人教版物理必修3同步练习: 10.5 带电粒子在电场中的运动...

更新时间：2024-04-02 浏览次数：16 类型：同步测试

一、选择题

1. (2024高二下·炎陵开学考) 下列粒子从静止状态经过电压为 $\text{[math]}$ 的电场加速后，动能最大的是（）

A . 质子 $\text{[math]}$ B . 氘核 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 粒子 $\text{[math]}$ D . 钠离子 $\text{[math]}$

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2. (2023高二上·荔湾期中) 静电喷涂机原理如图所示，静电喷涂机接高压电源，工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，微粒最后被吸附到工件表面。关于静电喷涂机的涂料微粒，下列表述正确的有（　　）

A . 微粒带正电 B . 微粒带负电 C . 微粒受到的电场力不变 D . 微粒在运动过程中，速率减小

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3. (2020高二上·罗源月考) 如图所示，质量为m、电量为+q的粒子A与质量为4m、电量为+2q的粒子B组成的混合体，由静止开始同时经同一加速电场加速后垂直偏转电场的电场线方向射入同一偏转电场中，偏转后，均打在同一荧光屏上，粒子在加速电场中运动的时间可忽略不计，粒子间的相互作用和重力均不计。则A、B两粒子（）

A . 同时到达屏上同一点 B . 同时到达屏上不同点 C . 先后到达屏上同一点 D . 先后到达屏上不同点

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4. (2023高三上·丹东月考) 如图，一个仅受静电力作用的带电粒子在静电场中运动，其轨迹用虚线表示。下列说法正确的是（）

A . 粒子可能带负电 B . N点的电势一定高于M点的电势 C . 电场力一定做正功 D . 粒子的电势能一定增加

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5. (2024高三上·盐城期末) 如图所示，直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，相邻圆筒间的距离相同，其中心轴线在同一直线上， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 接在电压大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源上，粒子从序号为 $\text{[math]}$ 的金属圆板的中心沿轴线进入圆筒。则粒子（）

A . 在加速器中一直做匀加速直线运动 B . 只在金属圆筒内做匀加速直线运动 C . 只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动 D . 在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动

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6. (2024高二上·惠州期末) 一带负电的粒子仅在电场力的作用下，以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其v-t图像如图所示.则此电场的电场线分布可能是（）

A . B . C . D .

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7. (2019高二上·广西期中) 以M、N边界的匀强电场如图所示。一正电荷（不计重力）以速度v水平向右进入电场，则该电荷在电场中将做（）

A . 匀速直线运动 B . 匀速圆周运动 C . 匀加速直线运动 D . 匀减速直线运动

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8. (2018高三上·邢台月考) 如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距l，在正极板附近有一电荷量为q (q>0)的带正电粒子，在负极板附近有另一电荷量为-q的带负电粒子，在电场力的作用下两粒子同时从静止开始运动。已知带正、负电粒子的质量之比为2：1，若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则当两粒子同时经过一平行于极板的平面时，该平面到正极板的距离为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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9. (2021高二上·罗源期中)
如图所示，正电子垂直电场方向入射到匀强电场中，不计重力，正电子做（）

A . 匀速直线运动 B . 匀加速直线运动 C . 向下偏转的曲线运动 D . 向上偏转的曲线运动

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10. (2021高二上·河南月考) 让一价氢离子、一价氦粒子和二价氦粒子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，则（）

A . 它们会沿同一轨迹运动 B . 它们会分成三股射出 C . 它们会分成两股射出 D . 它们只是在同一位置射出轨迹并不相同

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11. (2021高二上·定州期中) 如图所示，静止的电子在加速电压为U₁的电场作用下从O经P板的小孔(位于P板的中点)射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U₂的电场作用下偏转一段距离．现使U₁加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该（）

A . 使U₂加倍 B . 使U₂变为原来的4倍 C . 使U₂变为原来的 $\text{[math]}$ 倍 D . 使U₂变为原来的 $\text{[math]}$

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12. (2020高二上·哈尔滨月考) a、b、c三个 $\text{[math]}$ 粒子（重力不计）由同一点M同时垂直电场强度方向进入带有等量异种电荷的两平行金属板的电场间，其轨迹如图所示，其中b恰好沿板的边缘飞出电场，由此可知（）

A . 进入电场时a的速度最大，c的速度最小 B . b、c在电场中运动经历的时间相等 C . 若把上极板向上移动，则a在电场中运动经历的时间减小 D . 若把下极板向下移动，则a在电场中运动经历的时间增长

