【小初高学习】2017_2018学年高中物理课时跟踪检测六示波器的奥秘粤教版选修3_1

课时跟踪检测（六） 示波器的奥秘1．(多选)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，如图1所示。

如果在荧光屏上P 点出现亮斑，那么示波管中的( )图1A ．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 由题意可知，在XX ′方向上向X 方向偏转，X 带正电，A 对B 错；在YY ′方向上向Y 方向偏转，Y 带正电，C 对D 错。

2. (多选)如图2所示，M 、N 是真空中的两块平行金属板，质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 0由小孔进入电场，当M 、N 间电压为U 时，粒子恰好能到达N 板，如果要使这个带电粒子到达M 、N 板间距的12后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)( )图2A ．使初速度减为原来的12B ．使M 、N 间电压加倍C ．使M 、N 间电压提高到原来的4倍D ．使初速度和M 、N 间电压都减为原来的12解析：选BD 由qE ·l ＝12mv 02，当v 0变为22v 0时l 变为l 2； 因为qE ＝q U d，所以qE ·l ＝q U d ·l ＝12mv 02，通过分析知B 、D 选项正确。

3.如图3所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O 点自由释放后，分别抵达B 、C 两点，若AB ＝BC ，则它们带电荷量之比q 1∶q 2等于( )图3A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶ 2D.2∶1解析：选B 竖直方向有h ＝12gt 2，水平方向有l ＝qE 2m t 2，联立可得q ＝mgl Eh ，所以有q 1q 2＝21，B 对。

4．一束正离子以相同的速率从同一位置，沿垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子( )A ．都具有相同的质量B ．都具有相同的电荷量C ．具有相同的荷质比D ．都是同一元素的同位素解析：选C 由偏转距离y ＝12qE m ⎝ ⎛⎭⎪⎫l v 02＝qEl22mv 02可知，若运动轨迹相同，则水平位移相同，偏转距离y 也应相同，已知E 、l 、v 0是相同的，所以应有qm相同。

5. (多选)两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中，存在一沿半径方向的电场，如图4所示。

带正电的粒子流由电场区域的一端M 射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端N 射出，由此可知(不计粒子重力)( )图4A ．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等B ．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等C ．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的速率一定相等D ．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的动能一定相等解析：选BC 由题图可知，该粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力qE ＝m v 2r 得r ＝mv 2qE ，r 、E 为定值，若q 相等则12mv 2一定相等；若qm相等，则速率v 一定相等，故B 、C 正确。

6．(多选)喷墨打印机的简化模型如图5所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v 垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上。

则微滴在极板间电场中( )图5A ．向正极板偏转B ．电势能逐渐增大C ．运动轨迹是抛物线D ．运动轨迹与带电量无关解析：选AC 由于微滴带负电，电场方向向下，因此微滴受到的电场力方向向上，微滴向正极板偏转，A 项正确；偏转过程中电场力做正功，根据电场力做功与电势能变化的关系，电势能减小，B 项错误；微滴在垂直于电场方向做匀速直线运动，位移x ＝vt ，沿电场反方向做初速度为零的匀加速直线运动，位移y ＝12qU dm t 2＝12qU dm ⎝ ⎛⎭⎪⎫x v 2，此为抛物线方程，C 项正确；从式中可以看出，运动轨迹与带电荷量q 有关，D 项错误。

7．一个动能为E k 的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行金属板中，飞出平行板时动能为2E k 。

如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出平行板的动能变为( )A ．8E kB ．5E kC ．4.25E kD ．4E k解析：选C 因为偏转距离为y ＝qUL 22mdv 02，带电粒子的初速度变为原来的两倍时，偏转距离变为y4，所以静电力做功只有W ＝0.25E k ，而初动能变为4E k ，故它飞出平行板时的动能变为4.25E k 。

故正确选项为C 。

8．在光滑水平面上有一比荷qm＝1.0×10－7C/kg 的带正电小球，静止在O 点，以O 点为原点，在水平面内建立坐标系Oxy ，现突然加一沿x 轴正方向、电场强度为2.0×106V/m 的匀强电场，小球开始运动。

