课时跟踪检测(九) 带电粒子在电场中的运动（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

课时跟踪检测(九)　带电粒子在电场中的运动 (网阅作业,选择题请在答题区内作答) 1.如图所示,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动,则关于电子到达Q板时的速度,下列说法正确的是 (　 ) A.两板间距离越大,加速的时间就越长,获得的速度就越大 B.两板间距离越小,加速度就越大,获得的速度就越大 C.与两板间距离无关,仅与加速电压有关 D.以上说法均不正确 2.在空间有正方向水平向右、大小按如图所示的图线变化的电场,位于电场中A点的电子在t=0时速度为零,在t=1 s时,电子离开A点的距离大小为l。那么在t=2 s时,电子将处在 (　 ) A.A点　　　　　　　　　 B.A点左方l处 C.A点右方2l处 D.A点左方2l处 3.如图所示,质子H)和α粒子He),以相同的初动能垂直射入偏转电场(不计粒子重力),则质子和α粒子射出电场时的侧位移y之比为 (　 ) A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶4 4.某带电粒子转向器的横截面如图所示,转向器中有辐向电场。粒子从M点射入,沿着由半径分别为R1和R2的圆弧平滑连接成的虚线(等势线)运动,并从虚线上的N点射出,虚线处电场强度大小分别为E1和E2,则R1、R2和E1、E2应满足 (　 ) A.= B.= C.= D.= 5.如图所示,平行板电容器的极板倾斜放置,直线PM为平行板电容器的中心线,P、M两点位于电容器的边沿,电容器两极板间的电场视为匀强电场。现有一带电液滴从P点射入电容器两极板间,结果恰好沿直线运动到M点。不计空气阻力。液滴在从P点运动到M点的过程中 (　 ) A.做匀减速直线运动 B.做匀加速直线运动 C.电势能增加 D.电势能减少 6.(多选)在O点处固定一个正点电荷,P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球,小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动,其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点, OP > OM,OM=ON, 则小球 (　 ) A.在运动过程中,电势能先增加后减少 B.在P点的电势能大于在N点的电势能 C.在M点的机械能等于在N点的机械能 D.从M点运动到N点的过程中,电场力始终不做功 7.(多选)示波管的构造如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的 (　 ) A.极板X应带正电 B.极板X'应带正电 C.极板Y应带正电 D.极板Y'应带正电 8.如图所示,平行板电容器板间电压为U,板间距为d,两板间为匀强电场,让质子以初速度v0沿着两板中心线射入,沿a轨迹落到下板的中央,现只改变其中一条件,让质子沿b轨迹落到下板边缘,则可以将 (　 ) A.开关S断开 B.初速度变为2v0 C.板间电压变为 D.竖直移动上板,使板间距变为2d 9.如图所示,有一带电粒子(不计重力)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 10.(2024·广东高考)(多选)污水中的污泥絮体经处理后带负电,可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极,金属圆盘置于底部,金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布,其中实线为电场线,虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上,M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有 (　 ) A.M点的电势比N点的低 B.N点的电场强度比P点的大 C.污泥絮体从M点移到N点,电场力对其做正功 D.污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大 11.如图装置是由粒子加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、间距为Δd的相同平行金属板构成,极板间距离和板长均为L。加速电压为U0,两对极板间偏转电压大小相等均为U0,电场方向相反。质量为m,电荷量为+q的粒子无初速地进入加速电场,被加速器加速后,从平移器下板边缘水平进入平移器,最终从平移器上板边缘水平离开,不计重力。下列说法正确的是 (　 ) A.粒子离开加速器时速度v0= B.粒子通过左侧平移器时,竖直方向位移y1= C.Δd与2L相等 D.只增加加速电压,粒子将不能从平移器离开 12.(8分)如图所示,边长为L的正方形区域ABCD内存在着沿AD方向的匀强电场。电荷量为q、动能为Ek的带电粒子从A点沿AB方向进入电场,恰好从BC的中点离开电场,不计粒子重力。求: (1)电场强度的大小E;(3分) (2)粒子离开电场时的动能Ek1。(5分) 13.