子，恰能从M板右边缘射出偏转电场，求：平移前、后MN两板间的距离之比。 26．如图为示波管工作原理示意图，质量为m、电荷量为e、初速度为零的电子经过电压为U1的电场加速后，以一定的速度水平射入两平行板间的匀强电场（称为偏转电场）。两板间的距离为d，电压为U2，板长为L1，平行板右端到荧光屏的水平距离为L2。 （1）求：电子进入偏转电场时速度的大小； （2）求：电子离开偏转电场时速度的大小； （3）若无偏转电场，电子将打在荧光屏上的O点。现电子离开偏转电场后打在荧光屏上的P点，求：电子在荧光屏上产生的偏移距离OP的大小。 黄夫人配套视频：高一高二下，选修3-1 电场视频序号：37~47 请认真观看后完成习题并自批自改。 参考答案： 【基础练习】 一. 选择题 1．C 2．A 3．D 4．A 5．C 6．B 7．D 8．C 9．C 10．C 11．A 12．B 13．A 14．C 15．B 16．D 17．C 18．CD 19．AC 20．AC 21．ABD 22．BD 23．AC 二. 解答题 24．（1） ；（2） 25．（1）；（2）;（3） 26．（1）；（2）；（3） 学科网（北京）股份有限公司 $$