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    高中物理人教版(2019)必修第三册第十章静电场中的能量第5节带电粒子在电场中的运动同步练习
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    人教版 (2019)5 带电粒子在电场中的运动同步测试题

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    这是一份人教版 (2019)5 带电粒子在电场中的运动同步测试题,共29页。试卷主要包含了单选题,解答题,多选题,填空题等内容,欢迎下载使用。

    10.5 带电粒子在电场中的运动 同步练习
    学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________


    一、单选题
    1.两平行金属板相距为,电势差为,一电子质量为,电荷量为,从点沿垂直于极板的方向射出,最远到达点,然后返回,如图所示,,则此电子具有的初动能是( )

    A. B. C. D.
    2.如图所示,P和Q为两平行金属板,两极板间电压为U,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动,关于电子到达Q板时的速率,下列说法正确的是(  )

    A.两极板间距离越大,加速时间越长,获得的速率就越大
    B.两极板间距离越小,加速度越大,获得的速率就越大
    C.与两极板间距离无关,仅与加速电压U有关
    D.以上说法都不正确
    3.如图所示,带电量之比为:qB =1:3的带电粒子A、B,先后以相同的速度从同一点射入平行板电容器中,不计重力,带电粒子偏转后打在同一极板上,水平飞行距离之比为xA:xB =2:1,则带电粒子的质量之比mA:mB以及在电场中飞行时间之比tA:tB分别为:( )

    A.1:1; 2:3
    B.2:1; 3:2
    C.1:1 ;3:4
    D.4:3; 2:1
    4.如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是( )

    A. B.
    C. D.
    5.如图所示,质量为m、带正电的滑块,沿绝缘斜面匀速下滑,当滑至竖直向下的匀强电场区时,滑块的运动状态为( )

    A.继续匀速下滑 B.将加速下滑
    C.减速下滑 D.上述三种情况都有可能发生
    6.图(a)为示波管的原理图.如果在点击之间所加的电压图按图(b)所示的规律变化,在电极之间所加的电压按图(c)所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是( )

    A. B.
    C. D.
    7.示波管是示波器的核心部件.它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,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应带负电 D.极板y′可能不带电
    8.一带电粒子在电场中只受电场力作用时,它不可能出现的运动状态是( )
    A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
    C.匀变速曲线运动 D.匀速圆周运动
    9.下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后速度最大的是(  )
    A.质子 B.氘核 C.α粒子 D.钠离子Na+
    10.平行金属板分别带等量异种电荷,板带正电,板带负电,两个带正电的粒子,以相同的速率先后垂直于电场线从同一点进入两金属板间的匀强电场中,并分别打在板上的两点,如图所示。若不计重力,则(  )

    A.粒子带的电荷量一定大于粒子带的电荷量
    B.粒子的质量一定小于粒子的质量
    C.粒子带的电荷量与质量之比一定大于粒子带的电荷量与质量之比
    D.粒子带的电荷量与质量之比一定小于粒子带的电荷量与质量之比
    11.如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘沿垂直电场方向射入匀强电场,电子恰好从正极板边缘飞出,现保持负极板不动,正极板在竖直方向移动,并使电子入射速度变为原来的2倍,而电子仍从原位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板间距离变为原来的(  )

    A.2倍 B.4倍 C. D.
    12.一个初动能为Ek的电子,垂直电场线飞入平行板电容器中,飞出电容器的动能为2Ek,如果此电子的初速度增至原来的2倍,则它飞出电容器的动能变为(  )
    A.4Ek B.8Ek C.4.5Ek D.4.25Ek
    13.如图所示,电子在电势差为U1的电场加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,下列四种情况中,一定能使电子偏转角变大的是(  )

    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
    14.在如图所示平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压,开始时B板的电势比A板的高,这时两板中间原来静止的电子(图中黑点表示)在电场作用下开始运动,设电子在运动中不与极板发生碰撞,则下述说法正确的是(不计电子重力)( )

    A.电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性往返运动
    B.电子一直向A板运动
    C.电子一直向B板运动
    D.电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做周期性往返运动
    15.如图所示,场强大小为E,方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h.质量均为m,带电量分别为+q和-q的两粒子,由a,c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中).不计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于(  )

