人教版（2019）高中物理必修三专题07 带电粒子在电场中的运动

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1.(2020-2021学年·海南琼西中学高一月考)如图所示，质子(eq \\al(1,1)H)和α粒子(eq \\al(4,2)He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，这两个粒子都能射出电场，α粒子的质量是质子的4倍，带电荷量是质子的2倍，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.2∶1 D.1∶4
2.(2020-2021学年·绍兴市高级中学高一月考)如图所示，在一对带等量异号电荷的平行金属板间，某带电粒子只在电场力作用下沿虚线从A运动到B。则( )
A.粒子带负电
B.从A到B电场强度增大
C.从A到B粒子动能增加
D.从A到B粒子电势能增加
3.(多选)(2020-2021学年·长春市第二十九中期末)一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向。两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带电粒子a和b，从电容器边缘同一竖直线上的不同位置(如图)沿相同的水平方向同时射入两平行板之间，经过相同时间两粒子落在电容器下板同一点P上。若不计重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是( )
A.粒子a的比荷大于粒子b
B.粒子a射入时的初速度大于粒子b
C.若只减小两板间的电压，则两粒子可能同时落在电容器下板边缘上
D.若只增大粒子b射入时的初速度，则两粒子可能在两板之间的某一位置相遇
4.(多选)(2020-2021学年·山西太原一中高二期末)三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，不计电子重力，如图，a打在下极板上，b正好飞出。则由此可判断( )
A.b和c同时飞离电场
B.在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上
C.进入电场时，a速度最小，c速度最大
D.c的动能增量最大，a和b的动能增量一样大
5. (2020-2021学年·浙江永嘉中学高二期中)如图所示，两金属板与电源相连接，电压为U，电子从上极板边缘垂直电场方向，以速度v0射入匀强电场，且恰好从下极板边缘飞出，两板之间距离为d。现在保持电子入射速度和入射位置(紧靠上极板边缘)不变，仍要让其从下极板边缘飞出，则下列操作可行的是( )
A.电压调至2U，板间距离变为2d
B.电压调至2U，板间距离变为eq \r(2)d
C.电压调至eq \r(2)U，板间距离变为2d
D.电压调至eq \r(2)U，板间距离变为eq \f(d,2)
6.(多选)(2020-2021学年·浙江宁波效实中学高一期末)如图所示，空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A、B，间距为d，中央分别开有小孔O、P。现有甲电子以速率v0从O点沿OP方向运动，恰能运动到P点。若仅将B板向右平移距离d，再将乙电子从P′点由静止释放，则( )
A.金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变
B.金属板A、B间的电压增大
C.甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同
D.乙电子运动到O点的速率为2v0
7.(多选)(2020-2021学年·陕西西安交大附中高二期中)如图所示，氕(eq \\al(1,1)H)、氘(eq \\al(2,1)H)、氚(eq \\al(3,1)H)的原子核经同一加速电场由静止开始加速，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，氚(eq \\al(3,1)H)获得的速度最大
B.偏转电场对三种粒子做功一样多
C.三种粒子运动到屏上所用时间相同
D.三种原子核都打在屏上的同一位置上
8.(2020-2021学年·长春市二十九中高二期末)如图所示，电子在电压为U1的加速电场中由静止开始运动，然后，射入电压为U2的两块平行板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，在下述四种情况中，一定能使电子的侧向位移变大的是( )
A.U1增大，U2减小 B.U1、U2均增大
C.U1减小，U2增大 D.U1、U2均减小
9.(多选)(2020-2021学年·宜宾市叙州区二中高二月考)如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是( )
A.滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升
B.滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升
C.电压U增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变
D.电压U增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变
10.(多选)(2020-2021学年·夏津一中高一月考)如图所示，光滑的水平轨道AB与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，AB水平轨道部分存在水平向右的匀强电场，半圆形轨道在竖直平面内，B为最低点，D为最高点。一质量为m、带正电的小球从距B点x的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB向右运动，恰能通过最高点，则( )
A.R越大，x越大
B.R越大，小球经过B点后瞬间对轨道的压力越大
C.m越大，x越小
D.m与R同时增大，电场力做功增大
11.(多选)(2020-2021学年·镇平县一中高二月考)如图所示，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所示。电子原来静止在左极板小孔处。(不计重力作用)下列说法中正确的是( )

A.从t＝0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上
B.从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间往复运动
C.从t＝eq \f(T,4)时刻释放电子，电子可能在两板间往复运动，也可能打到右极板上
D.从t＝eq \f(3T,8)时刻释放电子，电子必将打到左极板上
二．非选择题
12.(2020-2021学年·浙江绍兴一中高一期中)如图所示，在xOy平面的第Ⅰ象限内有与y轴平行的有界匀强电场。一电子以垂直于y轴的初速度v0从P(0，2L)点射入电场中，并从A(2L，0)点射出电场。已知电子的电荷量大小为e，质量为m，不计电子的重力。求：
