10.5 带电粒子在电场中的运动 分层同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

5. 带电粒子在电场中的运动

一、必备知识基础练

题组一　带电粒子在电场中的加速

1.静电火箭是利用电场加速工作介质形成高速射流而产生推力的。工作过程简化图如图所示,离子源发射的带电离子经过加速区加速,进入中和区与该区域里面的电子中和,最后形成中性高速射流喷射而产生推力。根据题目信息可知(　　)

A.M极板电势低于N极板电势

B.进入中和区的离子速度与离子所带电荷量无关

C.增大加速区M、N极板间的距离,可以增大射流速度而获得更大的推力

D.增大M、N极板间的电压,可以增大射流速度而获得更大的推力

2.氕核H)、氘核H)、氦核He)三种粒子,从同一位置A无初速度地进入加速电压为U的匀强电场,如图所示。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,下列说法不正确的是(　　)

A.从A到B的过程中,氕核加速度最大

B.从A到B的过程中,氘核和氦核所用时间相同

C.到达B端时,氦核速度最大

D.到达B端时,氦核动能最大

题组二　带电粒子在匀强电场中的偏转

3.电子束光刻技术以其分辨率高、性能稳定、功能强大而著称,其原理简化如图所示,电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束,在束偏移器间不加扫描电压时,电子束垂直射到晶圆上某芯片表面并过中心O点,单个电子进入束偏移器的初动能恒定。电子的重力不计,则(　　)

A.束偏移器间加的电压越大,电子通过束偏移器的时间越短

B.进入束偏移器的初动能越大,电子通过束偏移器的时间越短

C.束偏移器间加上稳定扫描电压,电子在束偏移器内做变加速运动

D.在不同的扫描电压下,电子离开束偏移器时速度的反向延长线不可能相交于同一点

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

5.如图所示,在xOy坐标系所在平面内有沿x轴负方向的匀强电场,两个电荷量不同、质量相等的带电粒子A、B,从y轴上的S点以不同的速率沿着y轴正方向射入匀强电场,两粒子在圆形区域中运动的时间相同,不计粒子所受的重力,则(　　)

A.A粒子带负电荷

B.B粒子所带的电荷量比A粒子的少

C.A粒子在圆形区域中电势能的变化量比B粒子的小

D.B粒子进入电场时具有的动能比A粒子的大

题组三　示波管中电子的加速与偏转

6.(2025甘肃兰州月考)如图所示的示波管,当两偏转电极XX'、YY'上的电压为零时,电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的O点,其中x轴与XX'电场的电场强度方向重合。x轴正方向垂直于纸面向里,y轴与YY'电场的电场强度方向重合,y轴正方向竖直向上。)下列说法正确的是(　　)

A.若要电子打在图示坐标系的第Ⅱ象限,则X'接电源正极,Y接电源负极

B.若只在YY'两极加上偏转电压,则在荧光屏上能看到沿x轴的亮线

C.若只在XX'两极加上偏转电压,增大XX'两极电压,则电子位置会沿x轴方向移动

D.示波管工作时,可任意调节XX'、YY'两极电压,荧光屏上都会出现稳定波形

二、关键能力提升练

7.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,则在荧光屏上看到的图形是(　　)

8.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荷后以一定的初速度垂直射入偏转电场,再经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(　　)