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二、多项选择题

13. (2019高二上·哈尔滨月考) 真空中的某装置如图所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏，今有质子，氘核和粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和粒子的质量之比为1：2：4，电荷量之比为1：1：2，则下列判断中正确的是（）

A . 三种粒子不是同时打到荧光屏上的 B . 三种粒子打到荧光屏上的位置相同 C . 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1：2：2 D . 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1：2：4

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14. (2020高二上·哈尔滨月考) 示波器的核心部件是示波管，示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，其原理图如图甲所示。下列说法正确的是（）

A . 如果在XX′之间不加电压，在YY′（Y正Y′负）加图a电压，荧光屏的正Y轴上将出现一个亮斑 B . 如果在XX′之间加图b的电压，在YY′（Y正Y′负）之间加图a电压，在荧光屏上会看到X轴上一条水平的亮线 C . 如果在XX′（X正X′负）之间加图a的电压，在YY′之间加图c的电压，在荧光屏上会看到一条与Y轴平行的竖直亮线（在Ι、Ⅳ象限） D . 如果在XX′之间加图b的电压，在YY′之间加图c的电压，在荧光屏上看到的亮线是正弦曲线

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15. (2019高三上·黑龙江月考) 如图所示，一电子从匀强电场左边界A点以初速度垂直于场强方向进入电场，经偏转从右边界B点飞出．已知A、B两点间水平和竖直距离均为L，电子质量为m、电荷量为e，不计电子重力及空气阻力．则正确的是（）

A . 电子从A到B的运动时间为 $\text{[math]}$ B . 匀强电场的电场强度为 $\text{[math]}$ C . A，B两点间的电势差为 $\text{[math]}$ D . 电子从B点飞出时速度与水平方向夹角的正切值为1 E . 电子从B点飞出时速度大小为 $\text{[math]}$

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16. (2019高二上·哈尔滨月考) 如图所示水平放置的平行板电容器，两板间距为d，电压恒为U，两板间为匀强电场。为便于描述，以两板中心连线中点为坐标原点O并建立如图平面直角坐标系。O点为一粒子源沿x轴正向以速度v₀发射出一个质量为m、带正电粒子，粒子沿x轴正向做匀速运动（粒子落到极板即被吸附，坐标轴不随极板转动）。则下列说法正确的是：（）

A . A板带负电、B板带正电，粒子的电荷量为 $\text{[math]}$ B . 若A，B两板分别以O₁、O₂为轴在纸面内逆时针转动15°后，沿x轴正向射入的粒子将做曲线运动 C . 若两板以O为轴在纸面内顺时针转动180°，粒子由O点以v₀沿x轴正向射入且未从极板间射出，粒子在极板上的落点坐标为 $\text{[math]}$ D . 若两板以O为轴在纸面内顺时针转动90°，粒子由O点以v₀沿 y轴负向射入，当其达到A板时增加的动能为1.5mgd，则粒子的初速度 $\text{[math]}$

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17. (2019高二上·吉林月考) 有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的微粒，从极板左侧中央以相同的水平初速度v先后垂直场强射入，分别落到极板A、B、C处，如图所示，则正确的有（）

A . 粒子A带负电，B不带电，C带正电 B . 三个粒子在电场中运动时间不相等 C . 三个粒子在电场中运动的加速度a_A＜a_B＜a_C D . 三个粒子到达极板时动能E_kA<E_kB<E_kC

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18. (2021高二上·郑州期中) 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E_k0 ，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 . 所有粒子都不会打到两极板上 B . 所有粒子最终都垂直电场方向射出电场 C . 运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2E_k0 D . 只有t＝ $\text{[math]}$ (n＝0，1，2…)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场

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19. (2018高二上·大庆月考) 如图所示，电子以初速度 $\text{[math]}$ 沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两金属板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板，则下列说法正确的是（）

A . 电子穿越平行金属板所需要的时间减少 B . 电子穿越平行金属板所需要的时间不变 C . 电子穿越平行金属板的侧向位移增大 D . 电子穿越平行金属板的侧向位移减少

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20. (2018高二上·南宁月考) 如图所示，带正电的粒子（不计粒子的重力）以一定的初速度v₀沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，平行板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行板的时间为t，则（）