    A. B. C. D.
    16.地面附近处的电场的电场线如图所示,其中一条方向竖直向下的电场线上有a、b两点,高度差为h.质量为m、电荷量为-q的检验电荷,从a点由静止开始沿电场线运动,到b点时速度为.下列说法中正确的是(  )

    A.质量为m、电荷量为+q的检验电荷,从a点由静止起沿电场线运动到b点时速度为
    B.质量为m、电荷量为+2q的检验电荷,从a点由静止起沿电场线运动到b点时速度为
    C.质量为m、电荷量为-2q的检验电荷,从a点由静止起沿电场线运动到b点时速度仍为
    D.质量为m、电荷量为-2q的检验电荷,在a点由静止开始释放,点电荷将沿电场线在a、b两点间来回运动

    二、解答题
    17.两个相同极板长为,相距为,极板间的电压为。一个电子沿平行于板面的方向射入电场并能够射出电场,射入时的速度为,电子的电荷量为、质量为,求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离和射出电场时的速度。


    18.如图所示,一个电子由静止开始经加速电场加速后,又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场,并从另一侧射出打到荧光屏上的P点,O′点为荧光屏的中心.已知电子质量m=9.0×10﹣31kg,电荷量e=1.6×10﹣19C,加速电场电压U0=2500V,偏转电场电压U=200V,极板的长度L1=6.0cm,板间距离d=2.0cm,极板的末端到荧光屏的距离L2=3.0cm(忽略电子所受重力).求:

    (1)电子射入偏转电场时的初速度v0;
    (2)电子打在荧光屏上的P点到O点的距离h;







    19.一束电子流在经U=5 000 V的加速电场加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d=1.0 cm,板长l=5.0 cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?






    20.如图所示,A、B为两块足够大的相距为d的平行金属板,接在电压为U的电源上.在A板的中央P点放置一个电子发射源.可以向各个方向释放电子.设电子的质量为m、电荷量为e,射出的初速度为v.求电子打在B板上的区域面积?(不计电子的重力)









    21.如图所示,真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为、带正电的小球由静止释放,以后运动中小球的速度方向与竖直方向夹角恒为37°(取),现将该小球从电场中某点以初速度竖直向上抛出,重力加速度为,求:
    (1)小球受到的静电力的大小及方向;
    (2)小球从抛出至运动到最高点的过程中,静电力所做的功。








    22.如图所示,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动.经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能.







    23.如图为一真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计),经灯丝与A板间的电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M,N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。
    (1)求电子穿过A板时速度的大小;
    (2)求电子从偏转电场射出时的侧移量;
    (3)若要使电子打在荧光屏上P点的下方,可采取哪些措施?



    24.如图所示,Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h,将另一点电荷从A点由静止释放,运动到B点时速度正好又变为零。若此电荷在A点处的加速度大小为,试求:
    (1)此电荷在B点处的加速度;
    (2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示)。







    25.在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A点斜射出一质量为m,带电荷量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中l0为常数,粒子所受重力忽略不计,求:

    (1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功;
    (2)粒子从A到C过程所经历的时间;
    (3)粒子经过C点时的速率。



    三、多选题
    26.如图甲所示,两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等,板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场,电场方向与两板垂直,不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场,粒子射入电场时的初动能均为Ek0。已知t=0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场。则(  )

    A.所有粒子最终都垂直电场方向射出电场
    B.t=0之后射入电场的粒子有可能会打到极板上
    C.所有粒子在经过电场过程中最大动能都不可能超过2Ek0
    D.若入射速度加倍成2v0,则粒子从电场出射时的侧向位移与v0相比必定减半
    27.有三个质量相等的分别带有正电、负电和不带电的微粒,从极板左的侧中央以相同的水平初速度先后平行极板方向射入,分别落到极板处,如图所示,则下列说法正确的有(  )

    A.落在处的微粒带正电,处的不带电,处的带负电
    B.三个微粒在电场中运动时间相等
    C.三个微粒到达极板时的速率
    D.三个微粒在电场中运动的加速度
    28.一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左,不计空气阻力,则小球( )

    A.做直线运动 B.做曲线运动
    C.速率先减小后增大 D.速率先增大后减小
    29.如图,质子().氘核()和α粒子都沿平行板电容器中线OO′方向垂直于电场线射入板间的匀强电场,射出后都能打在同一个与中线垂直的荧光屏上,使荧光屏上出现亮点,粒子重力不计,下列推断正确的是( )