(12分)真空室中有如图甲所示的装置,电极K持续发出的电子(初速不计)经过电场加速后,从小孔O沿水平放置的偏转极板M、N的中心轴线OO'射入。M、N板长均为L,间距为d,偏转极板右边缘到荧光屏P(足够大)的距离为s。M、N两板间的电压UMN随时间t变化的图线如图乙所示。调节加速电场的电压,使得每个电子通过偏转极板M、N间的时间等于图乙中电压UMN的变化周期T。已知电子的质量、电荷量分别为m、e,不计电子重力。 (1)求电子经加速电场加速后的速度v0;(3分) (2)求加速电场的电压U1;(4分) (3)欲使不同时刻进入偏转电场的电子都能打到荧光屏P上,求图乙中电压U2的范围。(5分) 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(九) 1.选C　电子由P板到Q板的过程中,静电力做功,根据动能定理eU=mv2,得v=,电子到达Q板时的速度大小只与加速电压有关,与两板间距离无关,C正确。 2.选D　粒子在第1 s内做初速度为零的匀加速直线运动,第2 s内做末速度为零的匀减速直线运动,加速度大小相等,由于电子带负电,故一直向左运动,t=2 s时电子距离A点为2l,故选D。 3.选B　粒子进入电场后,做类平抛运动,根据牛顿第二定律可得a=,粒子射出电场时的侧位移y=at2,电场中水平方向有t=,联立,可得y==,依题意可知两粒子的初动能相同,电场强度E和极板长度L相同,则y与q成正比,质子和α粒子电荷量之比为1∶2,则侧位移y之比为1∶2,B正确,A、C、D错误。 4.选A　带电粒子在电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,则有qE1=m,qE2=m,联立可得=,故选A。 5.选B　一带电液滴从P点射入电容器两极板间,结果恰好沿直线运动到M点。受力分析如图,合力沿PM向下,电容器与水平面倾角为θ,加速度为a==gsin θ,所以液滴在从P点运动到M点的过程中,做匀加速直线运动,故B正确,A错误;由于电场力不做功,故电势能不变,故C、D错误。 6.选BC　由题意知,OP>OM,OM=ON,则根据点电荷的电势分布情况可知φM=φN > φP,则带负电的小球在运动过程中,电势能先减小后增大,且EpP > EpM=EpN,则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能,A错误,B、C正确;从M点运动到N点的过程中,电场力先做正功后做负功,D错误。 7.选AC　根据亮斑的位置,电子偏向XY区间,说明电子受到电场力作用发生了偏转,因此极板X、极板Y均应带正电,故A、C正确,B、D错误。 8.选B　开关S断开,电容器所带电荷量不变,电容器的电容不变,则电容器两极板间电压不变,质子仍落到下板的中央,A错误;将初速度变为2v0,质子加速度不变,根据y==at2知质子运动到下极板所需的时间不变,由x=v0t知到达下极板时质子的水平位移变为原来的2倍,正好落到下板边缘,B正确;当板间电压变为时,板间场强变为原来的,质子所受的电场力变为原来的,加速度变为原来的,根据y==at2知质子运动到下极板所需时间为原来的倍,由x=v0t知到达下极板时质子的水平位移为原来的倍,所以质子不能落到下板边缘,C错误;竖直移动上板,使板间距变为2d,则板间场强变为原来的,由C项分析知质子运动到下极板所需时间为原来的倍,水平位移为原来的倍,质子不能落到下板边缘,D错误。 9.选A　设带电粒子的质量为m,带电荷量为q,A、B板的长度为L,板间距离为d。则=a1=·,d=a2=·,联立以上两式,得U1∶U2=1∶8,A正确。 10.选AC　根据沿着电场线方向电势降低可知,M点的电势比N点的低,污泥絮体带负电,根据Ep=qφ可知,污泥絮体在M点的电势能比其在N点的电势能大,污泥絮体从M点移到N点,电势能减小,电场力对其做正功,故A、C正确;根据电场线的疏密程度反映电场强度大小可知,N点的电场强度比P点的小,故B错误;M点和P点在同一等势面上,则污泥絮体在M点的电势能与其在P点的电势能相等,综上分析可知,污泥絮体在P点的电势能比其在N点的大,故D错误。 11.选B　根据qU0=m,粒子离开加速器时速度为v0=,故A错误;粒子平移器电场中的偏转量为y1=at2,又q=ma,L=v0t得y1=,故B正确;根据类平抛运动的特点和对称性,粒子在两平移器之间做匀速直线运动的轨迹延长线分别过平行板中点,根据几何关系可知Δd=L,故C错误;由B选项可得y1=,由A选项可知当加速电压增大时,粒子进入平移器的速度增大,粒子在平移器中竖直方向偏转量变小,粒子可以离开平移器,位置比原来靠下,故D错误。 12.解析:(1)设粒子的初速度为v0,则Ek=m,粒子在AB方向上做匀速直线运动,有L=v0t,粒子在AD方向上做初速度为0的匀加速直线运动,有L=at2,根据牛顿第二定律有a=,由以上各式解得E=。 (2)根据动能定理,有qE·L=Ek1-Ek,解得Ek1=2Ek。 答案:(1)　(2)2Ek 13.解析:(1)电子经加速电场加速后水平方向做匀速直线运动,速度v0=。 (2)根据eU1=m,加速电场电压U1=。 (3)t=0时刻进入偏转电场的电子,先做类平抛运动,后做匀速直线运动,射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y最大 y1=×,y2=2y1,y1+y2≤得U2≤。 答案:(1)　(2)　(3)U2≤ $