经过1.0 s ，所加电场突然变为沿y 轴正方向，电场强度大小不变。

则小球运动的轨迹和位置坐标正确的是下图中的( )解析：选C 小球加速度大小a ＝qE m＝0.20 m/s 2,1 s 末小球速度v x ＝at ＝0.20 m/s ，沿x 轴方向距离x 1＝12at 2＝12×0.20×12 m ＝0.10 m 。

第2 s 内小球做类平抛运动，x 方向x 2＝v x t ＝0.20 m ，沿y 轴方向y 2＝12at 2＝12×0.20×12m ＝0.1 m ，故第2 s 末小球坐标为(0.30m ，0.10 m)，故C 正确。

9．一对水平放置的平行金属板间距为d ，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。

小孔正上方d2处的P 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回。

若将下极板向上平移d3，则从P 点开始下落的相同粒子将( ) A ．打到下极板上 B ．在下极板处返回 C ．在距上极板d2处返回D ．在距上极板25d 处返回解析：选D 当两极板距离为d 时，粒子从开始下落到恰好到达下极板过程中，根据动能定理可得：mg ×32d －qU ＝0，当下极板向上移动d3，设粒子在电场中运动距离x 时速度减为零，全过程应用动能定理可得：mg (d 2＋x )－qUd －d 3x ＝0，两式联立解得：x ＝25d ，选项D 正确。

10．(多选)(2015·山东高考)如图6甲，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v 0沿中线射入两板间，0～T3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6A ．末速度大小为 2v 0B ．末速度沿水平方向C ．重力势能减少了12mgdD ．克服电场力做功为mgd解析：选BC 0～T3时间内微粒匀速运动，有mg ＝qE 0。

把微粒的运动分解，水平方向：做速度为v 0的匀速直线运动；竖直方向：T 3～2T 3时间内，只受重力，做自由落体运动，2T3时刻，v 1y ＝g T 3；2T 3～T 时间内，a ＝2qE 0－mg m ＝g ，做匀减速直线运动，T 时刻，v 2y ＝v 1y －a ·T3＝0，所以末速度v ＝v 0，方向沿水平方向，选项A 错误、B 正确。

重力势能的减少量ΔE p ＝mg ·d2＝12mgd ，所以选项C 正确。

根据动能定理：12mgd －W 克电＝0，得W 克电＝12mgd ，所以选项D 错误。

11.一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子以平行于两极板的速度v 0进入匀强电场，如图7所示。

如果两极板间电压为U ，两极板间的距离为d 、板长为L 。

设粒子束不会击中极板，求粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量。

(粒子的重力忽略不计)图7解析：水平方向匀速，则运动时间t ＝L v 0① 竖直方向加速，则偏移y ＝12at 2②且a ＝qU md③由①②③得y ＝qUL 22mdv 02则电场力做功W ＝qE ·y ＝q ·U d ·qUL 22mdv 02＝q 2U 2L 22md 2v 02由功能原理得电势能减少了q 2U 2L 22md 2v 02。

答案：电势能减少了q 2U 2L 22md 2v 0212.如图8所示，匀强电场中有一半径为r 的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。

a 、b 为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。

一电荷量为q (q ＞0)的质点沿轨道内侧运动，经过a 点和b 点时对轨道压力的大小分别为N a 和N b 。

不计重力，求电场强度的大小E 、质点经过a 点和b 点时的动能。

图8解析：质点所受电场力的大小为F ＝qE ①设质点质量为m ，经过a 点和b 点时的速度大小分别为v a 和v b ，由牛顿第二定律有F ＋N a ＝m v a 2r ②N b －F ＝m v b 2r③设质点经过a 点和b 点时的动能分别为E k a 和E k b ，有E k a ＝12mv a 2④ E k b ＝12mv b 2⑤根据动能定理有E k b －E k a ＝2rF ⑥ 联立①②③④⑤⑥式得E ＝16q (N b －N a )⑦ E k a ＝r12(N b ＋5N a )⑧E k b ＝r12(5N b ＋N a )⑨答案：见解析。