    A.若它们射入电场时的速度相同,在荧光屏上将出现3个亮点
    B.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
    C.若它们射入电场时的动量相同,在荧光屏上将出现3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,在荧光屏上将只出现1个亮点
    30.如图所示,半径R=0.5 m的圆弧接收屏位于电场强度方向竖直向下的匀强电场中,OB水平,一质量为m=10-4kg、带电荷量为q=8.0×10-5C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O点0.3 m的A点以初速度v0=3 m/s水平射出,粒子重力不计,粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出),取C点电势φ=0,则( )

    A.该匀强电场的电场强度E=100 V/m
    B.粒子在A点的电势能为8×10-5J
    C.粒子到达C点的速度大小为5 m/s
    D.粒子速率为4 m/s时的电势能为4.5×10-4J

    四、填空题
    31.一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________.



    参考答案
    1.D
    【分析】
    全程只有电场力做功,根据动能定理解出电子的初动能;
    【详解】
    设出电子的初动能,末动能为零,极板间的电场,根据动能定理:,解得:,故D正确,A、B、C错误;
    故选D.
    2.C
    【详解】
    A.粒子运动过程只有电场力做功,根据动能定理:

    两板间距离越大,根据:

    可知场强越小,根据:

    可知加速时间越长,因为加速电压不变,所以最后的末速度大小不变,A错误;
    B.两板间距离越小,场强越大,加速度越大,因为加速电压不变,所以最后的末速度大小不变,B错误;
    CD.根据动能定理:

    虽然极板间距发生变化,但是电压不变,所以最后的末速度大小不变,C正确,D错误。
    故选C。
    3.D
    【详解】
    试题分析:带电粒子垂直射入电场中做为平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动.根据牛顿第二定律和运动学公式得到偏转量y的表达式,求解质量之比;根据水平位移与初速度之比求解时间之比.
    解:两个带电粒子垂直射入电场中做为平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动.则:
    水平方向有:x=v0t,v0相等,所以t∝x,则得:tA:tB=xA:xB=2:1;
    竖直方向有:y==
    则得:m=
    因为E、y、v0相等,则得:mA:mB=:=4:3.
    故选D

    4.B
    【详解】
    A.若0<t0<,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,所以A不符合题意.
    B、若<t0<,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离大于向右运动的距离,最终打在A板上,所以B符合题意.
    C、若<t0<T,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离小于向右运动的距离,最终打在B板上,所以C不符合题意.
    D、若T<t0<,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,所以D不符合题意.
    5.A
    【详解】
    滑块沿斜面匀速下滑,根据平衡可知

    当滑块运动到电场中时,受到了竖直向下的电场力作用,根据计算可知

    即滑块受力仍然平衡,所以滑块继续匀速下滑
    A. 继续匀速下滑,与分析相符,故A正确;
    B. 将加速下滑,与分析不符,故B错误;
    C. 减速下滑,与分析不符,故C错误;
    D. 上述三种情况都有可能发生,与分析不符,故D错误;
    6.B
    【详解】
    电子在和间沿电场方向均做初速度为零的匀加速直线运动,由位移公式:

    前半个周期0-t1时间内,电子受到的力偏向一侧,所以电子前半周期偏向一侧.
    前半个周期0-t1时间内,电子受到的力偏向Y一侧,所以电子前半周期偏向Y一侧.综上,前半个周期0-t1时间内图像应该在第二象限.
    同理,后半周期的图像应在第四象限.
    A.分析可知,前半个周期0-t1时间内图像应该在第二象限,后半周期的图像应在第四象限.故A错误.
    B.分析可知,前半个周期0-t1时间内图像应该在第二象限,后半周期的图像应在第四象限.故B正确.
    C.分析可知,前半个周期0-t1时间内图像应该在第二象限,后半周期的图像应在第四象限.故C错误.
    D.分析可知,前半个周期0-t1时间内图像应该在第二象限,后半周期的图像应在第四象限.故D错误.
    7.A
    【分析】
    由亮斑位置可知电子偏转后打在偏向X,Y向,由电子所受电场力的方向确定电场的方向,再确定极板所带的电性
    【详解】
    电子受力方向与电场方向相反,因电子向X向偏转则,电场方向为X到,则X带正电,带负电,同理可知Y带正电,带负电,故选项A正确,BCD错误.
    【点睛】
    本题考查电子的偏转,要知道电子的受力与电场的方向相反,会分析两个方向上所加不同电压对应的不同偏转情况.
    8.A
    【详解】
    一带电粒子在电场中只受电场力作用时,合力不为0.物体合力不为0,不可能做匀速直线运动,故A错误;物体合力不为0,当初速度方向与加速度方向相同,若受到的电场力恒定,就可做匀加速直线运动,故B正确;物体合力不为0,当初速度方向与加速度方向不在一条直线上,若受到的电场力恒定,就可做匀变速曲线运动,故C正确;物体合力不为0,当合力与速度方向始终垂直,就可能做匀速圆周运动,故D正确.
    9.A
    【详解】
    设粒子的电量为,质量为,则由动能定理得

