2018年高中物理 第2章 电势能与电势差 习题课 带电粒子在电场中的运动课时达标巩固落实 鲁科版选修3-1.doc

习题课 带电粒子在电场中的运动一、单项选择题1带电粒子m只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了2.6108 J的功则()Am在P点的电势能一定大于它在Q点的电势能BP点的场强一定小于Q点的场强CP点的电势一定高于Q点的电势Dm在P点的动能一定大于它在Q点的动能解析：选D带电粒子由P点运动到Q点，克服电场力做功，即电场力做负功，所以电势能增加，再由动能定理可知动能减少由于条件不足，不能确定电势和场强的大小关系，因此本题答案选D2下列带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差U后，哪个粒子获得的速度最大()A质子HB氘核HC粒子He D钠离子Na解析：选A所有四种带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差U，故根据动能定理，qUmv20得v 由上式可知，比荷越大，速度越大；A选项中质子的比荷最大，故A正确3.如图所示，质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB2v0 ，方向与电场的方向一致，则A、B两点的电势差为()A BC D解析：选C粒子在竖直方向做匀减速直线运动，则有2ghv .电场力做正功，重力做负功，使粒子的动能由mv变为2mv，则根据动能定理，有Uqmgh2mvmv，解方程得A、B两点电势差应为，故选C4.如图所示，质子(H)和粒子(He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子重力不计)，则质子和粒子射出电场时的侧向位移y之比为()A11 B12C21 D14解析：选B粒子进入偏转电场后，沿初速度方向做匀速直线运动，沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a，运动时间t，粒子射出电场时的侧向位移yat2，故质子和粒子射出电场时的侧向位移之比为12，选项B正确5如图所示，固定的光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P，将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动设斜面足够长，则在Q向上运动的过程中()A小物块P、Q的电势能和动能之和先增大后减小B小物块P、Q的重力势能和电势能之和先减小后增大C小物块P、Q的重力势能和电势能之和先增大后减小D小物块P、Q的重力势能和动能之和先增大后减小解析：选B小物块Q在沿斜面方向受向上的电场力和重力沿斜面向下的分力，当向上滑动时，随着电场力的减小，加速度先逐渐减小，然后反向增加，即速度先增大后减小，因系统只有重力和电场力做功，则系统的机械能与电势能之和守恒，即EkEpGEp电C(常数)，则在Q向上运动的过程中，随着重力势能的增大，小物块P、Q的电势能和动能之和逐渐减小，选项A错误；在Q向上运动的过程中动能先增后减，小物块P、Q的重力势能和电势能之和先减小后增大，选项B正确，C错误；在Q向上运动的过程中，电势能逐渐减小，小物块P、Q的重力势能和动能之和逐渐变大，选项D错误二、多项选择题6(2018重庆一中模拟)如图所示是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分别落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的是()A带正电的矿粉落在右侧B电场力对矿粉做正功C带负电的矿粉电势能变大D带正电的矿粉电势能变小解析：选BD带正电的矿粉因受到水平向左的电场力作用向左偏转，电场力做正功，电势能变小，落在左侧，选项A错误，D正确；带负电的矿粉因受到水平向右的电场力作用向右偏转，电场力也做正功，电势能也变小，选项B正确，C错误7如图所示的三条相互平行、距离相等的虚线分别表示电场中的三个等势面，电势分别为7 V、14 V、21 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，下列说法正确的是()A粒子一定带负电荷B粒子在a、b、c三点所受合力不相同C粒子运动轨迹一定是abcD粒子在三点的电势能大小为EpbEpaEpc解析：选AD由等势面特点知，该电场为匀强电场，电场线方向向上，而粒子受电场力方向向下，故粒子一定带负电，故A正确；匀强电场中粒子所受的电场力是恒力，所以粒子在a、b、c三点所受合力相同，故B错误；运动轨迹不能反映运动方向，故C错误；根据推论：负电荷在电势高处电势能小，动能大则知负电荷在b点电势能最大，故应有EpbEpaEpc，故D正确三、非选择题8如图所示的装置由加速器和平移器组成，平移器由两对水平放置、相距l的相同平行金属板构成，极板长度为l、间距为d，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反质量为m、电荷量为q的粒子经加速电压U0加速后，水平射入偏转电压为U1的平移器，最终从A点水平射入待测区域不考虑粒子受到的重力(1)求粒子射入平移器时的速度大小v1；(2)当加速电压变为4U0时，欲使粒子仍从A点射入待测区域，求此时的偏转电压U.解析：(1)设粒子射出加速器的速度为v0由动能定理得qU0mv由题意得v1v0，得v1.(2)在第一个偏转电场中，设粒子的运动时间为t加速度的大小a在离开时，竖直分速度vyat竖直位移 y1at2水平位移lv1t粒子在两偏转电场间做匀速直线运动，经历时间也为t.竖直位移y2vy t由题意知，粒子竖直总位移y2y1y2解得y，则当加速电压为4U0时，U4U1.答案：(1)(2)4U1