A . 在前 $\text{[math]}$ 时间内，电场力对粒子做的功为 B . 在后 $\text{[math]}$ 时间内，电场力对粒子做的功为 C . 在粒子下落前和后的过程中，电场力做功之比为1：1 D . 在粒子下落前和后的过程中，电场力做功之比为1：2

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三、非选择题

21. (2023高二上·水城月考) 如图所示，一质量为m、电荷量为 $\text{[math]}$ 的粒子以一定的初速度从靠近B板的位置垂直板平面向A板运动，刚好靠近A板时速度为零，不计粒子受到的重力，两板间距为d，两板间电压为U，求：
1. （1）粒子的加速度大小a；
2. （2）粒子的初速度大小v。
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22. (2023高二上·辽源期中) 如图所示，A、B极板接在电压为U的电源上，一电子电量为e，质量为m，从A极板静止释放，求电子到达B极板的速度大小。

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23. (2024高二上·昌平期末) 一水平放置的平行板电容器，两极板间电场可视为匀强电场。一电子从两极板间的中央点以初速度 $\text{[math]}$ 垂直于极板间的匀强电场飞入，恰能从下极板右边缘飞出，如图所示。已知两极板间距为 $\text{[math]}$ ，板长为 $\text{[math]}$ ，电子的质量为 $\text{[math]}$ ，电荷量为 $\text{[math]}$ 。不计电子的重力。求：
1. （1）电子在两极板间的加速度大小 $\text{[math]}$ ；
2. （2）两极板间电压 $\text{[math]}$ ；
3. （3）在此过程中电场力对电子所做的功 $\text{[math]}$ 。
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24. (2024高二上·安庆期末) 如图所示，平行金属板长为 $\text{[math]}$ ，一个带正电为 $\text{[math]}$ C、质量为 $\text{[math]}$ 的粒子以初速度 $\text{[math]}$ 紧贴上板垂直射入电场，刚好从下板边缘射出，末速度恰与下板成 $\text{[math]}$ 角，粒子重力不计，求：
1. （1）粒子在电场中运动时间；
2. （2）粒子末速度大小；
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25. (2022高一下·温州期末) 如图所示，两相同金属极板A与B的长度为L，加电压后极板间的电场强度为E（可视为匀强电场）。一个电荷量为e的电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度为 $\text{[math]}$ 。求电子
1. （1）在电场中运动的时间t；
2. （2）在电场中运动的加速度大小a；
3. （3）射出电场时沿电场方向偏移的距离y。
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26. (2020高三上·哈尔滨月考) 如图所示，平行板电容器与电源相连，两极板竖直放置，相距为d．在两极板的中央位置，用绝缘细线悬挂一个质量为m，电荷量为q的小球．小球静止在A点，此时细线与竖直方向成θ角．已知电容器的电容为C，重力加速度大小为g．求：
1. （1）平行板电容器两极板间的电场强度大小；
2. （2）电容器极板上所带电荷量Q；
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27. (2020高二上·遂宁期末) 如图甲，两平行金属板MN、PQ的板长相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场强度大小为E，t=0s时一质量为m，带电量为q的粒子（不计重力）沿板间中线垂直电场方向以 $\text{[math]}$ 速度射入电场，经过时间T恰好从MN极板边缘N处水平射出。求：
1. （1）带电粒子在电场中运动的加速度大小和平行板的长度。
2. （2）电容器两极板间的电势差U。
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28. (2023高二上·佛山月考) 如图所示，A、B两个带电小球可以看成点电荷，用两等长绝缘细线悬挂在水平方向的匀强电场中，A、B静止，且悬线都保持竖直，已知A、B相距3cm，A的带电量为 $\text{[math]}$ （静电力常量 $\text{[math]}$ ），求：
1. （1）匀强电场的场强方向和大小；
2. （2）小球B的电量大小 $\text{[math]}$ 。
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29. (2022高一下·芙蓉期末) 如图所示，一个质量为m=0.03kg，带电量为1.0×10^-8C的带电小球，用绝缘细线悬挂在某水平方向的匀强电场中，图中实线为电场线。当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°角。（重力加速度g取10m/s²）
1. （1）该电场的场强大小为多少？
2. （2）将悬线剪断，请定量分析悬线剪断后一小段时间内小球做什么运动。
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30. (2020高二上·吉林期末) 如图所示，质子（ $\text{[math]}$ H）和α粒子（ $\text{[math]}$ He），以相同的初动能垂直射入偏转电场（粒子不计重力），则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为多少？

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