(1)判断第Ⅰ象限内电场的方向；
(2)电子从P点运动到A点的时间；
(3)匀强电场的电场强度大小。
13.(2020-2021学年·湖北孝感高中高一月考)如图所示，一对平行金属板M、N长为L，相距为d。当两板间加电压UMN＝U0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场，某种带负电的粒子以速度v0沿下极板N边缘射入电场，恰好打在上极板M的中点(带电粒子所受的重力不计)。求带电粒子的比荷eq \f(q,m)。
14.(2020-2021学年·山东桓台一中高一期中)如图所示，质量为m＝0.5 kg 的物体带电量为q＝＋6×10－4 C，从半径为 R＝0.5 m 的光滑的eq \f(1,4)圆弧的绝缘滑轨上端静止下滑到底端，然后继续沿水平面滑动。物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2，整个装置处于E＝103 N/C的匀强电场中，取g＝10 m/s2，求下列两种情况下物体在水平面上滑行的最大距离x：
(1)E水平向左；
(2)E竖直向下。
15.(2020-2021学年·攀枝花市十五中高二月考)如图所示，质量为5×10－8 kg的带电微粒以v0＝2 m/s的速度从水平放置的金属板A、B的中央飞入板间，已知板长L＝10 cm，板间距离d＝2 cm。当UAB＝1 000 V时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，重力加速度g＝10 m/s2。则
(1)UAB为多大时粒子擦上板边沿飞出？
(2)UAB为多大时粒子擦下板边沿飞出？
16.(2020-2021学年·浙江省湖州中学高一期中)如图所示，在竖直放置的光滑绝缘细管的圆心O处固定一正点电荷，将质量为m，带电荷量的绝对值为q的小球从圆弧管的水平直径端A点由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，已知细管的半径为R，重力加速度为g，问：
(1)小球m带正电还是负电；
(2)小球m滑到最低点B时的速度多大；
(3)圆心处的正电荷在B点处产生的电场强度多大。
17.(2020-2021学年·攀枝花市十五中高二月考)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eq \f(3,4)g，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)。
18.(2020-2021学年·云南昆明市高二期末)虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m＝2.0×10－11 kg、电荷量为q＝＋1.0×10－5 C，从a点由静止开始经电压为U＝100 V的电场加速后，垂直进入匀强电场中，从虚线MN上的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30°角。已知PQ、MN间距为20 cm，带电粒子的重力忽略不计，求：
(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1；
(2)水平匀强电场的场强大小。
19.(2020-2021学年·辰溪县一中高二月考)如图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R＝0.50 m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E＝1.0×104 N/C，现有质量m＝0.20 kg，电荷量q＝8.0×10－4 C的带电体(可视为质点)，从A点由静止开始运动，已知sAB＝1.0 m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5，假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。求：(取g＝10 m/s2)
(1)带电体运动到圆弧轨道C点时的速度大小；
(2)带电体最终停在何处。
20.(2020-2021学年·陕西咸阳市实验中学高二月考)如图所示在水平方向的匀强电场中，用长为l的绝缘细线，拴一质量为m、电荷量为q的小球，线的上端固定，开始时将球拉成水平，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时的速度恰好为零。问：
(1)小球带正电还是负电？
(2)A、B两点间的电势差UAB为多少？
(3)电场强度为多大？(重力加速度为g)
21.(2020-2021学年·浙江东阳中学高一期中)如图所示，两平行金属板A、B长L＝8 cm，两板间距离d＝8 cm，A板比B板电势高300 V，一不计重力的带正电的粒子电荷量q＝10－10 C，质量m＝10－20 kg，沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2×106 m/s，粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域。已知两界面MN、PS相距为12 cm，D是中心线RD与界面PS的交点。
(1)粒子穿过MN时偏离中心线RD的距离以及速度大小？
(2)粒子到达PS界面时离D点的距离为多少？
(3)设O为RD延长线上的某一点，我们可以在O点固定一负点电荷，使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动，求在O点固定的负点电荷的电量为多少？(静电力常量k ＝9.0×109 N·m2/C2，保留2位有效数字)
22.(2020-2021学年·江苏震泽中学高一期中)如图所示，在竖直平面内放置着绝缘轨道ABC，AB部分是半径R＝0.40 m的光滑半圆轨道，BC部分是粗糙的水平轨道，BC轨道所在的竖直平面内分布着E＝1.0×103 V/m的水平向右的有界匀强电场，AB为电场的左侧边界。现将一质量为m＝0.04 kg、电荷量为q＝－1×10－4 C的滑块(视为质点)从BC上的某点由静止释放，滑块通过A点时对轨道的压力恰好为零。已知滑块与BC间的动摩擦因数为μ＝0.05，g取10 m/s2。求：
(1)滑块通过A点时速度vA的大小；
(2)滑块在BC轨道上的释放点到B点的距离x；
(3)滑块离开A点后在空中运动速度v的最小值。
23.(2020-2021学年·陕西咸阳市实验中学高二月考)如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。重力加速度取g，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。求：
(1)水平向右电场的电场强度的大小；
(2)若将电场强度减小为原来的eq \f(1,2)，小物块的加速度是多大；
(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能。