    解得

    在题中四个粒子中质子的比荷最大,速度也最大,故A正确,B、C、D错误;
    故选A。
    10.C
    【详解】
    设粒子的速度为v,电量为q,质量为m,加速为a,运动的时间为t,则加速度

    时间

    粒子垂直电场线射入电场后,粒子的偏移量

    从公式中可以知道,水平位移x较大的粒子的比荷,就一定小,与其他的无关。
    故选C。
    11.C
    【详解】
    电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,做类平抛运动.假设电子的带电荷量为e,质量为m,初速度为v,极板的长度为L,极板的间距为d,电场强度为E.由于电子做类平抛运动,所以水平方向有
    L=vt
    竖直方向有
    y=at2=··()2=d
    因为
    E=
    可得
    d2=
    若电子的速度变为原来的两倍,仍从正极板边缘飞出,则由上式可得两极板的间距d应变为原来的。
    故选C。
    12.D
    【详解】
    ABCD.设电子以速度v0,通过宽度为L的电场,则电子沿电场方向的位移为

    电子从进入电场到飞出电场过程,由动能定理得

    联立以上两式得

    当时,,则有

    如果此电子的初速度增至原来的2倍,则电子的动能变为原来的4倍。
    当时,,则有

    联立以上两式得

    故D正确,ABC错误。
    故选D。
    13.B
    【详解】
    设偏转电场极板的长度为L,两板间距离为d。电子在加速电场中由动能定理得

    再由牛顿第二定律和电场强度与电势差的关系


    电子在偏转电场中由类平抛运动规律



    则电子的偏转角

    即U1变小,U2变大,一定能使电子的偏转角变大。
    故选B。
    14.C
    【详解】
    电子在0~受力向左指向B板,做加速运动,~T受力向右指向A板,做减加速运动,到零。由运动学规律画出如答图所示的图像,

    可知电子一直向B板运动,故C正确,ABD错误。
    故选:C
    15.B
    【详解】
    两个粒子都做类平抛运动,轨迹相切时,速度方向恰好相反,即在该点,速度方向与水平方向夹角相同,而,两个粒子都做类平抛运动,水平方向:,竖直方向:,由以上各式整理得:,因此B正确,ACD错误.

    16.D
    【详解】
    A、从a到b的过程中,运用动能定理,对−q有:,对于q有:,两式相加化简得,故A错误;
    B、对+2q运用动能定理:,联立解得,故B错误;
    C. 对−2q运用动能定理:,联立解得,故C错误;
    D、由以上分析可知,电荷量为-2q的检验电荷,到达b点时,速度为零,说明电场力大于重力,故接下来向上运动,根据电场线的分布可知,越向上,电场力越小,最终会小于重力,当速度减为零后,又会向下运动,如此往复,故D正确;
    故选D.
    【点睛】
    粒子在电场力与重力共同做功下,导致重力势能、电势能与动能间相互转化,但它们的之和不变;电场力做功,导致电势能变化,重力做功,导致重力势能变化.
    17.,
    【详解】
    电子进入电场后的轨迹如图所示

