高中物理《示波器的奥秘》课后精练

一、单项选择题

1.一带电粒子在电场中只受到电场力作用时,它不可能出现的运动状态是(A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动

解析:选A.只在电场力的作用下,说明电荷受到的合外力的大小为电场力,不为零,则粒子做变速运动,所以选项A 不可能;当电荷在匀强电场中由静止释放后,电荷做匀加速直线运动,选项B 可能;当电荷垂直进入匀强电场后,电荷做类平抛运动,选项C 可能;正电荷周围的负电荷只受电场力作用下且电场力恰好充当向心力时,可以做匀速圆周运动,选项D 可能.

2.如图所示,在xOy 平面上第Ⅰ象限内有平行于y 轴的有界匀强电

场,方向如图.y 轴上一点P 的坐标为(0,y 0,有一电子垂直于y 轴以初速度v 0从P 点射入电场中,当匀强电场的场强为E 时,电子从A 点射出,A 点坐标为(x A ,0,则A 点速度v A 的反向延长线与速度v 0的延长线交点坐标为(

A.(0,y 0

A ,D.(x A ,y 0解析:选C.电子离开电场时,其速度v A 的反向延长线与速度v 0的延长线交点的横坐标一定为1

x A .

3.如图所示,质子(11H和α粒子(4

2He,以相同的初动能垂直射入偏

转电场(粒子不计重力,则这两个粒子射出电场时的侧位移y 之比为(

A.1∶1

B.1∶2

C.2∶1

D.1∶4

解析:选B.由y =12Eq m L 2

v 2

0和E k0=12mv 20,得:y =EL 2q

4E k0

可知,y 与q 成正比,故选B.4.两平行金属板间有匀强电场,不同的带电粒子都以垂直于电场线方向飞入该电场,要使这些粒子经过匀强电场后有相同大小的偏转角,则它们应具备的条件是(不计重力作用(

A.有相同的动能和相同的比荷

B.有相同的速度和相同的比荷

C.只要有相同的比荷就可以

D.无法确定

解析:选B.设金属板长为L ,两板间电压为U ,板间距为d ,粒子进入电

场时速度为v ,在电场中运动时间为t =L

,在离开电场时沿电场线方向上的

速度为v y ,则v y =at =qU md ·L

.所以设带电粒子离开电场时与原速度方向的夹角为θ,即偏转

角,如图所示.tan θ=v y v =qUL mdv 2,要使θ相同,只需要q

相同即可,选B.

5.如图所示,氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后, 又经同一匀强电场偏转,最后打在荧光屏上,那么(

A.经过加速电场过程,电场力对氚核做的功最多

B.经过偏转电场过程,电场力对三种原子核做的功一样多

C.三种原子核打在屏上时的速度一样大

D.三种原子核打在屏上的位置不同

解析:选B.同一加速电场、同一偏转电场,三种粒子带电荷量相同,在同一加速电场中电场力对它们做的功都相同,在同一偏转电场中电场力对它们做的功也相同,A 错,B 对;

由于质量不同,所以打在屏上的速度不同,C 错;再根据偏转距离公式或偏转角公式y =l 2U 2

4dU 1

tan θ=lU 2

2dU 1知偏转距离或偏转角与带电粒子无关,D 错.

6.如图所示,有一带电粒子贴着A 板沿水平方向射入匀强电场,当

偏转电压为U 1时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为U 2时,带电粒子沿②轨迹落到B 板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为(

A.U 1∶U 2=1∶8

B.U 1∶U 2=1∶4

C.U 1∶U 2=1∶2

D.U 1∶U 2=1∶1

解析:选A.由t =x v 0知前后两种情况下运动的时间比为t 1∶t 2=2∶1,由于y =12qU md t 2

2y 1=y 2,所以U 1∶U 2=1∶8,A 选项正确.

