（江蘇專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十三）帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題（含解析）

《（江蘇專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十三）帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十三）帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題（含解析）（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、（江蘇專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十三）帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題（含解析）對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：示波管的工作原理1(2019宜昌模擬)1878年英國(guó)科學(xué)家克魯克斯發(fā)明了接近真空的“克魯克斯管”，即陰極射線管，為X射線的發(fā)現(xiàn)提供了基本實(shí)驗(yàn)條件。如圖所示是一個(gè)陰極射線管的結(jié)構(gòu)示意圖，要使射線管發(fā)出射線，須在P、Q兩電極間加上幾萬(wàn)伏的直流高壓，使用時(shí)以下說(shuō)法正確的是()A陰極射線是負(fù)離子，高壓電源正極應(yīng)接在P點(diǎn)B陰極射線是負(fù)離子，高壓電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)C陰極射線是正離子，高壓電源正極應(yīng)接在P點(diǎn)D陰極射線是正離子，高壓電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)解析：選A陰極射線是金屬加熱到一定程度時(shí)所發(fā)射出的

2、電子，所以陰極射線為負(fù)離子，要使負(fù)離子加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，必須在P點(diǎn)接電源的正極，故A正確。2(2018汕頭二模)如圖所示，電子示波管由電子槍、豎直偏轉(zhuǎn)電極YY、水平偏轉(zhuǎn)電極XX和熒光屏組成。當(dāng)電極YY和XX所加電壓都為零時(shí)，電子槍射出的電子恰好打在熒光屏上的中心點(diǎn)即原點(diǎn)O上。下列說(shuō)法正確的是()A當(dāng)上極板Y的電勢(shì)高于Y，而后極板X的電勢(shì)低于X時(shí)，電子將打在第一象限B電子從發(fā)射到打到熒光屏的時(shí)間與偏轉(zhuǎn)電極所加電壓大小有關(guān)C電子打到熒光屏?xí)r的動(dòng)能與偏轉(zhuǎn)電極所加電壓大小有關(guān)D電子通過(guò)XX時(shí)的水平偏轉(zhuǎn)量與YY所加電壓大小有關(guān)解析：選C由于電子帶負(fù)電，所以電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)偏向電勢(shì)高的一邊，故當(dāng)上極

3、板Y的電勢(shì)高于Y，而后極板X的電勢(shì)低于X時(shí)，電子將打在第二象限，故A錯(cuò)誤；電子在水平方向上不受力，所以水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，故電子從發(fā)射到打到熒光屏的時(shí)間與偏轉(zhuǎn)電極所加電壓大小無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，電子出電場(chǎng)后的動(dòng)能和電場(chǎng)力做功的大小有關(guān)，即qUmv2mv02，故C正確；電子通過(guò)XX時(shí)的水平偏轉(zhuǎn)量與XX所加電壓大小有關(guān)，故D錯(cuò)誤。3(2019無(wú)錫天一中學(xué)月考)如圖所示為一真空示波器，電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計(jì))，經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中(偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng))，電子進(jìn)入M、N間電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂

4、直，電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn)。已知加速電壓為U1，M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)1，板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2，電子質(zhì)量為m，電荷量為e。不計(jì)重力，求：(1)電子穿過(guò)A板時(shí)的速度大?。?2)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離；(3)電子打在熒光屏上的動(dòng)能大小。解析：(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，由動(dòng)能定理得：eU1mv02，解得：v0 。(2) 電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，垂直于電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E2，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，電子的加速度為a，離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量為y1，由牛頓第二定律

5、得：FeE2ema，解得：a，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：L1v0t1，y1at12，解得：y1；設(shè)電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為vy，由勻變速運(yùn)動(dòng)的速度公式可知vyat1；電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上所用的時(shí)間為t2，電子打到熒光屏上的側(cè)移量為y2，水平方向：L2v0t2，豎直方向：y2vyt2，解得：y2；P至O點(diǎn)的距離yy1y2。(3)根據(jù)動(dòng)能定理：電子打在熒光屏上的動(dòng)能大?。篍keU1eE2y1eU1。答案：(1) (2)(3)eU1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)4多選(2019臨沂調(diào)研)如圖甲所示，兩正對(duì)的平行金屬板A、B間加有如圖乙所示的交變電

