物理5 带电粒子在电场中的运动复习练习题

1．如图所示，平行金属板A、B间加速电压为U1，C、D间的偏转电压为U2，M为荧光屏。今有不计重力的一价氢离子（H+）和二价氦离子（He2+）的混合体，从A板由静止开始经加速和偏转后，打在荧光屏上，则它们

A．同时到达屏上同一点

B．先后到达屏上同一点

C．同时到达屏上不同点

D．先后到达屏上不同点

2．示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管，其原理图如下，为水平偏转电极，为竖直偏转电极。以下说法正确的是

A．加图3波形电压、不加信号电压，屏上在两个位置出现亮点

B．加图2波形电压、加图1波形电压，屏上将出现两条竖直亮线

C．加图4波形电压、加图2波形电压，屏上将出现一条竖直亮线

D．加图4波形电压、加图3波形电压，屏上将出现图1所示图线

3．如图所示，平行金属板A、B间加速电压为U1，C、D间的偏转电压为U2，M为荧光屏。今有电子（不计重力）从A板由静止开始经加速和偏转后打在与荧光屏中心点O相距为Y的P点，电子从A板运动到荧光屏的时间为t。下列判断中正确的是

A．若只增大U1，则Y增大，t增大

B．若只增大U1，则Y减小，t减小

C．若只减小U2，则Y增大，t增大

D．若只减小U2，则Y减小，t减小

4．如图所示，灯丝发热后发出的电子经加速电场后，进入偏转电场，若加速电压为，偏转电压为，要使电子在电场中偏转量变为原来的2倍，可选用的方法有（设电子不落到极板上）（    ）

A．只使变为原来的

B．只使变为原来的

C．只使偏转电极的长度变为原来的倍

D．只使偏转电极间的距离增为原来的2倍

5．如图所示，质子（）和氘核（）同时从静止开始，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幕上，不计重力，则它们(      )

A．在偏转电场中运动的加速度相同

B．能到达屏幕上同一点

C．从出发到屏幕的运动时间相同

D．到达屏幕时的速度相同

6．如图，竖直放置的平行金属板带等量异种电荷，一不计重力的带电粒子从两板中问以某一初速度平行于两板射入，打在负极板的中点，以下判断正确的是（   ）

A．该带电粒子带正电

B．该带电粒子带负电

C．若粒子初速度增大到原来的2倍，则恰能从负极板边缘射出

D．若粒子初动能增大到原来的2倍，则恰能从负极板边缘射出

7．（单选）如图所示，质子、氘核和粒子都沿平行金属板中心线方向射入两板间，板内存在匀强电场，粒子从板间射出后都能打在荧光屏上．下列说法中正确的是（  ）

A．若它们射入电场时的速度相等，在荧光屏上将出现3个亮点

B．若它们射入电场时的动量相等，在荧光屏上将只出现2个亮点

C．若它们射入电场时的动能相等，在荧光屏上将只出现1个亮点

D．若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的，在荧光屏上将只出现1个亮点

8．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，不计电子的重力，下列说法正确的是（    ） 

A．从t＝0时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上

B．从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动

C．从t＝T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上

D．从t＝3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上

9．如图甲所示两平行金属板,B板接地。从t=0时刻起AB板接电源，A板电势随时间变化图象如图乙，板间一带正电粒子（不计重力）由静止开始在电场力作用下运动。板间距足够长，则下列说法正确的是（    ）

A．粒子在两板间往复运动

B．t=时粒子速度为零

C．t=到t=这段时间内粒子的电势能降低,电场力对粒子做正功

D．t=时与t=时粒子速度之比是1:4

10．一平行板电容器长l＝10 cm，宽a＝8 cm，板间距d＝4 cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为2×1010 C/kg，速度均为4×106 m/s，距板右端l/2处有一屏，如图甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场，不计离子重力．试求：

(1)离子打在屏上的区域面积；

(2)在一个周期内，离子打到屏上的时间．

11．（10分）如图所示，一示波管偏转电极的长度L，两板间的电场是均匀的，大小为E(E的方向垂直管轴)，一个电子以初速度v0沿管轴射入两板间，已知电子质量m，电荷量q．求：

（1）电子经过偏转电极后发生的偏移y；

（2）若偏转电极的边缘到荧光屏的距离D，求电子打在荧光屏上产生的光点偏离中心O的距离Y.

参考答案

1．B

【解析】

试题分析：粒子在加速电场中加速，由动能定理得：，在偏转电场中做类平抛运动，水平方向：，竖直方向：，解得：，粒子的偏移量与电荷量及电荷的质量无关，粒子将打在光屏的同一个点上，故B正确；故选B．

考点：本题考查带电粒子在匀强电场中的运动、类平抛运动、牛顿第二定律、动能定理。

2．A

【解析】

试题分析：加图3波形电压、不加信号电压，则电子将在两个不同方向的电压一定的电场中运动发生两个大小相同方向相反的位移，故在屏上水平方向的两个位置出现亮点，选项A正确；加图2波形电压、加图1波形电压，屏上将出现一条竖直亮线，选项B错误；加图4波形电压、加图2波形电压，屏上将出现一条水平亮线，选项C错误；加图4波形电压、加图3波形电压，屏上将出现图3所示图线，选项D错误；故选A.

