2015高考历史总复习 6-5带电粒子在匀强电场中的运动训练试
题 新人教版
1．(单选) 如图所示，一价氢离子(1H)和二价氦离子(2He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们( )
1
4
A．同时到达屏上同一点 B．先后到达屏上同一点 C．同时到达屏上不同点 D．先后到达屏上不同点
解析 一价氢离子(1H)和二价氦离子(2He)的比荷不同，经过加速电场的末速度不同，因此在加速电场及偏转电场的时间均不同，但在偏转电场中偏转距离相同，所以会先后打在屏上同一点，选B项．
答案 B
2．(单选) 如图所示，从炽热的金属丝漂出的电子(速度可视为零)，经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场．电场的重力不计．在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况下，一定能使电子的偏转角变大的是( )
1
4
A．仅将偏转电场极性对调 B．仅增大偏转电极间的距离 C．仅增大偏转电极间的电压 D．仅减小偏转电极间的电压
解析 设加速电场电压为U0，偏转电压为U，极板长度为L，间距为d，电子加速过程中，由U0q＝2mv0
2
，得v0＝2U0qm，电子进入偏转电场后做类平抛运动，时间t＝，a＝，vy＝at，
Lv0Uqdmtanθ＝＝，由此可判断C项正确．
v02U0d答案 C
3．(多选) 如图所示，一电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直．粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30°角．已知匀强
vyUL电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，不计重力作用，设P点的电势为零．则下列说法中正确的是( )
A．带电粒子在Q点的电势能为－qU B．带电粒子带负电
23UC．此匀强电场的电场强度大小为E＝
3dD．此匀强电场的电场强度大小为E＝
3U 3d解析 根据带电粒子的偏转方向，可判断B项错误；因为P、Q两点的电势差为U，电场力做正功，电势能减少，而P点的电势为零，所以A项正确；设带电粒子在P点时的速度为
v0，在Q点建立直角坐标系，垂直于电场线为x轴，平行于电场线为y轴，由曲线运动的规律
和几何知识，求得带电粒子在y轴方向的分速度为vy＝3v0.带电粒子在y轴方向上的平均速3v0－
度为vy＝；带电粒子在y轴方向上的位移为y0，带电粒子在电场中的运动时间为t，y0
2＝
3v03dU23Ut，d＝v0t，得y0＝，由E＝，得E＝，C项正确，D项错误． 22y03d答案 AC
4．(单选) 如图所示，示波器的示波管可视为加速电场与偏转电场的组合，若已知加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板长为L，极板间距为d，且电子被加速前的初速度可忽略，则关于示波器灵敏度[即偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量()]与加速电场、偏转电场的关系，下列说法中正确的是( )
yU2
A．L越大，灵敏度越高 C．U1越大，灵敏度越高
2
B．d越大，灵敏度越高 D．U2越大，灵敏度越高
2
121qU2L2U2LyL解析 偏转位移y＝at＝()＝，灵敏度＝，故A项正确，B、C、D项错
22mdv4dU1U24dU1
误．
答案 A
5．(多选) (2012·课标全国)如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( )
A．所受重力与电场力平衡 C．动能逐渐增加
B．电势能逐渐增加 D．做匀变速直线运动
解析 带电粒子在平行板电容器之间受到两个力的作用，一是重力mg，方向竖直向下；二是电场力F＝Eq，方向垂直于极板向上，因二力均为恒力，又已知带电粒子做直线运动，所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上，根据牛顿第二定律可知，该粒子做匀减速直线运动，选项D正确，选项A、C错误；从粒子运动的方向和电场力的方向可判断出，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，选项B正确．
答案 BD
6．(单选) 一个带负电荷量为q、质量为m的小球，从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动．现在竖直方向上加如图所示的匀强电场，若仍从A点由静止释放该小球，则( )
A．小球不能通过B点 B．小球仍恰好能通过B点
C．小球能通过B点，且在B点与轨道之间压力不为0 D．以上说法都不对
解析 小球从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，恰能通过半径为R的竖直圆形轨
v2121
道的最高点B而做圆周运动，则mg＝m，mg(h－2R)＝mv1；加匀强电场后仍从A点由静止释
R2
12v2
放该小球，则(mg－qE)(h－2R)＝mv2，联立解得mg－qE＝m，满足小球恰好能通过B点的临
2R界条件，选项B正确．
答案 B
7．(多选)如图甲所示，三个相同的金属板共轴排列，它们的距离与宽度均相同，轴线上开有小孔，在左边和右边两个金属板上加电压U后，金属板间就形成匀强电场；有一个比荷
－2
2
qm＝1.0×10 C/kg的带正电的粒子从左边金属板小孔轴线A处由静止释放，在电场力作用下沿小孔轴线射出(不计粒子重力)，其v-t图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A．右侧金属板接电源的正极 B．所加电压U＝100 V C．乙图中的v2＝2 m/s
D．通过极板间隙所用时间之比为1∶(2－1)
解析 带正电的粒子在电场力作用下由左极板向右运动，可判断右侧金属板接电源负极，122
A选项错误．由v-t图象可知，0－0.5 s带电粒子的加速度a＝2 m/s，两板间距离d＝at2＝0.25 m，由Eq＝ma，得E＝200 V/m，U＝2Ed＝100 V，B选项正确．可将粒子在两个极板间隙间的运动看成是初速度为零的连续的匀加速运动，两间隙距离相等，则有t1∶t2＝1∶(2－1)，D选项正确．v1∶v2＝1∶2，将v1＝1.0 m/s代入，得v2＝2 m/s，C选项错误．
答案 BD
8.如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止．重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：
(1)水平向右电场的电场强度；
(2)若将电场强度减小为原来的1/2，小物块的加速度是多大； (3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能．
解析 (1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，示意图如图所示，则有
FNsin37°＝qE① FNcos37°＝mg②
3mg由①②可得E＝
4q13mg(2)若电场强度减小为原来的，即E′＝
28q由牛顿第二定律，得mgsin37°－qE′cos37°＝ma 可得a＝0.3g
(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理，得
mgLsin37°－qE′Lcos37°＝Ek－0
可得Ek＝0.3mgL
3mg答案 (1) (2)0.3g (3)0.3mgL
4q9. 如图所示，绝缘光滑轨道AB部分是倾角为30°的斜面，AC部分为竖直平面上半径为
R的圆轨道，斜面与圆轨道相切．整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中．现有
一个质量为m的小球，带正电荷量为q＝度应满足什么条件？
3mg，要使小球能安全通过圆轨道，在O点的初速3E
解析 小球先在斜面上运动，受重力、电场力和支持力，然后在圆轨道上运动，如图所示，类比重力场，将电场力与重力的合力视为等效重力mg′，大小为mg′＝＝
qE2
＋mg2
23mgqE3
，tanθ＝＝，得θ＝30°，等效重力的方向与斜面垂直指向右下方，小球在斜3mg3
面上匀速运动．
要使小球能安全通过圆轨道，在圆轨道的等效“最高点”(D点)要满足等效重力刚好提供向心力，即有
2
mvDmg′＝
R因θ＝30°与斜面的倾角相等，由几何关系，可知AD＝2R 令小球以最小初速度v0运动，由动能定理，知 1212
－2mg′·2R＝mvD－mv0
22解得v0＝
103gR，因此要使小球安全通过圆轨道，初速度应为v≥3103gR 3
103gR 3
答案 v≥10. 如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O.试求：
高考物理一轮复习同步练习：《带电粒子在匀强电场中的运动》新人教版