    电子在平行于板面方向上做匀速直线运动,有

    在垂直于板面方向上做初速度为0的匀加速直线运动,加速度

    所以有偏移的距离


    射出电场时的速度

    18.(1) (2)h=7.2×10﹣3m
    【详解】
    (1)电子在加速电场中,根据动能定理有: ,
    代入数据得:
    (2)设电子在偏转电场中运动的时间为t,电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y电子在水平方向做匀速直线运动:L1=v0t…①
    电子在竖直方向上做匀加速运动: …②
    根据牛顿第二定律有: …③
    联立①②③得:
    y =3.6×10﹣3m=0.36cm;
    电子离开偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中点,
    由图知, ,
    解得:h=7.2×10﹣3m;
    故本题答案是:(1) (2)h=7.2×10﹣3m
    19.400V
    【详解】
    设极板间电压时,电子能飞离平行板间的偏转电场。在加速过程中,由动能定量得

    进入偏转电场,电子在平行于板面的方向上做匀速运动
    L=v0t②
    在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度

    偏转距离
    y=at2④
    能飞出的条件为
    y≤⑤
    由①②③④⑤式联立解得
    U′≤=400 V
    20.
    【详解】
    打在最边缘的电子,其初速度方向平行于金属板,在电场中做类平抛运动,在垂直于电场方向做匀速运动,即
    r=vt
    在平行电场方向做初速度为零的匀加速运动,即

    电子在平行电场方向上的加速度

    电子打在B板上的区域面积
    S=πr2
    联立得

    21.(1),方向水平向右;(2)
    【详解】
    (1)根据题设条件可知,合外力和竖直方向夹角为37°,所以静电力大小为

    静电力的方向水平向右。故静电力为,方向水平向右。
    (2)小球沿竖直方向做匀减速运动,有

    小球上升到最高点的时间

    沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为

    此过程小球沿电场方向的位移

    静电力做功

    22.
    【详解】
    试题分析:质点所受电场力的大小为f=qE ①
    设质点质量为m,经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb,由牛顿第二定律有


    设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb,有


    根据动能定理有: Ekb-Eka="2rf" ⑥
    联立①②③④⑤⑥式得 ⑦


    考点:牛顿第二定律及动能定理的应用
    【名师点睛】此题是牛顿第二定律及动能定理的应用问题;关键是知道物体做圆周运动的向心力由电场力和支持力的合力提供,根据牛顿定律和动能定理列出方程联立解答.

    23.(1); (2); (3)见解析
    【详解】
    (1)电子在加速电场中加速,有



    (2)电子在MN之间的加速度为

    在MN之间运动的时间

    所以偏转位移

    (3)设离开电场区域速度与水平方向的夹角为θ,则

    由几何关系得

    代入得

    由该公式可知,若要使电子打在荧光屏上P点的下方,可采取的措施有增大加速电压或极板之间的距离,或减小偏转电压,或减小极板的长度。
    24.(1)3g;(2)
    【详解】
    (1)这一电荷必为正电荷,设其电荷量为q,由牛顿第二定律,在A点时

    在B点时

    解得

    即电荷在B点处的加速度为3g,方向竖直向上。
    (2)从A到B过程,由动能定理得

    解得

    25.(1)3qEl0;(2);(3)。
    【详解】
    (1)粒子从A到C电场力做功为W=qE(yA﹣yC)=3qEl0
    (2)根据抛体运动的特点,粒子在x轴方向做匀速直线运动,由对称性可知,轨迹是最高点D在y轴上,可令tA0=toB=T,tBC=T;
    由Eq=ma得:
    a=
    又y=aT2
    y+3l0=a(2T)2
    解得:T=
    则A到C过程所经历的时间t=3;
    (3)粒子在DC段做类平抛运动,则有:
    2l0=vCx(2T);
    vcy=a(2T)
    vc==
    答:(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功3qEl0
    (2)粒子从A到C过程所经历的时间3;
    (3)粒子经过C点时的速率为.
    【点睛】
    本题考查带电粒子在电场中的抛体运动,要注意明确带电小球在x轴方向上为匀速运动,竖直方向为匀变速直线运动;掌握运动的合成与分解即可顺利求解.