考点：示波器.

3．B

【解析】

试题分析：粒子在加速电场中只有电场力做功，根据动能定理有：eU1=mv02

电子在偏转电场中做类平抛运动，离开电场的时间：

加速度：

竖直方向的位移：

由几何关系知：，故y与Y成正比，若只增大U1，则Y减小；电子从A板运动到荧光屏的时间由电子出离电场的速度决定，而，故若只增大U1，则v0减小，则t减小，选项B正确。

考点：带电粒子在电场中的加速极偏转.

4．BC

【解析】

试题分析：电场中加速由动能定理qU1=，电场中偏转，加速度a=,由侧移距离公式得y=，

故BC正确；U2变为原来的倍时侧移距离也会变为原来的倍，故A错误；偏转电极间的距离增为原来的2倍，侧移距离也会变为原来的倍，故D错误

考点：带电粒子在电场中的运动

5．B

【解析】

试题分析：粒子在电场中加速时：，经偏转电场中射出时的偏转角：，与粒子的电荷量及质量无关，故两粒子都能到达屏幕上同一点，选项B正确；在偏转电场中运动的加速度，故两粒子的加速度不同，选项A错误；由可知，粒子出离加速电场，进入偏转电场的速度v0不同，在加速电场和在偏转电场中的平均速度不同，故从出发到屏幕的运动时间不相同，选项C错误；粒子出离电场的速度即为到达屏幕的速度，即，故两粒子到达屏幕时的速度不相同，选项D错误；故选B. 

考点：带电粒子在电场中的加速及偏转.

6．AC

【解析】

试题分析：粒子向右偏转故粒子受向右的电场力，所以粒子带正电，选项A正确，B错误；．若粒子初速度增大到原来的2倍，由于水平方向的加速度不变，根据可知粒子运动时间不变，由s=vt可知竖直位移变为2倍，则恰能从负极板边缘射出，选项C正确，D错误；故选AC.

考点：类平抛运动的规律.

7．D

【解析】

试题分析：，，，，联立整理解得，，y=。射入速度相等，氘核和粒子比荷相等，出现两个亮点，A错误；动量相等， q/v各不相同，出现3个两点，B错误；动能相等，质子和氘电量相等，打在同一点，出现两个亮点，C错误；由同一个电场从静止加速后射入偏转电场，偏移量与比荷无关，D正确。故选D.

考点：带电粒子在电场中的运动

8．AC

【解析】

试题分析：若t=0时刻释放电子，在前内，电子受到的电场力向右，向右做匀加速直线运动；后内，电子受到向左的电场力作用，电子继续向右做匀减速直线运动；接着周而复始，所以电子一直向右做单向的直线运动，直到打在右板上．即电子将重复先加速后减速，直到打到右极板，不会在两板间振动，故A正确，B错误；若从时刻释放电子，电子先加速，再减速，有可能电子已到达右极板，若此时未到达右极板，则电子将在两极板间振动，故C正确；若从时刻释放电子，电子有可能到达右极板，也有可能从左极板射出，这取决于两板间的距离，故D错误。

考点：考查了带电粒子在交变电场中的运动

9．D

【解析】

试题分析：粒子在内粒子向下做加速运动，粒子向下做减速运动，后粒子接着向下做加速运动减速运动，粒子会一直向下运动，所以A项错误；粒子从先做加速度增大的加速运动后做加速度减小的加速运动，在时粒子的速度最大，所以B项错误；从，粒子在做减速运动，电场力做负功，电势能增大，所以C项错误；，根据动量定理，同理根据动量定理，力是均匀变化的取平均值，且，所以速度之比为1：4，D项正确。

考点：本题考查了电势差和电场强度

10．（1）（2）

【解析】

试题分析：(1)设离子恰好从极板边缘射出时极板两端的电压为U0，

水平方向：                      ①

竖直方向：                             ②

又                           ③

由①②③得＝128V

即当U≥128V时离子打到极板上，当U<128 V时离子打到屏上，

利用推论：打到屏上的离子好像是从极板中心沿直线射到屏上，由此可得：，

解得，又由对称性知，打到屏上的总长度为2d

则离子打到屏上的区域面积为.

(2)在前，离子打到屏上的时间：t0＝×0.005 s＝0.003 2 s，

又由对称性知，在一个周期内，打到屏上的总时间.

考点：考查了带电粒子在交变电场中的运动

11．（1）   （2）

【解析】

试题分析：水平方向有L＝v0t，

竖直方向有，

得：        （5分）

偏转角正切值，

所以          (5分)

考点：本题考查了带电粒子在电场中的运动、类平抛运动。