高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第4节 带电粒子在电场中的运动课时练习

2.4带电粒子在电场中的运动基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，在光滑、绝缘的水平桌面上固定放置一光滑、绝缘的挡板ABCD，AB段为直线挡板，BCD段是半径为R的圆弧挡板，挡板处于场强为E的匀强电场中，电场方向与圆直径MN平行．现有一带电量为q、质量为m的小球由静止从挡板内侧上的A点释放，并且小球能沿挡板内侧运动到D点抛出，则

A．小球运动到N点时，挡板对小球的弹力一定为零

B．小球运动到N点时，挡板对小球的弹力一定大于Eq

C．小球运动到M点时，挡板对小球的弹力一定为零

D．小球运动到C点时，挡板对小球的弹力一定大于mg

2．如图所示，悬线下悬挂着一个带正电的小球，它的质量为m，电量为q，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E，小球静止，则下列说法正确的是（　　）

A．若剪断悬线，小球做圆周运动 B．若剪断悬线，小球做曲线运动

C．若剪断悬线，小球做匀速运动 D．若剪断悬线，小球做匀加速直线运动

3．如图所示，图中的甲为一带电导体，乙为长度足够长的导体板，实线为等势线，当电场稳定时，一电子在该电场中的运动轨迹如图中的虚线所示，D、E、F分别为导体表面上的三点。忽略空气的阻力、电子的重力以及电子对电场的影响。则（　　）

A．E点的电势比F点的电势低

B．E点的电势比D点的电势高

C．电子在B点的电势能大于在A点的电势能

D．电子的运动方向一定是从A运动到C

4．如图所示，虚线、、是电场中三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，一个带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域，图中实线为其运动轨迹，、是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（　　）

A．三个等势面中，等势面的电势最高

B．带电质点通过点时的动能比通过点时大

C．带电质点通过点时的加速度比通过点时大

D．带电质点一定是从点向点运动

5．如图所示为某电场中的一条电场线，A、O、B为电场线上三点，且AO=OB，一带负电的粒子沿电场线从A运动到B，不计空气阻力及粒子重力。则下列判断正确的是（　　）

A．粒子一定在A点由静止释放

B．粒子从A到B一定做匀减速运动

C．粒子从A到B电势能一定增大

D．粒子从A到O电场力做功一定等于O到B电场力做功

6．如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ ，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则（　　）

A．微粒达到B点时动能为

B．微粒的加速度大小等于

C．微粒从A点到B点的过程电势能减少

D．两极板的电势差

7．下图是点电荷电场中的一条电场线，下面说法正确的是（   ）

A．A点的场强一定大于B点的场强

B．A点的电势一定比B点高

C．这个电场一定是正电荷形成的

D．在B点由静止释放一个质子，它一定向A点运动

8．如图所示，A、B两板间加速电压为U1，C、D两板间偏转电压为U2。一个带电荷量为q的正粒子自A板起由静止相继被加速、偏转，飞离偏转电场时的最大侧移为C、D板间距离的一半，则它的出射速度的大小为（　　）

A． B．

C． D．

9．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

10．空间存在着平行于x轴方向的静电场，其电势φ随x的分布如图所示，A、M、O、N、B为x轴上的点，|OA|＜|OB|，|OM|＝|ON|。一带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动。则下列判断中正确的是（　　）

A．粒子一定带正电

B．粒子一定能通过N点

C．粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大

D．粒子从M向N运动过程中电势能先增大后减小

11．如图所示，虚线a、b、c为电场中的一簇等势线，相邻两等势线之间的电势差相等，等势线a上一点A处，分别射出甲、乙两个粒子，两粒子在电场中的轨迹分别交等势线c于B、C点，甲粒子从A到B的动能变化量的绝对值是E，乙粒子从A到C动能变化量绝对值为。不计粒子间的相互作用力及粒子的重力，由此可以判断（　　）

A．甲粒子一定带正电，乙粒子一定带负电

B．甲粒子的电荷量一定为乙粒子电荷量的2倍

C．乙粒子从A到C电场力一定做负功，电势能减少

D．甲粒子在B点的电势能的绝对值一定是乙粒子在C点电势能绝对值的2倍

12．如图甲，一个带正电的粒子仅在电场力的作用下沿一条直线运动，A、B是直线上的两点，粒子在电场中运动的v-t图像如图乙，图像为抛物线，时刻粒子的速度最大，时刻粒子运动到A点，时刻粒子运动到B点，，A点的电场强度大小为、电势为，B点的电场强度大小为、电势为。下列选项正确的是（　　）