    26.AC
    【详解】
    AB.粒子在平行极板方向不受电场力,做匀速直线运动,故所有粒子的运动时间相同;t=0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场,沿上板右边缘垂直电场方向射出电场,说明竖直方向分速度变化量为零,说明运动时间为周期的整数倍;故所有粒子最终都垂直电场方向射出电场;由于t=0时刻射入的粒子在电场方向上始终做单向的直线运动,竖直方向的位移最大,故所有粒子最终都不会打到极板上,A正确,B错误;
    C.t=0时刻射入的粒子竖直方向的分位移最大,为;根据分位移公式,有

    由于L=d,故

    故最大动能

    C正确;
    D.粒子入射速度加倍成2v0,则粒子从电场出射时间减半,穿过电场的运动时间变为电场变化半周期的整数倍,则不同时刻进入电场的侧向位移与原v0相比关系就不确定,如t=0时刻,粒子从电场出射时的侧向位移与v0相比减半,进入电场,入射速度v0时,侧向位移为0,入射速度2v0时,侧向位移为,D错误。
    故选AC。
    27.ACD
    【详解】
    ABD.三个微粒的初速度相等,水平位移

    根据水平方向上做匀速直线运动,所以

    三个微粒在竖直方向上的位移相等,根据



    从而得知B仅受重力,A所受的电场力向上,C所受的电场力向下,所以B不带电,A带正电,C带负电,B错误AD正确;
    C.根据动能定理,三个微粒重力做功相等,A电场力做负功,C电场力做正功,所以C的动能变化量最大,A动能变化量最小,初动能相等,所以三个微粒到达极板时的动能

    即三个微粒到达极板时的速率

    C正确。
    故选ACD。
    28.BC
    【详解】
    小球受重力和电场力两个力作用,合力的方向与速度方向不在同一条直线上,小球做曲线运动.故A错误,B正确.小球所受的合力与速度方向先成钝角,然后成锐角,可知合力先做负功然后做正功,则速度先减小后增大.故C正确,D错误.故选BC

    【点睛】
    解决本题的关键知道物体做直线运动还是曲线运动的条件,关键看合力的方向与速度方向的关系.

    29.CD
    【分析】
    三个粒子进入匀强电场中都做类平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,则得到:a=qE/m,偏转距离为:,运动时间为 ,联立三式得:
    【详解】
    A.若它们射入电场时的速度相等,y与比荷成正比,而三个粒子中质子的比荷最大,氘核和α粒子的比荷相等,在荧光屏上将出现2个亮点.故A错误;
    C.若它们射入电场时的动量相等

    可见y与qm成正比,三个qm都不同,则在荧光屏上将只出现3个亮点.故C正确;
    B.若它们射入电场时的动能相等,y与q成正比,在荧光屏上将只出现2个亮点.故B错误;
    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,根据推论可知,y都相同,故荧光屏上将只出现1个亮点.故D正确;
    故选CD。
    30.CD
    【详解】
    A.粒子在电场力作用下做类平抛运动,因粒子垂直打在C点,由类平抛运动规律知:C点速度方向的反向延长线必过O点,且OD=AO=0.3m,DC=0.4m,即有:
    AD=v0t,,
    联立并代入数据可得:E=25N/C,故A错误;
    B.因UDC=E•DC=10V,而A、D两点电势相等,所以φA=10V,即粒子在A点的电势能为:
    Ep=qφA=8×10-4J,
    故B错误;
    C.从A到C由动能定理知:
    qUAC=mvC2-mv02,
    代入数据得:vC=5m/s,故C正确;
    D.粒子在C点总能量:
    EC=mvC2=×10-4×52 J =1.25×10-3J,
    由能量守恒定律可知,粒子速率为4m/s时的电势能为:
    Ep′=EC-mv2=1.25×10-3J-×10-4×52J =4.5×10-4J,
    故D正确.

    【点睛】
    本题考查了粒子在电场中的运动,粒子在电场中做类平抛运动,应用类平抛运动规律、动能定理、能量守恒定律即可正确解题.
    31. ;
    【分析】
    微粒在电场中受到重力和电场力,而做直线运动,电场力与重力的合力方向与速度方向在同一直线上,否则就做曲线运动.根据几何关系求出电场强度,再根据U=Ed求解电势差.
    【详解】
    微粒在电场中受到重力和电场力,而做直线运动,电场力与重力的合力方向与速度方向在同一直线上,所以电场力方向必定垂直极板向上,则

    解得:
    两板间电势差的大小U=Ed= .
    【点睛】
    本题是带电粒子在电场中运动的问题,关键是分析受力情况,判断出粒子做匀加速直线运动,根据几何关系求出电场强度.
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        高中物理人教版(2019)必修第三册第十章静电场中的能量第5节带电粒子在电场中的运动同步练习
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