二、双项选择题

7.如图所示,电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A 、B

两板间的加速电场后飞出,不计重力的作用,则(

A.它们通过加速电场所需的时间相等

B.它们通过加速电场过程中动能的增量相等

C.它们通过加速电场过程中速度的增量相等

D.它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等

解析:选BD.由于电量和质量都相等,因此产生的加速度相等,初速度越大的带电粒子经过电场所用时间越短,加速时间越短,则速度的变化量越小;由于电场力做功W =qU 与初速度及时间无关,因此电场力对各带电粒子做功相等,则它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等,动能增加量也相等.

8.(·肇庆市高二质检如图所示,示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成.如果在荧光屏上P 点出现亮斑,那么示波管中的(

A.极板X 应带正电

B.极板X ′应带正电

C.极板Y 应带正电

D.极板Y ′应带正电

解析:选AC.由图可以判断电子要向X 方向和Y 方向偏转,所以极板X 、Y 应带正电,极板X ′、Y ′应带负电,选项A、C 正确,B、D 错误.

9.(·烟台高二检测如图所示是一个示波器工作原理图,电子经过加速后以速度v 0垂

直进入偏转电场,离开电场时偏转量是h ,两平行板间距离为d ,电势差为U ,板长为l ,每单位电压引起的偏移量(h /U 叫示波器的灵敏度.若要提高其灵敏度,可采用的办法是(

A.增大两极板间的电压

B.尽可能使板长l 做得长些

C.尽可能使板间距离d 减小些

D.使电子入射速度v 0大些

解析:选BC.偏移量h =12at 2=qUl 22mdv 2

0,故灵敏度h U =ql 2

2mdv 20

,可见B、C 项正确.☆10.如图所示,M 、N 是竖直放置的两平行金属板,分别带等量异种电荷,两极间产生

一个水平向右的匀强电场,场强为E ,一质量为m 、电量为+q 的微粒,以初速度v 0竖直向上从两极板正中间的A 点射入匀强电场中,微粒垂直打到N 板上的C 点.已知AB =BC .不计空气阻力,则可知(

A.微粒在电场中作抛物线运动

B.微粒打到C 点时的速率与射入电场时的速率相等

C.MN 板间的电势差为

2mv 20

q D.MN 板间的电势差为

Ev 20

解析:选AB.由题意可知,微粒受水平向右的电场力qE 和竖直向下的重力mg 作用,合

力与v 0不共线,所以微粒做抛物线运动,A 正确;因AB =BC ,即v 02·t =v C

·t 可见v C =v 0.

故B 项正确;由q ·U 2=12mv 2C ,得U =mv 2C q =mv 20

q ,故C 项错误;又由mg =qE 得q =mg E

,代入U

=mv 20q 得U =Ev 20

g ,故D 项错误.三、非选择题

11.如图所示,电子以v 0沿与电场线垂直的方向从A 点飞进匀强电场,并从另一端B 沿与场强方向成150°角飞出,则A 、B 两点电势差是多少?(设电子电荷量为

e 、质量为m

解析:由题图知电子在B 点的速度v =2v 0 由A →B 用动能定理得

eU =1

m (v 2-v 20

解得U =3mv 20

2e .

答案:

3mv 20

12.如图所示,边长为L =0.8m 的正方形ABCD 区域内存在竖直方向的匀强电场,一带

负电的粒子从A 点沿AB 方向以初速v 0=2×105

m/s 射入电场,最后从C 点离开电场.已知

带电粒子的荷质比为q

=1×108C/kg,不计粒子重力.

(1试判断电场强度的方向;

(2粒子从A 点飞到C 点所用的时间t ;(3电场强度E 的大小.

解析:(1带负电粒子向上偏转,说明所受电场力竖直向上,所以电场强度方向竖直向下.

(2粒子做类平抛运动,沿AB 方向做匀速直线运动:L =v 0t

所以粒子从A 点飞到C 点所用的时间:

t =L v 0=0.82×10

s=4×10-6s.(3沿AD 方向,小球做匀加速直线运动:L =1

2at 2

根据牛顿第二定律:qE =ma

代入数值,解得:E =2mv 20

qL =1×103N/C.

答案:(1竖直向下

(24×10

-6

s (31×103

N/C