A．， B．，

C．， D．，

13．一对平行金属板长为，两板间距为，大量电子从平行板左侧以速度沿两板的中线不断进入平行板之间，两板间所加交变电压如图所示，交变电压的周期。已知时刻进入电场的电子刚好从极板的上边缘飞出，不计重力，不计电子间相互作用，则（    ）

A．电子在两板间运动的加速度保持不变

B．时刻进入电场的电子，将从极板下边缘离开电场

C．所有电子离开电场时的速度都大于

D．从两板中线处离开电场的电子，其速度方向与极板平行

14．如图所示，水平放置的平行板电容器，上极板带正电，下极板带负电，一带电粒子由a点以水平向右的初速度射入两极板间，随后某时刻粒子经过b点。下列判断正确的是（　　）

A．粒子带正电 B．a点电势φa高于b点电势φb

C．粒子在a点的电势能Epa大于在b点的电势能Epb D．粒子在a点的动能Eka大于在b点的动能Ekb

15．如图所示,R是一个滑动变阻器,M、N为水平正对放置的两块平行金属板,两板间带电微粒Q处于静止状态,则下列说法正确的是(   )

A．若只减小M、N两金属板的间距，则有向左的电流通过电阻R

B．若只减小M、N两金属板的间距，Q将向下运动

C．若只将滑动变阻器滑片由中间滑到最左端，Q将向下运动

D．若只在紧贴N板内侧插入一块一定厚度的金属片，Q将向上运动

二、填空题（共4题）

16．如图所示，从炽热的金属丝漂出的电子 (初速度视为零），经加速电场加速后，从两级中间垂直进入偏转场，电子的重力忽略不计，在满足电子能从偏转电场射出的条件下，为使电子的偏转角变大，偏转电极的电压    _______(选填“增大”“减小”)，射出偏转电场的电子速度大小_______    (选“增大”“减小”)

17．如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两水平平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打到上板的过程中它们所带的电荷量之比qP∶qQ=___________；它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ=___________。

18．如图一带电小球质量为m，带电量为+q，以初速度V与水平方向成30°角射向空间匀强电场区域，小球恰好做直线运动．求匀强电场的最小场强的大小为__________场强方向与速度方向夹角为__________．

19．美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。

（1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有________。

A．油滴质量m    B．两板间的电压U    C．两板间的距离d    D．两板的长度L

（2）用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=________（已知重力加速度为g）。

（3）密立根仔细观察油滴的运动，经过反复实验得出大量数据，得到如下表所示数据：

你从密立根所测得的大量数据中可得出的结论是：___________。

（4）若要使原本静止的油滴落到下极板，则下列做法可以达到目的的有________。

A．保持两极板电压不变，把下极板向下移    B．断开电源，把下极板向右移

C．断开电源，在两极板间插入电介质    D．断开电源，把下极板向上移

三、综合题（共4题）

20．如图所示，虚线PQ、MN间距离为d，其间存在水平方向的匀强电场．质量为m 的带正电粒子，以一定的初速度从A处垂直于电场方向进入匀强电场中，经t时间从B处（图中未标出）离开匀强电场时速度与电场方向成30°角．带正电粒子的重力不计．求：带电粒子的

（1）初速度；

（2）加速度；

（3）电势能的变化量．

21．如图所示，一质量为m＝、带电荷量为q＝的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成60°角。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度取g＝10m/s2。结果保留两位有效数字。

（1）求电场强度E的大小。

（2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s小球的速度v。

22．如图，光滑水平面上存在水平向右、场强为E的匀强电场，电场区域宽度为L．质量为m、带电量为+q的可视为质点的物体A从电场左边界由静止开始运动，离开电场后与质量为2m的物体B碰撞并粘在一起，碰撞时间极短．B的右侧拴接一处于原长的轻弹簧，弹簧右端固定在竖直墙壁上（A、B均可视为质点）．求

（1）物体A在电场中运动时的加速度大小；

（2）物体A与B碰撞过程中损失的机械能及弹簧的最大弹性势能．

23．如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C，匀强电场的场强E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）小球的质量m；

（2）若剪断细线，2s后小球的速度的大小；

（3）若将电场撤去，小球回到最低点时绳子的拉力的大小。

参考答案

1．B

2．D

3．C

4．C

5．C

6．D

7．B

8．B

9．B

10．B

11．B

12．A

13．B

14．C

15．D

16．增大    增大   

17．1:2    1:4   

18．；    ;   

19．ABC        油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷，其值为    AC   

20．（1）  （2）（3）

21．（1）；（2），方向与竖直方向夹角60°斜向左下方；

22．（1）；（2）；

23．（1）m=4.0×10-4kg；（2）25m/s；（3）5.6×10-3N