第4讲　带电粒子在电场中的运动.docxVIP

第4讲带电粒子在电场中的运动

(分值:100分)

1~8题,每小题9分,共72分。

A级基础对点练

对点练1带电粒子(带电体)在电场中的直线运动

1.(多选)(2025·湖南长沙一模)如图所示,阴极K发射的电子(初速度可视为零)经电压为U0的电场加速后,从A板上的小孔进入由A、B两平行金属板组成的电容为C的电容器中,开始时B板不带电,电子到达B板后被吸收。已知电子的电荷量为e,不计电子重力以及电子之间的相互作用,当电子不能到达B板时()

A.在这之后,任何从小孔进入电容器的电子速度第一次减为0所用的时间(从刚进入电容器时开始计时)相等

B.B板的电势和阴极K的电势相等

C.B板的电荷量为CU0

D.电子从阴极K到B板电势能一直减小

2.密立根油滴实验装置如图所示,当油滴喷出时,因与喷雾器摩擦而带负电,油滴通过小孔进入平行板电容器之间,调节A、B两板间的电压,让油滴缓慢匀速下落,并测定油滴直径等相关物理量,可推算出该油滴的电荷量,不计油滴间相互作用。下列说法正确的是()

A.油滴由于失去正电荷而带负电

B.若仅增大A、B间电压,油滴将加速下落

C.若仅增大A、B间距离,油滴将减速下落

D.若在A、B间同时悬停着两颗油滴,则直径大的带电荷量一定大

3.如图甲所示为粒子直线加速器原理图,它由多个横截面积相同的同轴金属圆筒依次组成,序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源相连,交变电源两极间的电势差的变化规律如图乙所示。在t=0时,奇数圆筒比偶数圆筒电势高,此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)的中央有一自由电子由静止开始在各间隙中不断加速。若电子的质量为m,电荷量为e,交变电源的电压为U,周期为T。不考虑电子的重力和相对论效应,忽略电子通过圆筒间隙的时间。下列说法正确的是()

A.电子在圆筒中也做加速直线运动

B.电子离开圆筒1时的速度为2Ue

C.第n个圆筒的长度应满足Ln=TnUe

D.保持加速器筒长不变,若要加速比荷更大的粒子,则要调大交变电压的周期

对点练2带电粒子在电场中的偏转

4.示波管的结构如图所示,Y、Y接输入电压信号,X、X接扫描电压信号,若扫描电压信号的周期和输入电压信号的周期相同,且可以在荧光屏上得到输入电压信号周期变化的图像,则下列扫描电压信号的图像可能正确的是()

A.A B.B

C.C D.D

5.(2024·黑吉辽卷,6)在水平方向的匀强电场中,一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直面(纸面)内运动。如图,若小球的初速度方向沿虚线,则其运动轨迹为直线;若小球的初速度方向垂直于虚线,则其从O点出发运动到与O点等高处的过程中()

A.动能减小,电势能增大

B.动能增大,电势能增大

C.动能减小,电势能减小

D.动能增大,电势能减小

6.(2025·浙江七彩阳光新高考联盟高三联考)一质量为m、电荷量为q的带负电的小球,以初速度v0从匀强电场中的A点水平抛出后经过某一定点B,如图所示,电场强度大小为E0,方向竖直向下。下列说法正确的是()

A.可以计算经过B点的时间

B.可以计算经过B点时的竖直方向的速度

C.初速度为2v0,要使小球仍能经过B点,电场强度大小为22E

D.只要能够经过B点,过B点时的速度偏转角为一定值,与初速度大小无关

7.(多选)如图所示,三个同样的带电粒子a、b、c(不计重力)同时从同一位置沿同一方向垂直于电场线射入平行板电容器间的匀强电场,它们的运动轨迹已标出,不考虑带电粒子间的相互作用,下列说法中正确的是()

A.b飞离电场的同时,a刚好打在下极板上

B.b和c同时飞离电场

C.进入电场时,c的速度最大,a的速度最小

D.在电场中运动的过程中,c的动能增加量最小,a、b的动能增加量相同

B级综合提升练

8.如图装置是由粒子加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、间距为Δd的相同平行金属板构成,极板间距离和板长均为L。加速电压为U0,两对极板间偏转电压大小相等均为U0,电场方向相反。质量为m、电荷量为+q的粒子无初速度地进入加速电场,被加速器加速后,从平移器下板边缘水平进入平移器,最终从平移器上板边缘水平离开,不计粒子重力。下列说法正确的是()

A.粒子离开加速器时速度v0=q

B.粒子通过左侧平移器时,竖直方向位移y1=L

C.Δd与2L相等

D.只增加加速电压,粒子将不能从平移器离开

9.(12分)如图甲所示,两平行金属板长为L、间距为d,加有如图乙所示的交流电压。现有一质量为m、电荷量为q(q0)的带电粒子,在t=0时刻以初速度v0沿中线射入两金属板间,不计粒子重力及粒子间的相互作用,求下列情况下交流电压的周期T和电压U0满足的条件。

(1)(6分)粒子射出电场时的动能最大;

(2)(6分)粒子射出电场时的动能最小。

C级培