粤教版 (2019)必修 第三册第二节 带电粒子在电场中的运动练习

2.2带电粒子在电场中的运动同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．质量为m的物块，带电荷量为，开始时让它静止在倾角为的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在方向水平、电场强度大小为的匀强电场中，如图所示，斜面高为H，释放物块后，物块落地的速度大小为（       ）

A． B． C． D．

2．如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置．释放后，M、N保持静止，不计重力，则

A．M的带电量比N大

B．M带正电荷，N带负电荷

C．移动过程中匀强电场对M做负功

D．静止时M受到的合力比N大

3．如图是P、Q两点电荷的电场中的电场线分布，a、b、c、d是电场中的四个点，一个不计重力的带电粒子从a运动到b的轨迹如图所示，则以下判断正确的是（　　）

A．点电荷Q带正电

B．运动的带电粒子带正电

C．b点场强大于d点场强

D．试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能

4．如图所示，A、B间是一中心有孔的圆盘，它们间有一定的电势差UAB，一电子（不计重力）以一定初动能Ek0=500eV进入A侧圆盘中心，如果UAB=600V，那么电子飞出圆盘中心的动能是Ek1；如果UAB=－600V，那么电子射出圆盘中心的动能是Ek2，则（　　）

A．Ek1=1100eV，Ek2=500eV B．Ek1=500eV，Ek2=1100eV

C．Ek1=－100eV，Ek2=1100eV D．Ek1=1100eV，Ek2=100eV

5．如图所示，绝缘斜面下方O点处固定有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时的速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2（v2<v1）。若小物体电荷量保持不变，且OM=ON，则（　　）

A．小物体上升的最大高度为

B．从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小

C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功

D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先减小后增大

6．如图所示，下列说法正确的是（     ）

A．图甲为等量同种点电荷形成的电场线

B．图乙离点电荷距离相等的a、b两点场强相同

C．图丙中在c点静止释放一正电荷，只在电场力作用下可以沿着电场线运动到d点

D．图丁中e点与f点（两点到极板距离相等）电势相等

7．一光滑绝缘半圆环轨道固定在竖直平面内，与光滑绝缘水平面相切于B点，轨道半径为R。整个空间存在水平向右的匀强电场E，场强大小为，一带电小球质量为m、电荷量为q，从距离B点一定距离的A点由静止释放，经过B点后恰能运动到轨道的最高点C。(重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)则（　　）

A．小球带正电

B．小球在C点时的速度为

C．小球释放点A与B点距离为

D．小球从轨道最高点C经过一段时间运动后到光滑绝缘水平面上的D点(图中未标出)与B点的水平距离为R

8．如图所示，粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂面重合。A、O、B为竖直平面上的三点，且O为等量异种点电荷连线的中点，。现有带电荷量为q、质量为m的物块（可视为质点），从A点以竖直向下的初速度向B滑动，到达B点时速度恰好为0。则（　　）

A．物块可能带正电 B．从A到O，物块受到的电场力一直减小

C．从O到B，物块的加速度保持不变 D．从A到B，物块的电势能保持不变

9．—带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则判断正确的是：

A．粒子带负电

B．A点的场强小于B点场强

C．粒子的电势能逐渐减少

D．粒子的动能不断增加

10．电荷量相同的带电粒子(不计重力)A、B,先后以相同的速度从同一点垂直射入一个水平放置的平行板电容器中,偏转后打在电容器同一极板上,水平飞行距离之比为xA︰xB=2︰1,如图所示.则带电粒子的质量之比mA︰mB以及在电场中的飞行时间之比tA︰tB分别为(          )

A．4:3     2:1 B．4:1     2:1

C．3:4     1:1 D．2:3     1:1

11．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偏转匀强电场中，在满足电子能射出平行极板区的条件下，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

12．如图所示，一带正电的粒子q以一定的初速度进入某点电荷Q产生的电场中，粒子只受电场力的作用，沿图中的虚线轨迹先后经过a、b两点，其中a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成30°；b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成60°。下列说法正确的是（　　）

A．点电荷Q带正电

B．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度

C．a点的电势高于b点的电势

D．从a到b，粒子的动能减小

13．竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其极板带电量为Q，在两极板之间，用轻质绝缘丝线悬挂质量为m，电量为q的带电小球(可看成点电荷)，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，此时小球离右板距离为b，离左板的距离为2b，如图所示，则

A．小球带正电，极板之间的电场强度大小为

B．小球受到电场力为

C．若将小球移到悬点下方竖直位置，小球的电势能减小

D．若将细绳剪断，小球经时间到达负极

14．如图所示，实线为两个点电荷Q1、Q2 产生的电场的电场线，虚线为电子从A点运动到B点的运动轨迹，则下列判断正确的是

A．A 点的场强小于B点的场强

B．Q1的电荷量大于Q2 的电荷量

C．电子在A点的电势能大于在B点的电势能

D．电子在A点的速度大于在B点的速度

15．制造纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为的两平行金属板，如图所示，加在A、B间的电压UAB做周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为-U0，电压变化的周期为，如图所示。在时，有一个质量为m、电荷量为e的电子以初速度v0垂直电场方向从两极板正中间射入电场，此后的运动过程中未与极板相撞，且不考虑重力的作用，则下列说法中正确的是（　　）

