2020学年高中物理（课堂同步系列一）每日一题 每周一测2（含解析）新人教版选修3-1

2020学年高中物理（课堂同步系列一）每日一题 每周一测2（含解析）新人教版选修3-1

每周一测 ‎ 关于重力不计的带电粒子在下列情况下所做的运动正确的是 A．带电粒子以速率v0平行于磁感线方向射入匀强磁场，将做匀速直线运动 B．带电粒子以速率v0垂直于磁感线方向射入匀强磁场，将做类平抛运动 C．带电粒子以速率v0平行于电场线方向射入匀强电场，将做匀变速直线运动 D．带电粒子以速率v0垂直于电场线方向射入匀强电场，将做匀速圆周运动 ‎（2020·内蒙古赤峰市重点高中高二期末联考）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，若一带电小球恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则该小球在此过程中 A．一定带负 B．做匀速直线运动 C．做匀减速直线运动 D．电势能减小 ‎（2020·河北省邯郸市高二期末）示波管的内部结构如图所示，如果在电极YY′之间加上如图（a）所示的电压，在XX′之间加上如图（b）所示电压，荧光屏上会出现的波形是 A． B．‎ C． D．‎ ‎（2020·普通高等学校招生全国统一考试模拟）如图所示，平行金属板A、B正对放置，两板间电压为U，一束完全相同的带电粒予以不同速率沿图中虚线平行于金属板射入板间，其速率介于v0～kv0 (k>1)之间且连续分布，带电粒子射出金属板后打在右侧的一垂直于A、B板的荧光屏上，打在荧光屏上的长度为L，已知所有粒子均可射出金属板，且不考虑带电粒子间的相互作用，若仅将金属板A、B间的电压减小至，不计带电粒子的重力.则打在荧光屏上的长度变为 A． B．‎ C． D．L 如图所示，有一质量为 m、带电荷量为q的油滴，在竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中由静止释放，可以判定 A．油滴在电场中做抛物线运动 B．油滴在电场中做匀速直线运动 C．油滴在电场中做匀加速直线运动 D．油滴运动到极板上的时间只取决于两板间距离 如图所示，平面直角坐标系xOy位于竖直面内，仅在x≤0的区域存在沿y轴正方向的匀强电场，A、B是两个质量均为m、且均可视为质点的小球，A电荷量的绝对值为q，B不带电，现让A、B在t=0时刻同时从位置P1（﹣L，0），P2（L，L）出发，A的初速度方向沿x轴正方向，B的初速度方向沿x轴负方向，两球刚好在位置P3（0，）处相碰。则下列判断正确的是（重力加速度为g）‎ A．相碰前，小球A、B任何时刻的速度均相同 B．P1、P2间的电势差 C．在时刻，小球A、B相碰 D．相碰前瞬间，小球A的速度方向与y轴正方的夹角为30°‎ ‎（2020·广东省惠州市惠东县惠东荣超中学高三临考适应性考试）如图所示是示波器原理图，电子被电压为U1的加速电场加速后射入电压为U2的偏转电场，离开偏转电场后电子打在荧光屏上的P点，P点与O点的距离叫做偏转距离，偏转电场极板长为L，板间距离为d，为了增大偏转距离，下列措施可行的是 A．增大U1 B．增大U2‎ C．增大L D．增大d 如图所示，有一电子（质量m，电荷量为e）经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能沿下板边缘射出电场，求 ‎（1）电子从加速电场U0射出时的速度？‎ ‎（2）电子在平行金属板间（即偏转电场中）运动时的加速度？‎ ‎（3）金属板AB的长度？‎ 如图甲所示，真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L，两板上加有恒定电压后，板间可视为匀强电场。在t=0时，将图乙中所示的交变电压加在两板上，这时恰有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板正中间以速度v0水平飞入电场。若此粒子离开电场时恰能以平行于两板的速度飞出（粒子重力不计），求：‎ ‎（1）两板上所加交变电压的频率应满足的条件；‎ ‎（2）该交变电压的取值范围。‎ ‎（2020·甘肃重点中学协作体高三第一次联考）如图甲所示，一对平行金属板M、N长为L，相距为d，O1O为中轴线．