课时测评12 带电粒子在电场中的运动-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

课时测评12　带电粒子在电场中的运动 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－8题，每题5分，共40分) 1.如图所示，在点电荷＋Q的电场中，一带电荷量为－q的粒子的初速度v0恰与电场线QP方向相同，则带电粒子在开始运动后，将(　　) A．沿电场线QP做匀加速运动 B．沿电场线QP做变减速运动 C．沿电场线QP做变加速运动 D．偏离电场线QP做曲线运动 答案：B 解析：由于点电荷的电场是非匀强电场，带电荷量为－q的粒子的初速度v0恰与电场线QP方向相同，所受库仑力的方向与电场线QP方向相反，所以带电粒子在开始运动后，将沿电场线QP做变减速运动，B正确。 2．(2025·山东青岛城阳三中模块检测)下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后，速度最大的是(　　) A．氘核(H) B．质子(H) C．α粒子(He) D．钠离子(Na＋) 答案：B 解析：由动能定理可得qU＝mv2，解得v＝ ，可见粒子经同一电场加速后速度的大小由粒子的比荷决定，即越大，速度越大，所以质子的速度最大，故B正确。 3.如图所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m(不计重力)、电荷量为－q的粒子，以速度v0通过等势面M射入两等势面之间，则该粒子穿过等势面N的速度应是(　　) A. 　 B． v0＋ C. 　 D． 答案：C 解析：应用动能定理得qU＝mv2－mv，解得v＝，故选C。 4.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 答案：A 解析：设电场强度为E，两粒子的运动时间相同，对质量为M的正粒子有a＝，l＝·t2；对质量为m的负粒子有a′＝，l＝·t2，联立解得＝。故选A。 5.如图所示，两极板与电源相连，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出。现使电子射入速度变为原来的2倍，电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出(两极板间宽度不变)，则两极板长度应变为原来的 (　　) A．2倍　 B．4倍 C.　 D． 答案：A 解析：由y＝at2＝可知，若y不变，当v＝2v0时，l＝2l0。故选A。 6.如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间。设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为(　　) A．U1∶U2＝1∶8 B．U1∶U2＝1∶4 C．U1∶U2＝1∶2 D．U1∶U2＝1∶1 答案：A 解析：由题意知，粒子在偏转电场中做类平抛运动，即粒子在水平方向做匀速直线运动，有x＝vt，在竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，由y＝at2＝，可得偏转电压为U＝，则偏转电压之比＝＝＝，故A正确。 7.(2025·四川乐山高二统考期末)如图所示，一电子枪发射出的电子(初速度很小，可视为零)进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)(　　) A．减小加速电压U0 B．减小偏转电压U C．增大偏转电场的极板间距d D．减小偏转电场的板长L 答案：A 解析：设电子进入偏转电场的速度为v0，偏转电场极板的长度为L，极板间距为d，则在加速电场中有eU0＝mv，解得v0＝。电子在偏转电场中做类平抛运动，有L＝v0t、a＝＝、y＝at2，联立可得y＝，由此可知，要使偏转位移增大，可以增大偏转电压U，减小加速电压U0，减小偏转电场的极板间距d，增大偏转电场的板长L。故选A。 8．(多选)(2025·四川凉山宁南中学高二校考期末)某种类型的示波管的工作原理如图所示。初速度为零的电子先经过加速电场加速，再垂直进入偏转电场偏转。若电子能离开偏转电场，其垂直平板方向的偏移量为h，U1为加速电场电压，U2为偏转电场电压。偏转电场两平行板之间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e。在技术上，把比值叫作示波器的灵敏度，下列说法正确的是(　　) A．电子在偏转电场中运动的时间一定等于 B．电子在加速电场中动能增大，在偏转电场中动能继续增大 C．若L变为原来的2倍，d变为原来的4倍，U1不变，则示波器的灵敏度不变 D．若L变为原来的2倍，d变为原来的2倍，U1不变，则示波器的灵敏度减小 答案：BC 解析：粒子在加速电场中运动，由动能定理有eU1＝mv2，水平方向有L＝vt，联立解得t＝L，故A错误；电子在加速电场中动能增大，在偏转电场中水平方向速度不变，竖直方向速度增大，则粒子的速度增大，粒子在偏转电场中动能继续增大，故B正确；竖直方向有h＝at2＝·t2，可得灵敏度为＝，当L变为原来的2倍，d变为原来的4倍，U1不变，则示波器的灵敏度不变，若L变为原来的2倍，d变为原来的2倍，U1不变，示波器的灵敏度变为原来的2倍，变大，故C正确，D错误。 9.(10分)如图为两组平行金属板，有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行金属板的正中间射入，且最后电子刚好能从两块平行金属板右侧穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，其中U＝U0。求： (1)电子通过B点时的速度大小v0； (2)右侧平行金属板的长度L。 答案：(1) 　(2)2d 解析：(1)电子在AB间做加速运动，由动能定理有 eU0＝mv－0，可得v0＝。 (2)电子以v0的速度进入偏转电场做类平抛运动，在竖直方向做初速度为零的匀加速运动，水平方向做匀速直线运动。刚好从右侧穿出，则有 d＝t2，可得t＝d 则L＝v0t＝·d＝2d。 10.(10分)将一带电粒子以初速度v0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的夹角为150°，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多大？ (2)A、B两点的电势差UAB为多大？ 答案：(1)　(2)－ 解释：(1)设粒子在电场中运动的时间为t，则水平方向上有L＝v0t 竖直方向上有vy＝v0tan 60°＝t 解得E＝。 (2)由粒子偏转方向可知，粒子带负电，由动能定理得－qUAB＝mv2－mv 又v＝＝2v0 解得UAB＝－。 学科网（北京）股份有限公司 $