A．若电子恰好在时刻射出电场，则应满足的条件是

B．若电子恰好在时刻从A板边缘射出电场，则其动能增加

C．若电子恰好在时刻射出电场，则射出时的速度方向与初速度方向一致

D．若电子恰好在时刻射出电场，则射出时的速度为

二、填空题（共4题）

16．如图所示，水平放置的两平行金属板相距为d，充电后其间形成匀强电场。一带电量为+q，质量为m的液滴从下板边缘射入电场，并沿直线运动恰好从上板边缘射出。可知，该液滴在电场中做______________运动，电场强度为__________，电场力做功大小为_______________。

17．如图所示，倾角为30 0 的直角三角形底边长为2，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨．现在底边中点0处固定一正电荷Q，让一个质量为m、电荷量为q的负电荷的质点从斜面顶端A沿斜边滑下，滑到斜边的垂足D时速度为v.

(1)在质点运动中不发生变化的是_________

A．重力势能        B．电势能与重力势能之和

C．动能和重力势能之和        D．动能、重力势能、电势能三者之和

(2)该质点滑到非常接近斜边底端C时速率v c 为多少

18．一平行板电容器板长为Ｌ，两板间距离为d将其倾斜放置，如图所示，两板间形成一匀强电场．现有一质量为m，电量为 +Ｑ的油滴以初速度v．自左侧下板边缘处水平进入两板之间，沿水平方向运动并恰从右侧上板边缘处离开电场．那么，两板间电势差的大小为________.

19．为了测定元电荷的数值，某物理兴趣小组设计了如图所示的实验装置。

实验操作步骤如下；

①按图示装置安装好器材；

②调节实验仪器，使间距为d的平行金属板处于水平位置；

③闭合电源开关，通过喷雾器把油滴（由于摩擦，油滴带负电）通过平行金属板的上极板中间的小孔喷入电场中；

④通过显微镜来观察，找到悬浮不动的油滴，根据观测数据算出油滴的质量为m；

⑤根据平行金属板上所加的已知电压U，算出油滴的电荷量。

（1）平行金属板之间的电场是_______；（填“匀强电场或非匀强电场”）

（2）平行金属板的下极板带_______；（填“正电或负电”）

（3）若已知元电荷为e，重力加速度为g，则悬浮液滴所带的电荷量等于元电荷的_______倍（用m、d、U、g、e表示）。

三、综合题（共4题）

20．某空间科研人员设计了一个“太空粒子探测器”，装置如图所示，有径向电场和与半径为R圆面平行的匀强电场（电场没有画出且大小和方向可以调节），径向电场两电极（电极没有画出来）间的电势差为U，c为圆心，，电极上可以收集到来自宇宙空间的正离子，若同种正离子从静止状态经径向电场加速后均从O点以相同速率飞入匀强电场，Ob的长度也为R，（不计重力作用）求：

（1）若离子带电量为q，离子飞入O点时的动能。

（2）调节匀强电场方向沿y轴负方向，从A点收集离子从b点飞出时，电场的大小。

（3）调节匀强电场的大小和方向，若收集相同正离子电荷量为q，其中一个离子从b点飞出时的动能是3uq，另一个离子从b点右侧圆周上某一点飞出时获得最大动能是4uq，此时的电场大小和方向。

21．一个静止的电子在=500V的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两极板间的中央，如图所示，若平行板间的距离d=1cm，板长，电子电荷量e=1．6，电子质量m=9，不计电子重力，结果保留两位有效数字．

（1）求电子刚进入匀强电场时的速度大小；

（2）若电子进入偏转电场后刚好能飞出平行板，求平行板上所加的电源

22．一质量为2m、长度为l的矩形绝缘板放在光滑的水平面上，另一质量为m、带电荷量为的物块（可视为质点）以初速度。从绝缘板上表面的左端沿水平方向滑入，绝缘板所在空间有范围足够大的匀强电场，其场强大小、方向竖直向下，如图所示。已知物块与绝缘板间的动摩擦因数恒定，物块运动到绝缘板的右端时恰好相对于绝缘板静止；若将匀强电场的方向改为竖直向上，场强大小不变，且物块仍以原初速度从绝缘板左端的上表面滑入。（重力加速度为g）求：

（1）物块与绝缘板之间的动摩擦因数是多少；

（2）当匀强电场的方向为竖直向上时，物块与木板的相对位移大小。

23．示波管的内部结构如图所示．如果在偏转电极XX/、YY/之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏中心．如果在偏转电极XX/之间和YY/之间分别加上如图所示的电压，请画出荧光屏上出现的完整扫描波形图．

参考答案：

1．C

2．C

3．C

4．B

5．A

6．D

7．D

8．D

9．A

10．B

11．B

12．C

13．D

14．D

15．C

16．     匀速直线运动          W=mgd

17．（1）D       （2）

18． ；

19．     匀强电场     负    

20．（1）；（2）；（3），方向有O指向b

21．（1）（2）

22．（1）；（2）

23．