当两板间加电压UMN=U0‎ 时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场．某种带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计。‎ ‎（1）求带电粒子的比荷；‎ ‎（2）若MN间加如图乙所示的交变电压，其周期，从t=0开始，前内UMN=2U，后内UMN=﹣U，大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场，最终所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，求U的值。‎ ‎【参考答案】‎ AC 带电粒子以速率v0平行于磁感线方向射入匀强磁场，粒子将不受洛伦兹力作用，故将做匀速直线运动，选项A正确；带电粒子以速率v0垂直于磁感线方向射入匀强磁场，粒子受的洛伦兹力与速度方向垂直，故将做匀速圆周运动，选项B错误；带电粒子以速率v0平行于电场线方向射入匀强电场，粒子将受到恒定的电场力，有恒定的加速度，故将做匀变速直线运动，选项C正确；带电粒子以速率v0垂直于电场线方向射入匀强电场，粒子受的电场力与速度垂直，故将做类平抛运动，选项D错误；故选AC。‎ ‎【名师点睛】此题是带电粒子在电场及磁场中的运动问题；关键是搞清粒子在电场中的受力情况及速度方向与力的方向的关系，根据曲线运动的条件进行判断。‎ C运动轨迹如图所示：‎ 带电粒子射出金属板后的速度的反向延长线都过O点，O点为中点，设板长为x1，荧光屏距金属板的边缘距离为x2，最大速度与最小速度射出金属板时的偏转位移差为，由相似三角形可知，解得：，C为常数，，，，以上两式联立解得：‎ 为常数，所以，当U减为时，L也减小为，故应选C。‎ C 油滴从两板中间位置进入电场中，受到电场力和重力作用，两个力都是恒力，初速度又为零，油滴做匀加速直线运动，故AB错误，C正确；由牛顿第二定律得，油滴沿电场方向的加速度为，油滴在垂直于板的方向做初速度为零加速度为a的匀加速直线运动，则有，得：，式中，m、q分别是油滴的质量和电荷量，E是板间场强，d是板间距离，故D错误。‎ ‎【名师点睛】本题油滴所受的电场力和重力都是恒力，分析受力情况，运用运动的分解法，研究垂直于板的方向确定运动时间。‎ 的速度方向与y轴正方的夹角的正切值为：，故α=45°，故D错误；故选C。‎ BC 电子在加速电场中加速，根据动能定理可得：，所以电子进入偏转电场时速度的大小为，电子进入偏转电场后的偏转的位移为，所以为了增大偏转距离，可以增大L、减小d、减小U1、增大U2，故BC正确，AD错误。‎ ‎【名师点睛】本题关键是分直线加速和类似平抛运动过程，根据动能定理和分运动公式列式求解出侧移量表达式进行分析。‎ ‎（1） （2） （3）‎ ‎（1）设电子被加速后速度大小为v0，对于电子在加速电场中由动能定理得：‎ eU0=mv02 ①‎ 所以②‎ ‎（2）在偏转电场中，由电子做类平抛运动，设加速度为a，极板长度为L ‎，由于电子恰好射出电场，所以有：③‎ ‎（3）L=v0t ④‎ d =at2 ⑤‎ 由②③④⑤解得：‎ ‎【名师点睛】电子先在加速电场中做匀加速直线运动，后在偏转电场中做类平抛运动，根据电子的运动的规律逐个分析即可。‎ ‎（1）（其中n=1，2，3，…） （2）（其中n=1，2，3，…）‎ ‎（1）粒子水平方向做匀速直线运动，水平分速度为v0；竖直方向沿着同一方向做加速度周期性变化的运动，速度时间图象如图所示：‎ t=nT 联立解得：（其中n=1，2，3，…）‎ ‎（1） （2）‎ ‎（1）设粒子经过时间t0打在M板中点，沿极板方向有：‎ 垂直极板方向有：‎ 解得：‎ ‎（2）粒子通过两板时间为：，从t=0时刻开始，粒子在两板间运动时每个电压变化周期的前三 因为所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，可以确定在t=nT或时刻进入电场的粒子恰好分别从极板右侧上下边缘处飞出，它们在电场方向偏转的距离最大。有：，解得：‎ ‎【名师点睛】此题首先要明确两板带正负电的情况，进而明确匀强电场的方向；其次要明确带电粒子的受力情况，进而分析带电粒子在不同时间段内的运动情况；最后要明确“所有粒子恰好能全部离开电场而不打到极板上”的含义：带电粒子在电场方向偏转的距离最大为。‎