新教材2020-2021学年粤教版高中物理必修第三册课时作业-2.2-带电粒子在电场中的运动-含解析.doc

课时分层作业(九)　 (建议用时：25分钟) 考点1　带电粒子在电场中的加速运动 1．两平行金属板相距为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入，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝L，则此电子具有的初动能是(　　) A．eq \f(edL,U)　　　　 B．edUL C．eq \f(eU,dL) D．eq \f(eUL,d) D　[电子从O点运动到A点，因受电场力作用，速度逐渐减小。根据题意和题图判断，电子仅受电场力，不计重力。根据能量守恒定律得eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)＝eUOA。因E＝eq \f(U,d)，UOA＝EL＝eq \f(UL,d)，故eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)＝eq \f(eUL,d)，所以D正确。] 2．如图所示，在点电荷＋Q激发的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为(　　) A．1∶2 B．2∶1 C．eq \r(2)∶1 D．1∶eq \r(2) C　[质子和α粒子都带正电，从A点释放将受静电力作用加速运动到B点，设A、B两点间的电势差为U，由动能定理可知，对质子：eq \f(1,2)mHveq \o\al(2,H)＝qHU 对α粒子：eq \f(1,2)mαveq \o\al(2,α)＝qαU 所以eq \f(vH,vα)＝eq \r(\f(qHmα,qαmH))＝eq \r(\f(1×4,2×1))＝eq \r(2)∶1。] 3．质子(eq \o\al(1,1)H)、α粒子(eq \o\al(4,2)He)、钠离子(Na＋)三个粒子分别从静止状态经过电压为U的同一电场加速后，获得动能最大的是(　　) A．质子(eq \o\al(1,1)H) B．α粒子(eq \o\al(4,2)He) C．钠离子(Na＋) D．都相同 B　[qU＝eq \f(1,2)mv2－0，U相同，α粒子带的正电荷多，电荷量最大，所以α粒子获得的动能最大，故选项B正确。] 4．如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子(　　) A．运动到P点返回 B．运动到P和P′点之间返回 C．运动到P′点返回 D．穿过P′点 A　[设AB、BC间的电场强度分别为E1、E2，间距分别为d1和d2，电子由O点运动到P点的过程中，据动能定理得： eE1d1－eE2d2＝0 ① 当C板向右平移后，BC板间的电场强度 E2′＝eq \f(U′,d2′)＝eq \f(Q,C′d2′)＝eq \f(Q,\f(εrS,4πkd′2)·d2′)＝eq \f(4πkQ,εrS) BC板间的电场强度与板间距无关，大小不变。 第二次释放后，设电子在BC间移动的距离为x，则 eE1d1－eE2x＝0－0 ② 比较①②两式知，x＝d2，即电子运动到P点时返回，选项A正确。] 考点2　带电粒子在匀强电场中的偏转问题 5．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 A　[带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平位移为x＝v0t，两次运动的水平位移之比为2∶1，两次运动的水平速度相同，故运动时间之比为t1∶t2＝2∶1，由于竖直方向上的位移为h＝eq \f(1,2)at2，h1∶h2＝1∶2，故加速度之比为1∶8，又因为加速度a＝eq \f(Uq,mdAB)，故两次偏转电压之比为U1∶U2＝1∶8，故A正确。] 6．如图所示，两极板与电源相连接，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，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的(　　) A．2倍 B．4倍 C．eq \f(1,2) D．eq \f(1,4) C　[电子在两极板间做类平抛运动，水平方向l＝v0t，t＝eq \f(l,v0)，竖直方向d＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(qUl2,2mdv\o\al(2,0))，故d2＝eq \f(qUl2,2mv\o\al(2,0))，即d∝eq \f(1,v0)，故C正确。] 7．如图所示，一价氢离子(H＋)和二价氦离子(He2＋)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则