2022届高考物理选择题专题强化训练：示波管 示波器及其应用(北京使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：示波管 示波器及其应用(北京使用)，共13页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 四种电场的电场线如图所示。一正电荷 q 仅在电场力作用下由 M 点向 N 点作加速运动，且加速度越来越大。则该电荷所在的电场是图中的
A. B.
C. D.

2. 如图中 P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成 a 、 b 、 c 三束，以下判断正确的是
A. a 为 α 射线、 b 为 β 射线B. a 为 β 射线、 b 为 α 射线
C. b 为 γ 射线、 c 为 α 射线D. b 为 α 射线、 c 为 γ 射线

3. 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 板时的速率，下列解释中正确的是
A. 两板间距离越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大
B. 两板间距离越小，加速度就越大，则获得的速率越大
C. 与两板间的距离无关，仅与加速电压 U 有关
D. 以上解释都不正确

4. 如图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，K 为发射热电子的阴极，A 为接在高电势点的加速阳极，A 、 K 间电压为 U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从 A 的小孔中射出的速度大小为 v，下面的说法中正确的是
A. 如果 A 、 K 间距离减半而电压仍为 U 不变，则电子离开 A 时的速度变为 2v
B. 如果 A 、 K 间距离减半而电压仍为 U 不变，则电子离开 A 时的速度变为 v2
C. 如果 A 、 K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 A 时的速度变为 v2
D. 如果 A 、 K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 A 时的速度变为 22v

5. 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电场，最远到达 A 点，然后返回，重力不计，如图所示，OA 间距为 h，此电子具有的初动能是
A. edhU B. edUh C. eUdh D. eUhd

6. 在真空管中由阴极 K 发出初速度很小的热电子，经阴极 K 与阳极 A 之间的电场加速后穿过屏障上的小孔 D，K 、 A 之间的电势差为 U，电子经过加速后从 D 射出的速度为 v。则以下说法中正确的是
A. 如果 A 、 K 之间的距离减半而电压不变，则电子离开 D 时的速度变为 2v
B. 如果 A 、 K 之间的距离减半而电压不变’则电子离开 D 时的速度变为 v2
C. 如果 A 、 K 之间的距离不变而电压减半，则电子离开 D 时的速度变为 v2
D. 如果 A 、 K 之间的距离不变而电压减半，则电子离开 D 时的速度变为 22v

7. 两块平行带电金属板之间形成了匀强电场，现有正离子 A（质量为 2m 、电荷量为 q）和正离子 B（质量为 4m 、电荷量为 2q）以相同速度垂直电场线射入两板间，当它们射出两板间时（不计离子所受重力）
A. 离子 A 动能增量较大，离子 B 动量增量较大
B. 离子 A 动量增量较大，离子 B 动能增量较大
C. 离子 A 动能增量和动量增量都较大
D. 离子 B 动能增量和动量增量都较大

8. 如图所示，电子在电势差为 U1 的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为 U2 的两块平行极板间的匀强电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，电子所受重力可忽略。在满足电子能射出平行板区域的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角 θ 变大的是
A. U1 变大、 U2 变大B. U1 变小、 U2 变大
C. U1 变大、 U2 变小D. U1 变小、 U2 变小

9. 如图所示电路中，4 个电阻阻值均为 R，开关 S 闭合时，有质量为 m 、带电荷量为 q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间。现断开开关 S，则下列说法不正确的是
A. 小球带负电
B. 断开开关后电容器的带电荷量减小
C. 断开开关后带电小球向下运动
D. 断开开关后带电小球向上运动

10. 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. 2qUm B. v0+2qUm C. v02+2qUm D. v02−2qUm

11. 在显像管中的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为 U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横戴面积为 S 、电流为 I 的电子束。已知电子的电荷量为 e 、质量为 m，则在刚射出加速电场时，一小段长为 Δl 的电子束内的电子个数是
A. IΔleSm2eUB. IΔlem2eUC. IeSm2eUD. ISΔlem2eU

12. 示波管工作时，电子经过电压 U1 加速后以速度 v0 垂直进入偏转电场，离开电场时的偏移量为 h, 两平行板间的距离为 d，电势差为 U2，板长为 L。为了提高示波管的灵敏度（即单位电压引起的偏移量 hU2），可采用以下哪些方法
A. 增大两板间电势差 U2 B. 减小板长 L
C. 减小两板间距离 d D. 增大加速电压 U1

