10.5 带电粒子在电场中的运动（练习）（解析版）.docx

试卷第

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第5节带电粒子在电场中的运动

01

01夯实基础

1．（多选）如图所示为“质子治疗仪”，质子先被加速到较高的能量，然后被引向并轰击肿瘤，杀死细胞，达到治疗效果。若质子由静止经过电场被匀加速到速度的过程中，通过的位移大小为，已知质子的质量为，电量为，由以上信息可以推算出（）

A．该加速电场的电压

B．该加速电场的电场强度

C．质子加速后的电势能

D．运动过程中电场力对质子所做的功

【答案】ABD

【详解】A．根据

可求解该加速电场的电压Ｕ，选项A正确；

B．根据

可求解该加速电场的电场强度，选项B正确；

C．因零电势点不确定，则不能确定质子加速后的电势能，选项C错误；

D．运动过程中电场力对质子所做的功

选项D正确。

故选ABD。

2．如图甲，A、B是某电场中条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v－t图像如图乙所示。A、B两点的场强分别为EA、EB，A、B两点的电势分别为、，则（）

A．EA=EB B．EA＞EB

C．= D．＞

【答案】A

【详解】AB．速度时间图象的斜率表示加速度，说明加速度不变，电场力不变，则场强不变，则有

故A正确，B错误；

CD．从速度时间图象可以看出，物体加速，负试探电荷受到的电场力方向为场强的反方向，则场强方向向左，所以

故CD错误。

故选A。

3．在如图所示的匀强电场中，一个点电荷以初速度v沿电场线方向进入电场后，若只受电场力作用，则该点电荷（）

A．一定做匀速直线运动

B．一定做匀加速直线运动

C．一定做匀减速直线运动

D．可能做匀加速直线运动，也可能做匀减速直线运动

【答案】D

【详解】依题意，可知由于该电荷电性未知，所以该电荷在匀强电场中所受电场力方向可能与速度方向相同，也可能相反，所以电荷可能做匀加速直线运动，也可能做匀减速直线运动，故选D。

4．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（）

A．极板X应带正电 B．极板X应带负电

C．极板Y应带正电 D．极板Y应带正电

【答案】D

【详解】电子受力方向与电场方向相反，因电子向极板X方向偏转，则电场方向为极板X到极板X，则极板X带负电，极板X带正电，同理可以知道极板Y带负电，极板Y带正电。

故选D。

5．电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图甲展示了一台医用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发射出来的电子（速度可忽略），经电势差的绝对值为U的电场加速后获得速度v，加速电场两极板间的距离为d，不计电子所受重力。下列操作可使v增大的是（）

A．仅增大U B．仅减小U C．仅增大d D．仅减小d

【答案】A

【详解】电子在电场中加速，由动能定理可得

解得

易知可使v增大的操作是仅增大U。

故选A。

6．如图甲所示，两水平金属板的间距和长度相等，板间电场的电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，一带电微粒以某一速度沿中线射入两金属板间，0?时间内微粒做匀速直线运动，t=T时刻微粒恰好到达金属板的边缘。空气阻力不计。微粒到达金属板的边缘时的速率与其从两金属板间射入时的速率之比为（）

A． B． C．2 D．

【答案】A

【详解】粒子在电场中的运动分三段，第一段匀速直线运动，第二段无电场力在重力作用下做平抛运动，第三段有电场力作用沿切线做匀速直线运动。两水平金属板的间距和长度相等，形状是一个正方形，根据平抛运动的推论，微粒到达金属板的边缘时的速度的反向延长线一定通过正方形对角线的交点，速度的偏转角等于45°

解得，A正确，BCD错误。

故选A。

7．如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为的带电小球，以初速度从点竖直向上运动，通过点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从运动到的过程中，速度大小的最小值为（）

A． B． C． D．0

【答案】A

【详解】带电小球在电场中做匀变速曲线运动，竖直方向受重力做匀减速运动，水平方向受电场力做匀加速运动，由运动学公式有

可得

合成电场力和重力，设等效重力与竖直方向的夹角为，如图所示

故有

则有

当小球做类斜上抛运动到等效最高点时，速度最小，则有

故选A。

8．（多选）示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成的。如图所示，质量为m的带电粒子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向从正中间射入偏转电场，并从另一侧射出。已知带电粒子的电荷量为q，加速电场电压为U1，偏转电场的极板长度为L，两极板间的距离为d，偏转电场极板间的电压为U2且可调节，不计粒子的重力。则下列说法正确的是（）

A