2018年高中物理 第2章 電勢(shì)能與電勢(shì)差 習(xí)題課 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)達(dá)標(biāo)鞏固落實(shí) 魯科版選修3-1.doc

習(xí)題課 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題1帶電粒子m只在電場(chǎng)力作用下由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，在此過程中克服電場(chǎng)力做了2.6108 J的功則()Am在P點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于它在Q點(diǎn)的電勢(shì)能BP點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定小于Q點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)CP點(diǎn)的電勢(shì)一定高于Q點(diǎn)的電勢(shì)Dm在P點(diǎn)的動(dòng)能一定大于它在Q點(diǎn)的動(dòng)能解析：選D帶電粒子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功，即電場(chǎng)力做負(fù)功，所以電勢(shì)能增加，再由動(dòng)能定理可知?jiǎng)幽軠p少由于條件不足，不能確定電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系，因此本題答案選D2下列帶電粒子均從靜止開始在電場(chǎng)力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過相同的電勢(shì)差U后，哪個(gè)粒子獲得的速度最大()A質(zhì)子HB氘核HC粒子He D鈉離子Na解析：選A所有四種帶電粒子均從靜止開始在電場(chǎng)力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過相同的電勢(shì)差U，故根據(jù)動(dòng)能定理，qUmv20得v 由上式可知，比荷越大，速度越大；A選項(xiàng)中質(zhì)子的比荷最大，故A正確3.如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，以初速度v0從A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子通過電場(chǎng)中B點(diǎn)時(shí)，速率vB2v0 ，方向與電場(chǎng)的方向一致，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為()A BC D解析：選C粒子在豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則有2ghv .電場(chǎng)力做正功，重力做負(fù)功，使粒子的動(dòng)能由mv變?yōu)?mv，則根據(jù)動(dòng)能定理，有Uqmgh2mvmv，解方程得A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差應(yīng)為，故選C4.如圖所示，質(zhì)子(H)和粒子(He)以相同的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)(粒子重力不計(jì))，則質(zhì)子和粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移y之比為()A11 B12C21 D14解析：選B粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移yat2，故質(zhì)子和粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移之比為12，選項(xiàng)B正確5如圖所示，固定的光滑絕緣斜面的底端固定著一個(gè)帶正電的小物塊P，將另一個(gè)帶電小物塊Q在斜面的某位置由靜止釋放，它將沿斜面向上運(yùn)動(dòng)設(shè)斜面足夠長，則在Q向上運(yùn)動(dòng)的過程中()A小物塊P、Q的電勢(shì)能和動(dòng)能之和先增大后減小B小物塊P、Q的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和先減小后增大C小物塊P、Q的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和先增大后減小D小物塊P、Q的重力勢(shì)能和動(dòng)能之和先增大后減小解析：選B小物塊Q在沿斜面方向受向上的電場(chǎng)力和重力沿斜面向下的分力，當(dāng)向上滑動(dòng)時(shí)，隨著電場(chǎng)力的減小，加速度先逐漸減小，然后反向增加，即速度先增大后減小，因系統(tǒng)只有重力和電場(chǎng)力做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能與電勢(shì)能之和守恒，即EkEpGEp電C(常數(shù))，則在Q向上運(yùn)動(dòng)的過程中，隨著重力勢(shì)能的增大，小物塊P、Q的電勢(shì)能和動(dòng)能之和逐漸減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在Q向上運(yùn)動(dòng)的過程中動(dòng)能先增后減，小物塊P、Q的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和先減小后增大，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；在Q向上運(yùn)動(dòng)的過程中，電勢(shì)能逐漸減小，小物塊P、Q的重力勢(shì)能和動(dòng)能之和逐漸變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題6(2018重慶一中模擬)如圖所示是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分別落在收集板中央的兩側(cè)，對(duì)礦粉分離的過程，下列表述正確的是()A帶正電的礦粉落在右側(cè)B電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功C帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大D帶正電的礦粉電勢(shì)能變小解析：選BD帶正電的礦粉因受到水平向左的電場(chǎng)力作用向左偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能變小，落在左側(cè)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；帶負(fù)電的礦粉因受到水平向右的電場(chǎng)力作用向右偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力也做正功，電勢(shì)能也變小，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤7如圖所示的三條相互平行、距離相等的虛線分別表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，電勢(shì)分別為7 V、14 V、21 V，實(shí)線是一帶電粒子(不計(jì)重力)在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列說法正確的是()A粒子一定帶負(fù)電荷B粒子在a、b、c三點(diǎn)所受合力不相同C粒子運(yùn)動(dòng)軌跡一定是abcD粒子在三點(diǎn)的電勢(shì)能大小為EpbEpaEpc解析：選AD由等勢(shì)面特點(diǎn)知，該電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線方向向上，而粒子受電場(chǎng)力方向向下，故粒子一定帶負(fù)電，故A正確；勻強(qiáng)電場(chǎng)中粒子所受的電場(chǎng)力是恒力，所以粒子在a、b、c三點(diǎn)所受合力相同，故B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)軌跡不能反映運(yùn)動(dòng)方向，故C錯(cuò)誤；根據(jù)推論：負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，動(dòng)能大則知負(fù)電荷在b點(diǎn)電勢(shì)能最大，故應(yīng)有EpbEpaEpc，故D正確三、非選擇題8如圖所示的裝置由加速器和平移器組成，平移器由兩對(duì)水平放置、相距l(xiāng)的相同平行金屬板構(gòu)成，極板長度為l、間距為d，兩對(duì)極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場(chǎng)方向相反質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子經(jīng)加速電壓U0加速后，水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為U1的平移器，最終從A點(diǎn)水平射入待測(cè)區(qū)域不考慮粒子受到的重力(1)求粒子射入平移器時(shí)的速度大小v1；(2)當(dāng)加速電壓變?yōu)?U0時(shí)，欲使粒子仍從A點(diǎn)射入待測(cè)區(qū)域，求此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓U.解析：(1)設(shè)粒子射出加速器的速度為v0由動(dòng)能定理得qU0mv由題意得v1v0，得v1.(2)在第一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，設(shè)粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t加速度的大小a在離開時(shí)，豎直分速度vyat豎直位移 y1at2水平位移lv1t粒子在兩偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷時(shí)間也為t.豎直位移y2vy t由題意知，粒子豎直總位移y2y1y2解得y，則當(dāng)加速電壓為4U0時(shí)，U4U1.答案：(1)(2)4U1