13. 若带正电荷的运动小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内
A. 一定沿电场线由高电势处向低电势处运动
B. 一定沿电场线由低电势处向高电势处运动
C. 不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动
D. 不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动

14. 一束正离子以相同的速率从同一位置，沿垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子
A. 都具有相同的质量B. 都具有相同的电荷量
C. 具有相同的比荷D. 都是同一元素的同位素

15. 如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边沿垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边沿飞出，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，且仍从正极板边沿飞出，则两极板的间距应变为原来的
A. 2 倍B. 4 倍C. 12 倍D. 14 倍

16. 图是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿则轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z 轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是
A. 加一磁场，磁场方向沿 z 轴负方向
B. 加一磁场，磁场方向沿 x 轴正方向
C. 加一电场，电场方向沿 z 轴负方向
D. 加一电场，电场方向沿 y 轴正方向

17. 如图甲所示，在平行金属板 M 、 N 间加有如图乙所示的电压.当 t=0 时，一个电子从靠近 N 板处由静止开始运动，经 1.0×10−3 s 到达两板正中间的 P 点，那么在 3.0×10−3 s 这一时刻，电子所在的位置和速度大小为

A. 到达 M 板，速度为零B. 到达 P 点，速度为零
C. 到达 N 板，速度为零D. 到达 P 点，速度不为零

18. 如图甲所示，在间距足够大的平行金属板 A 、 B 之间有一电子，在 A 、 B 之间加上如图乙所示规律变化的电压，在 t=0 时刻电子静止且 A 板电势比 B 板电势高，则
A. 电子在 A 、 B 两板间做往复运动
B. 在足够长的时间内，电子一定会碰上 A 板
C. 当 t=T2 时，电子将回到出发点
D. 当 t=T2 时，电子的位移最大

19. 几种混合带电粒子（重力不计），初速度为零，它们从同一位置经同一电场加速后，又都垂直场强方向进入另一相同的匀强电场，设粒子射出偏转电场时都打在荧光屏上，且在荧光屏上只有一个亮点，则到达荧光屏的各种粒子
A. 电荷量一定相等B. 质量一定相等
C. 比荷一定相等D. 质量、电荷量都可能不等

20. 如图所示为匀强电场的电场强度 E 随时间 t 变化的图象。当 t=0 时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是
​
A. 带电粒子将始终向同一个方向运动
B. 2 s 末带电粒子回到原出发点
C. 带电粒子在 0∼3 s 内的初、末位置间的电势差为零
D. 0∼3 s 内，电场力的总冲量为零，电场力的总功不为零

二、双项选择题（共9小题；共36分）
21. 如图所示，虚线 a 、 b 、 c 是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P 、 Q 是轨迹上的两点.下列说法中正确的是
A. 三个等势面中，等势面 a 的电势最高
B. 带电质点一定是从 P 点向 Q 点运动
C. 带电质点通过 P 点时的加速度比通过 Q 点时小
D. 带电质点通过 P 点时的动能比通过 Q 点时小

22. 一个带电粒子以 初速度 v0 垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域。设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示。在图中所示的几种轨迹中，可能出现的是
A. B.
C. D.

23. 图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空。A 为发射电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、 K 间电压为 U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从 K 的小孔中射出时的速度大小为 v。下面的说法中正确的是
A. 如果 A 、 K 间距离减半而电压仍为 U，则电子离开 K 时的速度仍为 v
B. 如果 A 、 K 间距离减半而电压仍为 U，则电子离开 K 时的速度变为 v2
C. 如果 A 、 K 间距离不变而电压减半，则电子离开 K 时的速度变为 22v
D. 如果 A 、 K 间距离不变而电压减半，则电子离开 K 时的速度变为 v2

24. 如图所示，一个质量为 m，带电荷量为 q 的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为 v 时，恰好穿过电场而不碰金属板。要使粒子的入射速度变为 v2 后仍能恰好穿过电场，则必须再使
​
A. 粒子的电荷量变为原来的 14B. 两板间电压减为原来的 12
C. 两板间距离增为原来的 4 倍D. 两板间距离增为原来的 2 倍