6、壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電的粒子被固定在兩板的正中間P處。若在t0時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A板上。則t0可能屬于的時(shí)間段()A0t0B.t0C.t0T D.t0解析：選BD若0t0，帶正電粒子先加速向B板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向右運(yùn)動(dòng)的距離大于向左運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在B板上，所以A錯(cuò)誤。若t0，帶正電粒子先加速向A板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向左運(yùn)動(dòng)的距離大于向右運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在A板上，所以B正確。若t0T，帶正電粒子先加速向A板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)

7、至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向左運(yùn)動(dòng)的距離小于向右運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在B板上，所以C錯(cuò)誤。若t0，帶正電粒子先加速向B板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零；然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零；如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次向右運(yùn)動(dòng)的距離小于向左運(yùn)動(dòng)的距離，最終打在A板上，所以D正確。5多選(2019天津六校聯(lián)考)在圖甲所示的兩平行金屬板上加有圖乙所示的電壓，該電壓的周期為T。大量電子(其重力不計(jì))以相同的初速度連續(xù)不斷地從A點(diǎn)沿平行于金屬板的方向射入電場(chǎng)，并都能從兩板間通過(guò)，且飛行時(shí)間為。不考慮電子間的相互作用力，下列說(shuō)法正確的是()A0時(shí)刻射入電場(chǎng)的電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)側(cè)移量最小B.時(shí)刻射入

8、電場(chǎng)的電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)側(cè)移量最小C在0時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度大小都相同D在0時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向都不同解析：選BD從0時(shí)刻射入電場(chǎng)的電子，在電場(chǎng)力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng)；在T時(shí)間內(nèi)沿著速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在T時(shí)間內(nèi)繼續(xù)做類平拋運(yùn)動(dòng)，因此離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)側(cè)移量最大，故A錯(cuò)誤。從時(shí)刻射入電場(chǎng)的電子，在電場(chǎng)力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在T時(shí)間內(nèi)沿著速度方向做類平拋運(yùn)動(dòng)，在2T時(shí)間內(nèi)再沿速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)側(cè)移量最小，故B正確。在0時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的電子，在豎直方向的加速時(shí)間不同，則離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的豎直速度vy不同，合速度是v，則速度大小不相

9、同，速度方向也不相同，故C錯(cuò)誤，D正確。6(2019泰興中學(xué)模擬)如圖甲所示，平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在電壓為U的恒壓電源的兩極，電容器所帶電荷量為Q，兩極板間距為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)。粒子從非常靠近上極板的C點(diǎn)以v0的速度沿垂直電場(chǎng)線方向的直線CO方向射入電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后由D點(diǎn)飛出勻強(qiáng)電場(chǎng)。已知粒子質(zhì)量為m，電荷量為2e。不計(jì)粒子重力，求：(1)平行板電容器的電容；(2)CD兩點(diǎn)間電勢(shì)差；(3)若A、B板上加上如圖乙所示的周期性的方波形電壓，t0時(shí)A板比B板的電勢(shì)高，為使在t時(shí)刻射入兩板間的粒子剛好能由O點(diǎn)水平射出，則電壓變化周期T和板間距離d各應(yīng)滿足什么條件？(用L、U、m、e、v0表

10、示)解析：(1)依電容定義有：平行板電容器的電容C。(2)兩板之間為勻強(qiáng)電場(chǎng)E粒子在電場(chǎng)中的加速度大小a粒子的偏移量：yat2運(yùn)動(dòng)時(shí)間t解得：yCD兩點(diǎn)的電勢(shì)差為：UEy。(3)為使粒子剛好由O點(diǎn)水平射出，粒子在一個(gè)周期內(nèi)豎直方向的分位移應(yīng)為零，必須從tnT進(jìn)入電場(chǎng)，且在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與電壓變化周期T的關(guān)系為tnT，(n1，2，3，)則T豎直方向向下的最大分位移應(yīng)滿足：2a2d即：2d解得：d (n1,2,3，)。答案：(1) (2) (3)T(n1,2,3，)d (n1,2,3，)考點(diǎn)綜合訓(xùn)練7(2019啟東中學(xué)模擬)美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)研究在帶電平行板間運(yùn)動(dòng)的帶電油滴，準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的

