2024_2025学年新教材高中物理第2章电势能与电势差第4节带电粒子在电场中的运动测评含解析鲁科版.docxVIP

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第4节带电粒子在电场中的运动

课后篇素养形成

合格考达标练

1.

在如图所示的匀强电场中,若一个点电荷从P点由静止释放,(不计粒子重力)则以下说法正确的是()

A.该点电荷可能做匀变速曲线运动

B.该点电荷肯定向右运动

C.静电力对该点电荷可能不做功

D.该点电荷肯定做匀加速直线运动

解析电荷受到水平方向上的静电力做匀加速直线运动,因为电荷的电性未知,无法确定向哪个方向做匀加速直线运动,故A、B错误,D正确;电荷在运动的过程中,静电力做正功,故C错误。

答案D

2.让质子和氘核的混合物沿与电场垂直的方向进入匀强电场,要使它们最终的偏转角相同,这些粒子进入电场时必需具有相同的()

A.初速度 B.初动能

C.加速度 D.无法确定

解析进入电场中的粒子的偏转角tanθ=vyv0

答案B

3.

当今医学上对某些肿瘤采纳质子疗法进行治疗,该疗法用肯定能量的质子束照耀肿瘤杀死癌细胞。现用始终线加速器来加速质子,使其从静止起先被加速到1.0×107m/s。已知加速电场的电场强度为1.3×105N/C,质子的质量为1.67×10-27kg,电荷量为1.6×10-19C,则下列说法正确的是()

A.加速过程中质子电势能增加

B.质子所受到的电场力约为2×10-15N

C.质子加速须要的时间约为8×10-6s

D.加速器加速的直线长度约为4m

解析电场力对质子做正功,质子的电势能削减,A错误;质子受到的电场力大小F=qE=2×10-14N,B错误;质子的加速度a=Fm=1.2×1013m/s2,加速时间t=va=8×10-7s,C错误;加速器加速的直线长度x=v

答案D

4.

如图所示,A、B两个带正电的粒子,所带电荷量分别为q1与q2,质量分别为m1和m2。它们以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后,A粒子打在N板上的A点,B粒子打在N板上的B点,若不计重力,则()

A.q1q2 B.m1m2

C.q1m

解析设粒子进入电场时的速度为v0,电荷量为q,质量为m,所以加速度a=qEm,运动时间t=xv0,偏转位移为y=12at2,整理得y=qEx22mv02

答案C

5.

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α粒子均由A板从静止起先被加速电场加速后,垂直于电场方向进入偏转电场,最终打在荧光屏上。已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4,电荷量之比为1∶1∶2,则下列推断中正确的是()

A.三种粒子从B板运动到荧光屏经验的时间相同

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

解析设加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转极板的长度为L,板间距离为d,在加速电场中,由动能定理得qU1=12mv02,解得v0=2qU1m,三种粒子从B板运动到荧光屏的过程,水平方向做速度为v0的匀速直线运动,由于三种粒子的比荷不同,则v0不同,所以三种粒子从B板运动到荧光屏经验的时间不同,故A错误;依据推论y=U2L24dU1、tanθ=U2

答案B

6.

如图所示,电场强度大小为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、带电荷量分别为+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.s22qE

C.s42

解析依据对称性,两粒子轨迹的切点位于矩形区域abcd的中心,则在水平方向有12s=v0t,在竖直方向有12h=12·qEmt2

答案B

7.(2024山东聊城检测)

如图所示,质量为m、电荷量为q的粒子以速度v0垂直于电场方向从A点射入匀强电场,并从电场另一侧B点射出,且射出的速度方向与电场方向的夹角为30°,带电粒子的重力不计,已知匀强电场的宽度为L,求:

(1)匀强电场的电场强度E;

(2)A、B两点的电势差UAB。

解析(1)带电粒子在匀强电场的水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动,将v沿水平方向和竖直方向分解,则

vy=v0tan30°=

又vy=qEmt②

L=v0t③

由①②③得E=3m

(2)qUAB=12mv2-12

又v=v0sin30

由④⑤得UAB=3m

答案(1)3mv0

8.

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=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从a点由静止起先经电压为U=100V的电场加速后,垂直进入匀强电场中,从虚线