- 2021-06-01 发布 |
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文档介绍
2021高考物理新高考版一轮习题:第七章 微专题53 带电粒子在交变电场中的运动 Word版含解析
1.在交变电场中做直线运动时,一般是几段变速运动组合.可画出v-t图象,分析速度、位移变化. 2.在交变电场中的偏转若是几段类平抛运动的组合,可分解后画出沿电场方向分运动的v-t图象,分析速度变化,或是分析偏转位移与偏转电压的关系式. 3.注重全面分析(分析受力特点和运动规律),抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征. 1.(2020·湖北黄冈市模拟)一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图1所示,在该匀强电场中,有一个带电粒子于t=0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,则下列说法中正确的是( ) 图1 A.带电粒子只向一个方向运动 B.0~2 s内,电场力做功等于0 C.4 s末带电粒子回到原出发点 D.2.5~4 s内,电场力做功等于0 2.(多选)(2019·山东青岛二中模拟)如图2甲所示,平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),两板间距离足够大.当两板间加上如图乙所示的交变电压后,下列选项中,反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律可能正确的是( ) 图2 3.(多选)如图3甲所示,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示.t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,0~时间内微粒匀速运动,T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出.微粒运动过程中未与金属板接触.重力加速度的大小为g.关于微粒在0~T时间内运动的描述,正确的是( ) 图3 A.末速度大小为v0 B.末速度沿水平方向 C.重力势能减少了mgd D.克服电场力做功为mgd 4.(2020·福建厦门一中月考)相距很近的平行板电容器,在两板中心各开有一个小孔,如图4甲所示,靠近A板的小孔处有一电子枪,能够持续均匀地发射出电子,电子的初速度为v0,质量为m,电荷量为-e,在A、B两板之间加上如图乙所示的交变电压,其中0<k<1,U0=;紧靠B板的偏转电压也等于U0,板长为L,两极板间距为d,距偏转极板右端处垂直放置很大的荧光屏PQ,不计电子的重力和它们之间的相互作用,电子在电容器中的运动时间可以忽略不计. 图4 (1)试求在0~kT与kT~T时间内射出B板电子的速度各是多大? (2)在0~T时间内,荧光屏上有两个位置会发光,试求这两个发光点之间的距离(结果用L、d表示). 答案精析 1.D [画出带电粒子速度v随时间t变化的图象如图所示,v-t图线与时间轴所围“面积”表示位移,可见带电粒子不是只向一个方向运动, 4 s末带电粒子不能回到原出发点,A、C错误;2 s末速度不为0,则0~2 s内电场力做功不等于0,B错误;2.5 s和4 s末,速度的大小、方向都相同,2.5~4 s内电场力做功等于0,D正确.] 2.AD [在平行金属板之间加上如题图乙所示的交变电压时,因为电子在平行金属板间所受的电场力F=,所以电子所受的电场力大小不变.由牛顿第二定律F=ma可知,电子在第一个内向B板做匀加速直线运动;在第二个内向B板做匀减速直线运动,在第三个内反向做匀加速直线运动,在第四个内向A板做匀减速直线运动,所以a-t图象如选项图D所示,v-t图象如选项图A所示;又因匀变速直线运动位移x=v0t+at2,所以x-t图象应是曲线,故选项A、D正确,B、C错误.] 3.BC [0~时间内微粒匀速运动,有mg=qE0.把微粒的运动分解,水平方向:做速度为v0的匀速直线运动;竖直方向:~时间内,只受重力,做自由落体运动,时刻,v1y=g;~T时间内,a==g,做匀减速直线运动,T时刻,v2y=v1y-a=0,所以末速度v=v0,方向沿水平方向,选项A错误,B正确;重力势能的减少量ΔEp=mg·=mgd,选项C正确;根据动能定理mgd-W克电=0,得W克电=mgd,选项D错误.] 4.(1)v0 v0 (2) 解析 (1)电子经过电容器内的电场后,速度要发生变化,设在0~kT时间内,穿出B板的电子速度为v1,kT~T时间内射出B板的电子速度为v2 根据动能定理有:-eU0=mv-mv,eU0=mv-mv 将U0=代入上式,得:v1=v0,v2=v0; (2)在0~kT时间内射出B板的电子在偏转电场中,电子的运动时间:t1= 侧移量:y1=at=,得y1= 打在荧光屏上的坐标为y1′,则y1′=2y1= 同理可得,在kT~T时间内射出B板后电子的侧移量:y2= 打在荧光屏上的坐标y2′=2y2= 故这两个发光点之间的距离:Δy=y1′-y2′=.查看更多