2026高考物理复习习题 05 第25讲　带电粒子在电场中的偏转 【答案】作业答案.docxVIP

第25讲带电粒子在电场中的偏转

1.D[解析]加速度为a=qEm,都是质子,比荷相同,所以加速度相同,故A错误;质子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,则偏转距离y=12at2,质子的加速度相同,由图看出,y相同,则运动时间相同,故B错误;静电力做功为W=qEy,所以两次静电力做功相同,电势能的增量相同,由动能定理可知,两次动能的增量相同,故C错误,D

2.B[解析]粒子在板间做类平抛运动,则L=vt,y=12Eqmt2,联立可得v=qE2myL,则v1v2=m2

3.C[解析]带电粒子经偏转电场U2偏转,侧移量Y1=12at2,其中a=qU2md,t=Lv0,可得Y1=qU2L22mdv02,而Y2=ltanθ,tanθ=2Y1L,Y=Y1+Y2,联立可得Y=qU2L22mdv02+q

4.B[解析]根据匀强电场中电势分布特点可知,ad的中点f电势为3V,可知b、f连线为等势线,场强与等势线垂直,即沿着aO方向斜向下,如图所示,电子以某一初速度从O点沿Od方向射入图中abcd区域内,电子的初速度方向与电场力方向垂直,电子做类平抛运动,则能大致反映电子运动轨迹的是②.

5.C[解析]粒子的电性未知,粒子从M极板到N极板,电场力做正功,但不能判断极板电势的高低,选项A错误;根据题意垂直M板向右的粒子,到达N板时速度增大,动能增大,则电场力做正功,电势能减小,平行M板向下的粒子在极板间运动时电场力也做正功,电势能同样减小,故B错误;设两板间距离为d,平行M板向下的粒子刚好从N板下端射出,在两板间做类平抛运动,有L2=v0t、d=12at2,对于垂直M板向右的粒子,在板间做匀加速直线运动,因两粒子相同,在电场中加速度相同,有2v02-v02=2ad,联立解得t=L2v0,

6.BD[解析]据题分析可知,质点在平行板间的轨迹应向上偏转,做类平抛运动,飞出电场后,质点的轨迹向下偏转,最后垂直打在M屏上,前后过程质点的运动轨迹有对称性,则两次偏转的加速度大小相等,根据牛顿第二定律得qE-mg=mg,解得E=2mgq,由U=Ed可知两极板间电压为U=2mgdq,故A错误,B正确;质点在电场中向上偏转的距离为y=12at2,而a=qE-mgm=g,t=Lv0,解得y=gL22v02,故质点打在屏上的位置与P点的距离为s=2y=gL2v02,整个过程质点重力势能的增加量Ep=mgs=mg2L2v02,故C错误;因两极板上所带电荷量不变,根据E=Ud,U=

7.C[解析]在辐向电场中做匀速圆周运动,可得eE0=mv2R0,解得v=eE0R0m,故A错误;在加速电场中做匀加速直线运动,有eU=12mv2,联立,解得U=12E0R0,故B错误;在匀强电场中做匀变速曲线运动,有R2=vt,R2-R22=12at2,又a=eEm,联立,解得E=43E0R0R,故C正确;将电压调整为23U,则有e·23U=

8.BC[解析]由于电场线方向未知,则带电粒子的电性未知,故A错误;带电粒子从O点到A点动能增加,则电场力做正功,电势能减小,故带电粒子在A点的电势能比在O点的电势能小,故B正确;设加速度方向与x轴正方向之间的夹角为θ,如图所示,则在沿着y轴方向上有asinθ=v0t,沿着x轴方向上有acosθ=vt,并且粒子在A点的速度是它在O点时速度的2倍,即v=2v0,联立解得tanθ=12,故D错误;由三角函数知识可知tanθ=sinθcosθ=12,又sin2θ+cos2θ=1,解得cosθ=255,当速度最小时,速度方向与电场力方向垂直,设最小速度为vmin,将初速度v0沿着电场力方向和垂直电场力方向进行分解,可得vmin=v0cosθ=255v0,则最小动能为Ekmin=12

9.(1)8×107m/s(2)30cm(3)1.0×108m/s(4)见解析

[解析](1)根据动能定理有eU0=12m

解得v0=8×107m/s

(2)M、N两板之间电压大小U=2.184×104V时,根据类平抛运动规律有y=12at2,L=v0

根据牛顿第二定律有a=eU

根据几何关系可知12L

解得Δx=30cm

(3)结合(2)中的类平抛运动规律有L=v0t,vy=at

则电子刚出偏转电场区域时的速度为v=v

解得v=1.0×108m/s

(4)粒子离开偏转电场后,打到靶台的时间为t=Δx

不计重力时,竖直方向的位移为y1=vyt

计重力时,竖直方向的位移为y2=vyt+12gt

则y2-y1

即重力对电子打在荧光屏上的位置影响非常小,所以计算电子偏转量时可以忽略电子所受的重力

10.AD[解析]由图像可知场强大小E=mv022qd,则粒子在电场中的加速度a=qEm=v022d,假