31带电粒子在电场中的运动习题.docVIP

第9章 第3课时 一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分) 1．(2010·高考北京卷)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若(　　)A．保持S不变，增大d，则θ变大 B．保持S不变，增大d，则θ变小 C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，则θ不变 【命题立意】　本题考查平行板电容器问题的动态分析． 【解析】　静电计指针的偏角θ反映两极板间电压的大小．根据C＝知，保持S不变，d增大时，电容C减小，又因电荷量Q不变，根据U＝得，C减小时，U增大，则θ变大，A项正确，B项错误；同理可以判断d不变时，减小S，电容减小，电压增大，θ变大，C、D项均错误． 【答案】　A 2．(2010·高考课程标准卷)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器．某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面．工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上．若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)(　　)【命题立意】　本题理论联系实际，考查的是带电粒子在非匀强电场中的运动． 【解析】　根据力和运动的关系知，当粒子运动至电场中某一点时，运动速度与受力如图所示，又据曲线运动知识知粒子运动轨迹夹在合外力与速度之间，可判定粉尘颗粒的运动轨迹如A选项中图所示． 【答案】　A 3．如下图所示的示波管，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标的O点，其中x轴与XX′电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面指向纸内，y轴与YY′电场的场强方向重合)．若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限，则(　　)A．X、Y极接电源的正极，X′、Y′接电源的负极 B．X、Y′极接电源的正极，X′、Y接电源的负极 C．X′、Y极接电源的正极，X、Y′接电源的负极 D．X′、Y′极接电源的正极，X、Y接电源的负极 【解析】　若要电子打在题图所示坐标的第Ⅲ象限，电子在x轴上向负方向偏转，则应使X′接正极，X接负极；电子在y轴上也向负方向偏转，则应使Y′接正极，Y接负极，所以选项D正确． 【答案】　D 4．如图所示，地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m的带负电的小球以水平方向的初速度v0由O点射入该区域，刚好通过竖直平面中的P点，已知连线OP与初速度方向的夹角为45°，则此带电小球通过P点时的动能为(　　) A．mv02 B.mv02 C．2mv02 D.mv02 【解析】　由题意可知小球到P点时水平位移和竖直位移相等，即v0t＝vPyt 合速度vP＝＝v0EkP＝mvP2＝mv02，故选D. 【答案】　D 5．有三个质量相等的分别带有正电、负电和不带电的微粒，从极板左侧中央以相同的水平初速度v先后垂直场强方向射入，分别落到极板A、B、C处，如右图所示，则下列说法正确的是(　　) A．落在A处的微粒带正电，B处的不带电，C处的带负电 B．三个微粒在电场中运动时间相等 C．三个微粒在电场中运动的加速度aAaBaC D．三个微粒到达极板时的动能EkAEkBEkC 【解析】　微粒在水平方向上均做匀速直线运动，且水平速度相同，三微粒在水平方向上的位移，xCxBxA. 则三微粒的运动时间为 tC＝，tB＝，tA＝ 所以tCtBtA 微粒在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，则有 ＝aAtA2＝aBtB2＝aCtC2 所以aAaBaC，所以落在A处的微粒必带正电，B处的不带电，而C处的带负电，A、C选项正确，B选项错误． 根据动能定理得 A处：mg－qAE＝EkA－mv2 B处：mg＝EkB－mv2 C处：mg＋qCE＝EkC－mv2 所以D项错误． 【答案】　AC 6．如右图所示，一种β射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成．放射源O在A极板左端，可以向各个方向发射不同速度、质量为m的β粒子．若极板长为L，间距为d.当A、B板加上电压U时，只有某一速度的β粒子能从细管C水平射出，细管C离两板等距．已知元电荷为e，则从放射源O发射出的β粒子的这一速度为(　　) A. B. C. D. 【解析】　设所求的速度为v0，与上板A成θ角．在垂直于极板的方向上，β粒子做匀减速直线运动，当竖直分速度恰好减为零时，有＝at2，即d＝at2，水平位移L＝vxt，两式相除得＝＝，又vy＝at＝，所以vx＝vy＝.所以v0＝＝.选项C正确． 【答案】　C 7．如图甲所示，