教科版高中物理必修第三册课后习题 第1章 静电场 分层作业12 带电粒子在电场中的运动.docVIP

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分层作业12带电粒子在电场中的运动

A组必备知识基础练

题组一带电粒子的加速

1.当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子,使其从静止开始加速到1.0×107m/s。已知加速电场的电场强度为1.3×105N/C,质子的质量为1.67×10-27kg,所带电荷量为1.6×10-19C,则下列说法正确的是 ()

A.加速过程中质子电势能增加

B.质子所受到的电场力约为2×10-15N

C.质子加速需要的时间约为8×10-6s

D.加速器加速的直线长度约为4m

2.氕核(11H)、氘核(1

A.从A到B的过程中,氕核加速度最大

B.从A到B的过程中,氘核和氦核所用时间相同

C.到达B端时,氦核速度最大

D.到达B端时,氦核动能最大

3.如图甲所示,水平放置的两平行金属板A、B相距为d,板间加有如图乙所示随时间变化的电压。A、B板中点O处有一带电粒子,其电荷量为q,质量为m,在0~T2时间内粒子处于静止状态。已知重力加速度为g,周期T=d

(1)判断该粒子的电性;

(2)求在0~T2时间内两板间的电压U0

(3)若t=T时刻,粒子恰好从O点正下方金属板A的小孔飞出,那么U0

题组二带电粒子的偏转

4.如图所示,静止的电子在加速电压U1的作用下从O经P板的小孔射出,又垂直进入平行金属板间的电场,在偏转电压U2的作用下偏转一段距离。现使U1变为原来的2倍,要想使电子射出电场的位置不发生变化,应该()

A.使U2变为原来的2倍

B.使U2变为原来的4倍

C.使U2变为原来的2倍

D.使U2变为原来的1

5.示波管的结构如图所示,Y、Y接输入电压信号,Y、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()

6.如图所示,电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h。质量均为m、所带电荷量分别为+q和-q的两粒子,由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区域(两粒子不同时出现在电场中),不计重力,若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于()

A.s2

B.s

C.s4

D.s

B组关键能力提升练

7.(多选)如图所示,一个质量为m、电荷量为q的粒子,从两平行板左侧中点沿垂直电场强度方向射入,当入射速度为v时,恰好穿过电场而不碰金属板。要使粒子的入射速度变为v2

A.粒子的电荷量减小为原来的1

B.两板间电压减小为原来的1

C.两板间距离增大为原来的4倍

D.两板间距离增大为原来的2倍

8.(多选)下图是加速电场与偏转电场的组合简图。当加速电压为U1、偏转电压为U2、偏转极板长为L、板间距离为d时,电子打在荧光屏上形成光斑P,则()

A.只增大d,偏转电场的电场强度增大

B.只增大L,荧光屏上光斑P的位置不变

C.只增大U1,电子穿越偏转电场的时间变短

D.只增大U2,能使荧光屏上光斑P向上移动

9.(湖南长沙雅礼中学高二开学考试)平行金属板PQ、MN与电源和滑动变阻器如图所示连接,电源提供的电压为E,内阻不计;靠近金属板P的S处有一粒子源能够连续不断地产生质量为m、电荷量为+q、初速度为零的粒子,粒子在PQ间的加速电场作用下穿过Q板的小孔F,紧贴N板水平进入MN间的偏转电场;改变滑片的位置可改变加速电场的电压U1和偏转电场的电压U2,且所有粒子都能够从MN间飞出,不计粒子的重力。下列说法不正确的是()

A.粒子在偏转电场中的竖直偏转距离与U2

B.滑片向左滑动,从偏转电场飞出的粒子的偏转角将增大

C.飞出偏转电场的粒子的最大动能为Eq

D.飞出偏转电场的粒子的最大速率vm=2qE

10.虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场,一带电粒子质量m=2.0×10-11kg、所带电荷量q=+1.0×10-5C,从a点由静止开始经电压U=100V的电场加速后,垂直进入匀强电场中,从虚线MN上的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度方向与电场方向成30°角。已知PQ、MN间距为20cm,带电粒子的重力忽略不计。求:

(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1;

(2)水平匀强电场的电场强度大小;

(3)a、b两点间的电势差。

C组核心素养拔高练

11.示波管工作原理图如图所示。现有一质量为m、电荷量为e的电子经加速电场AB加速后进入偏转电场CD,最后打到荧光屏上。已知加速电压为U1,偏转电场电压为U2,板间距为d,板长为L,板右侧到荧光屏水平距离为s。求:

(1)电子从加速电场射出时的速度