11、電荷量。如圖，兩平行極板M、N與電壓為U的恒定電源連接，板的間距為d?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板間勻速下落，則()A此時(shí)極板間電場(chǎng)強(qiáng)度EB油滴帶電荷量為C減小極板間電壓，油滴將減速下落D將極板N向上緩慢移動(dòng)一小段距離，油滴將向上運(yùn)動(dòng)解析：選A極板間電壓為U，間距為d，是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故場(chǎng)強(qiáng)為：E，故A正確；油滴受重力和電場(chǎng)力，處于平衡狀態(tài)，故：mgq，解得：q，故B錯(cuò)誤；減小極板間電壓，場(chǎng)強(qiáng)減小，電場(chǎng)力小于重力，合力向下，故油滴將加速下落，故C錯(cuò)誤；將極板N向上緩慢移動(dòng)一小段距離，板間距減小，場(chǎng)強(qiáng)增大，電場(chǎng)力增大，電場(chǎng)力大于重力，合力向上，故油滴將減速下降，故D錯(cuò)誤。8多選(2019常州一中模

12、擬)如圖所示，帶正電的金屬滑塊質(zhì)量為m，電荷量為q，放在粗糙絕緣水平面上，水平面上方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。如果在A點(diǎn)給的滑塊一個(gè)向左的大小為v的初速度，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度恰好為零，AB的距離為x。下列說(shuō)法正確的是()A滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后將返回向A運(yùn)動(dòng)，來(lái)回所用時(shí)間相同B滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后將返回向A運(yùn)動(dòng)，到A點(diǎn)時(shí)速度大小仍為vCA、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為D滑塊與絕緣水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1解析：選CD由A點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程，滑塊加速度為aAB(1)g，由B到A過(guò)程，滑塊加速度為aAB(1)g，由于位移大小相同，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間不可能相同，A錯(cuò)誤；滑塊返回A點(diǎn)時(shí)速度大小不可能等于滑塊在A點(diǎn)的初速度，B錯(cuò)

13、誤；根據(jù)UABEx，可得C正確；根據(jù)v22aABx，解得1，D正確。9.如圖所示，一個(gè)帶正電的粒子以平行于x軸正方向的初速度v0從y軸上a點(diǎn)射入第一象限內(nèi)，為了使這個(gè)粒子能經(jīng)過(guò)x軸上定點(diǎn)b，可在第一象限的某區(qū)域內(nèi)加一方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。已知所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，電場(chǎng)區(qū)域沿x方向的寬度為s，OaL，Ob2s，粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，重力不計(jì)，試討論電場(chǎng)的左邊界與b的可能距離。解析：設(shè)電場(chǎng)左邊界到b點(diǎn)的距離為x，已知電場(chǎng)寬度為s，Ob2s，分以下兩種情況討論：(1)若粒子在離開(kāi)電場(chǎng)前已到達(dá)b點(diǎn)，如圖甲所示，即xs，則xv0tyLt2聯(lián)立解得x 。(2) 若粒子離開(kāi)電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)

14、到達(dá)b點(diǎn)，如圖乙所示，即sx2s，則sv0t yt2由幾何關(guān)系知tan 聯(lián)立解得x。答案：見(jiàn)解析10.(2019蘇州模擬)如圖所示，CD左側(cè)存在場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的光滑絕緣小球，從底邊BC長(zhǎng)L，傾角53的直角三角形斜面頂端A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，運(yùn)動(dòng)到斜面底端C點(diǎn)后進(jìn)入一細(xì)圓管內(nèi)(C處為一小段長(zhǎng)度可忽略的圓弧，圓管內(nèi)徑略大于小球直徑)，恰能到達(dá)D點(diǎn)，隨后從D離開(kāi)后落回到斜面P點(diǎn)。重力加速度為g，sin 530.8，cos 530.6。求：(1)DA兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UDA；(2)圓管半徑r；(3)小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間t。解析：(1)由電勢(shì)差和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系UEd可知UDAEL解得UDA。(2)由恰好過(guò)D點(diǎn)，判斷vD0從A到D過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理： mg(Ltan 532r)EqL0解得r。(3)由于mgEq，小球離開(kāi)D點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)與水平方向成45角斜向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)到達(dá)P處水平位移為x，豎直位移為y，則有xy，xtan 53x2r解得x，y豎直方向自由落體，有ygt2解得t 。答案：(1)(2)(3)