25. 如图所示，一电子沿 x 轴正方向射入电场，在电场中的运动轨迹为 OCD，已知 OA=AB，电子过 C 、 D 两点时竖直方向的分速度为 vCy 和 vDy；电子在 OC 段和 OD 段动能的变化量分别为 ΔEk1 和 ΔEk2，则
A. vCy:vDy=1:2 B. vCy:vDy=1:4
C. ΔEk1:ΔEk2=1:3 D. ΔEk1:ΔEk2=1:4

26. 如图所示，氕、氘、氚的原子核以初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么

A. 经过加速电场的过程中，电场力对氚核做的功最多
B. 经过偏转电场的过程中，电场力对三种核做的功一样多
C. 三种原子核打在屏上的速度一样大
D. 三种原子核都打在屏上同一位置处

27. 如图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空。A 为发射电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、 K 间电压为 U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从 K 的小孔中射出时的速度大小为 v。下面的说法中正确的是
A. 如果 A 、 K 间距离减半而电压仍为 U，则电子离开 K 时的速度仍为 v
B. 如果 A 、 K 间距离减半而电压仍为 U，则电子离开 K 时的速度变为 v2
C. 如果 A 、 K 间距离不变而电压减半，则电子离开 K 时的速度变为 22v
D. 如果 A 、 K 间距离不变而电压减半，则电子离开 K 时的速度变为 v2

28. 一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是
A. 加速电压突然变大B. 加速电压突然变小
C. 偏转电压突然变大D. 偏转电压突然变小

29. 如图所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么
A. 经过加速电场过程，电场力对氚核做的功最多
B. 经过偏转电场过程，电场力对三种核做的功一样多
C. 三种原子核打在屏上时的速度一样大
D. 三种原子核都打在屏上的同一位置上

