物理一轮总复习课时跟踪检测热点专题 带电粒子在电场中的综合问题分析 .docxVIP

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课时跟踪检测三十四热点专题8带电粒子在电场中的综合问题分析

一、选择题

1．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的库仑力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动（）

A．半径越大，加速度越大 B．半径越小,周期越长

C．半径越大，角速度越小 D．半径越小，线速度越小

解析：电子在核的库仑力作用下绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，故keq\f（Qe,r2）＝man＝meq\f（v2,r）＝mω2r＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f（2π,T））)2r，可以判断电子运动的半径越大，加速度越小、线速度越小、角速度越小、周期越长，与卫星类似．

答案：C

2．（多选）如图甲所示，A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板，板长为L，两板加电压后板间的电场可视为匀强电场．现在A、B两板间加上如图乙所示的周期性的交变电压,在t＝0时恰有一质量为m、电量为＋q的粒子在板间中央沿水平方向以速度v0射入电场，忽略粒子的重力，则下列关于粒子运动状况的表述中正确的是()

A．粒子在垂直于板的方向上的分运动可能是往复运动

B．粒子在垂直于板的方向上的分运动是单向运动

C．只要周期T和电压U0值满足一定条件，粒子就可沿与板平行的方向飞出

D．粒子不可能沿与板平行的方向飞出

解析:当t＝0时带电粒子飞入电场后，在垂直于板的方向上，只受到向上的电场力作用，在0～eq\f（T，2）时间内做匀加速运动；若是粒子在eq\f（T，2）的时间内没有打在极板上，且没有飞出电场，那么在eq\f(T，2)～T的时间内，由于电场力反向，故粒子向上做匀减速运动，根据运动的对称性可知，在t＝T时，粒子沿电场方向的速度减至零．因此满足一定条件时，粒子在垂直板的方向上，先加速后减速，其加速度等大反向，而位移始终增加．在第二个周期内又将重复第一个周期的运动……所以粒子在垂直于板的方向上的分运动不可能是往复运动,只能是单向运动．

当粒子在t＝0时刻飞入电场，而在t＝nT（n＝1,2，3，……）时刻飞出电场时，它在垂直于板的方向上的速度为零,只有水平方向上的速度，所以此时的粒子速度与极板平行，因此，只要周期满足一定的条件,粒子就可沿与板平行的方向飞出．

答案：BC

3．如图甲所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动,并最终打在A板上．则t0可能属于的时间段是(）

A．0＜t0＜eq\f(T，4） B．eq\f（T，2)＜t0＜eq\f（3T，4)

C。eq\f(3T，4）＜t0＜T D．T＜t0＜eq\f（9T,8)

解析：根据上面画出的速度图象可知:若0＜t0＜eq\f(T,4），带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零,如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以A错误；若eq\f（T,2)＜t0＜eq\f(3T,4），带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，所以B正确；若eq\f(3T，4)＜t0＜T，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零，如此反复运动，每次向左运动的距离小于向右运动的距离，最终打在B板上,所以C错误；若T＜t0＜eq\f（9T,8)，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上,所以D错误．故选B.

答案：B

4。（2016届河南中原名校第二次联考）如图(a）所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力），当两板间的电压分别如图（b）中甲、乙、丙、丁所示，电子在板间运动（假设不与板相碰)，下列说法正确的是（)

A．电压是甲图时，在0～T时间内,电子的电势能一直减少

B．电压是乙图时，在0～eq\f(T，2)时间内，电子的电势能先增加后减少

C．电压是丙图时，电子在板间做往复运动

D．电压是丁图时，电子在板间做往复运动

解析：若电压是甲图，电场力先向左后向右,则电子向左先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动,即电场力先做正功后做负功，电势能先减少后增加,故A错误;电压是乙图时,在0～eq\f（T，2）时间内，电子向右先加速后减速，即电场力先做正功后做负功，电势能先减少后增加，故B错误；电压是丙图时，电子向左先做加速度先增大后减小的