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 如图所示，原来静止的电子经加速电场加速后，进入由正对平行带电金属板构成的偏转电场，若加速电压为 U1，偏转电压为 U2，电子射出偏转电场时发生了一个不太大的偏转量 y。若不计电子所受重力，要使电子在电场中的偏转量增大为原来的 2 倍，下列方法中正确的是
A. 仅使 U1 减小为原来的 12
B. 仅使 U2 增大为原来的 2 倍
C. 仅使偏转板的长度增大为原来的 2 倍
D. 仅使偏转板间的距离减小为原来的 12
答案
第一部分
1. D
2. C
3. C
【解析】从能量观点，场力做功，使电荷电势能减小，动能增加，由动能定理得 eU=12mv2，v=2eUm，故正确选项为C。
4. D
【解析】由 eU=12mv2 知 v=2eUm，当电压不变时，速度不变，当电压减半时，速度变为 22v。
5. D
【解析】电子从 O 点运动到 A 点，只受电场力，不计重力，则电场力做负功，由动能定理得 eUOA=12mv02，
平行板间电场为匀强电场，所以 UOA=Eh，而 E=Ud 求得 12mv02=eUhd，D正确。
6. D
7. D
8. B
9. D
【解析】带电荷量为 q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间，说明所受电场力向上，小球带负电，选项A正确；
断开开关后电容器两端电压减小，电容器的带电荷量减小，带电小球所受电场力减小，带电小球向下运动，选项B、C正确，D错误。
10. C
【解析】 qU=12mv2−12mv02
v=v02+2qUm，选C.
11. B
【解析】电子加速后，eU=12mv2，v=2eUm，设单位长度内自由电子数为 n，则 I=neSv，n=ISev=ISe2eUm=ISem2eU，n总=n⋅Δl⋅S=IΔlem2eU，B 正确。
12. C
【解析】根据粒子经同一加速电场和同一偏转电场后的偏移距离：h=L2U24dU1，可知示波管的灵敏度为 hU2=L24dU1，判断C项正确。
13. D
【解析】由于不知小球的初速度情况，故不能确定小球运动方向.
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图8
14. C
【解析】由偏转距离 y=12⋅qEm⋅lv02=qEl22mv02 可知，若运动轨迹相同，则水平位移相同，偏转距离 y 也应相同，已知 E 、 l 、 v0 是相同的，所以应有 qm 相同。
15. C
【解析】电子在两极板间做类平抛运动：
水平方向：l=v0t，t=lv0，
竖直方向：d=12at2=qU2mdt2=qUl22mdv02，
故 d=qUl22mdv02，即 d∝1v0，故 C项正确。
16. B
17. D
【解析】在 0∼1.0×10−3 s 的时间里，电子做初速度为零的匀加速直线运动，当 t=1.0×10−3 s 时电子达到 P 点，之后板间电压反向，两极板间的电场强度大小不变，方向和原来相反，电子开始做匀减速直线运动，由于加速度的大小不变，当 t=2.0×10−3 s 时电子达到 M 板处，且速度减为零.随后电子将反向做匀加速直线运动，当 t=3.0×10−3 s 时电子又回到 P 点，且速度大小与第一次经过 P 点时相等，而方向相反.故正确选项为D.
18. B
【解析】电子先向 A 板做半个周期的匀加速运动，接着做半个周期的匀减速运动，经历一个周期后速度为零，以后重复以上过程，运动方向不变，选B.
19. D
【解析】粒子在加速电场中有：qU1=12mv2
在偏转电场中加速度为 a，运动的时间为 t，偏转距离为 y：
L=vt ， a=qEm=qU2md ， y=12at2，
可求出在偏转电场中的偏转距离为：y=U2L24U1d
由公式可得，到达荧光屏的各种粒子的偏转量与粒子的质量、电量都无关，故D正确，ABC错误。
20. C
【解析】（崇文区 2008-2009 学年度第一学期高三期末统一练习）
​
​由牛顿第二定律可知，带电粒子在第 2 s 内的加速度为第 1 s 内加速度的两倍，v−t 图象如图，A错；由图象对称性可知，0∼3s 内带电粒子的总位移为零，回到出发点，且电场强度与开始运动时一样为负，因此 0∼3s 内初、末位置间的电势差为零，B错误，C正确；0∼3s 内，带电粒子的初、末速度均为零，电场力的总冲量为零，动能的变化为零，电场力做的功为零，D错。
第二部分
21. C， D
22. A， D
23. A， C
24. A， D
【解析】粒子恰好穿过电场，则有：平行板的方向：l=vt；
垂直板的方向：d2=qU2dmt2；
所以 d2=qUl2mv2。
因此选项 A、D 正确。
25. A， D
【解析】电子沿 Ox 轴射入匀强电场，做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，已知
OA＝AB，则电子从 O 到 C 与从 C 到 D 的时间相等．电子在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，则有 vCy=atOC ， vDy=atOD，所以 vCy:vDy=tOC:tOD=1:2，故A正确，B错误；
根据匀变速直线运动的推论可知，在竖直方向上：yOC:yOD=1:4，根据动能定理得 ΔEk1=qEyOC，ΔEk2=qEyOD，则得，ΔEk1:ΔEk2=1:4，故C错误，D正确；
故选AD。
26. B， D
【解析】同一加速电场、同一偏转电场，三种原子核带电荷量相同，故在同一加速电场中电场力对它们做的功都相同，在同一偏转电场中电场力对它们做的功也相同，A错，B对；
由于质量不同，所以三种原子核打在屏上的速度不同，C错；
再根据偏转距离公式或偏转角公式 y=l2U24dU1，tanθ=lU22dU1 知，与带电粒子无关，D对.
27. A， C
【解析】根据动能定理得：eU=12mv2，解得 v=2eUm
由上式可知，v 与 A 、 K 间距离无关，则若 A 、 K 间距离减半而电压仍为 U 不变，则电子离开 K 时的速度仍为 v，故A正确，B错误．
由上式可知，电压减半时，则电子离开 K 时的速度变为 22v，故C正确，D错误。
28. A， D
【解析】若加速电压为 U1，偏转电压为 U2，则在加速电场 中 qU1=12mv02，在偏转电场中 a=U2qdm，L=v0t，y=12at2，所以 y=U2L24U1d，画面高度缩小，说明粒子的最大偏转位移减小，由上式分析可得，可能是加速电压 U1 增大，也可能是偏转电压 U2 减小，选项A、D正确.
29. B， D
【解析】同一加速电场、同一偏转电场，三种粒子带电荷量相同，在同一加速电场中电场力对它们做的功都相同，在同一偏转电场中电场力对它们做的功也相同，A错，B对；
由于质量不同，所以打在屏上的速度不同，C错；再根据偏转距离公式或偏转角公式 y=l2Uʹ4dU，tanφ=lUʹ2dU 知，与带电粒子无关，D对。
第三部分
30. A， B， D