高二物理示波管的原理与使用试题答案及解析

高二物理示波管的原理与使用试题答案及解析1.示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管、若在荧光屏上出现如图所示的正弦式交变电流波形，则在水平偏转电极XX'、竖直偏转电极YY'上所加的电压波形是（）A．XX' 加图1波形电压、YY' 加图2波形电压B．XX' 加图2波形电压、YY' 加图1波形电压C．XX' 加图3波形电压、YY' 加图1波形电压D．XX' 加图4波形电压、YY' 加图1波形电压【答案】 D【解析】试题分析:示波管的YY′偏转电压上加的是待显示的信号电压，XX′偏转电极通常接入锯齿形电压，即扫描电压，当信号电压与扫描电压周期相同时，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象．则只有D项符合要求，故D正确，ABC错误。

【考点】示波器的使用2.在“练习使用示波器”的实验中，关于竖直位移旋钮和Y增益旋钮的作用，下列说法正确的是 ()．A．竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的位置，Y增益旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度B．竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度，Y增益旋钮用来调节图像在竖直方向的位置C．竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调节图像在竖直方向的位置的D．竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调节图像在竖直方向的幅度的【答案】A【解析】竖直位移旋钮可以调节图像在屏幕竖直方向的位置，使观察的信号位于屏幕中央．Y增益旋钮则用来调节图像在竖直方向的幅度．故A正确．B、C、D错误．故选A【考点】示波器的使用点评：竖直位移旋钮↑↓是用来节图象在竖直向的位置的，Y增益旋钮用来调节图象在竖直方向的幅度．3.如图所示，利用示波器观察亮斑在竖直方向的偏移时，下列做法正确的是()．A．示波器的扫描范围应置于“外X”挡B．“DC”、“AC”开关应置于“DC”位置C．当亮斑如图乙所示在A位置时，将图中滑动变阻器滑动触头向左移动，则A点下移D．改变图甲电池的极性，图乙的亮斑将向下偏移【答案】ABD【解析】因竖直方向有偏转，水平方向无偏转，所以示波器的扫描范围应置于“外X”挡，故A正确；.应输入直流电信号，B正确；.改变电源极性，偏转方向也反了，故D正确．滑动变阻器触头向左移动，电阻R变大，由闭合回路欧姆定律可得输入的电压也变大，偏转位移变大，故C错误．故选ABD【考点】示波器的使用点评：关键是知道示波器是利用水平和竖直两个方向上的电场使得亮斑在XY方向上发生偏转，根据亮斑的偏转方向可判断所加电场方向4.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，如图所示。

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【答案】AC【解析】本题考查示波器的原理，YY’间的电场使得电子在y轴上产生偏转，XX’间的电场使得电子在x轴上产生偏转据荧光屏上电子的坐标可知示波管内电子受力情况：受指向y方向和指向x方向电场力。

即电子在经过偏转电极时向X、Y两极板偏转，则这两个电极都应带正电，思路拓展：本题的关键是能从图中看成粒子偏转的方向，同时也考查了学生对知识的实际应用能力5.如下图所示，示波管构造及功能的原理图，电子枪的作用是____________________，YY′和XX′的作用是__________________。

【答案】发射并加速电子使电子在竖直和水平方向上偏转【解析】本题考到了带电粒子在电场中的偏转，Y电极控制的是竖直方向偏转，x 方向控制水平方向偏转点评：提高学生的空间想象能力和对力的独立作用原理的理解6.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，如图所示。

如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的A．极板应带负电B．极板应带负电C．极板应带负电D．极板应带负电【答案】BC【解析】P点出现亮斑说明粒子向下偏转，水平方向向里偏转，Y极板控制竖直方向偏转，X极板控制水平方向偏转，BC正确7.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，如图所示．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【答案】AC【解析】粒子在竖直方向上向上偏转，在X方向上向X偏转，所以X板带正电，Y板带正电，AC正确。

8.物理小组用自己设计的位移传感器来探究滑块的简谐运动，其工作原理如图(a)所示，滑块M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片P一起平移，利用示波器获得的U—t图像可以反映滑块M的位移x的变化情况。

已知电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的滑片从A端滑到B端的总长为L，滑块位于O点时滑片P恰与AB的中点接触。

滑块M以O为平衡位置做简谐运动（取向右为正方向）振幅为。

若U随时间t的变化关系如图(b)所示，则在图示0—t时间内，1下列说法正确的是A．滑块M的速度为正方向且不断增大B．滑块M的速度为负方向且不断减小C．滑块M的加速度为正方向且不断增大D．滑块M的加速度为负方向且不断减小【答案】A【解析】由图(a)知，当p在最左端A时，示波器上的电压为0，在平衡位置O时的电压为，时间内，电压从0增加到，所以在最右端B时，示波器的电压最大为E，由图(b)在图示0—t1滑块是从A到O，速度向右为正方向，BD错；且大小不断增大，加速度不断减小，到O时速度最大，加速度为0，A对，C错。

9.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。

【1】如图所示.如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的( )A．极板应带正电B．极板应带正电C．极板应带正电D．极板应带正电【答案】AC【解析】示波管中电子向第一象限偏转，说明水平方向受力向右，竖直方向受力向上，所以极板应带正电；极板应带正电；故答案选AC;【2】如果只在偏转电极XX/上加如图①所示的电压,试在图③中画出所观察到的波形图；【答案】【解析】如果只在偏转电极XX/上加如图①所示的电压，电子只在水平方向发生偏转，竖直方向不会偏转，故图像为【3】如果只在偏转电极YY/上加如图②所示的电压,试在图④中画出所观察到的波形图；【答案】【解析】如果只在偏转电极YY/上加如图②所示的电压，电子只在竖直方向发生偏转，水平方向不会偏转，故图像为【4】如果在偏转电极XX/上加如图①所示的电压同时在偏转电极YY/上加如图②所示的电压,试在图⑤中画出所观察到的波形图【答案】【解析】如果在偏转电极XX/上加如图①所示的电压同时在偏转电极YY/上加如图②所示的电压，x方向为偏转电压，y方向为扫描电压，因为周期相同，所以屏幕上出现一个完整的正弦波形。

所以图像为：10.如图所示，一示波器偏转电极长为L=5.0cm,板间距离为d=1.0cm两极板上加有90V的偏转=2.0×107m/s沿两板的中轴线射入，已知电子的质量m=9×10-31kg,电电压。

一个电子以初速度V量e=-1.6×10-19c.求：【1】电子经过偏转电场后的偏移Y，【答案】0.5cm【2】如果偏转电极的右边缘到荧光屏的距离为s=10cm,则电子打到荧光屏上产生的光点偏离中心O点的距离y/多大？【答案】2.5cm11.如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将A．向上偏转；B．向下偏转；C．向纸外偏转；D．向纸里偏转．【答案】A【解析】通电直导线在示波管处产生的磁场方向垂直纸面向外，据左手定则可判断电子受力向上，所以向上偏转，A对。

12.如图所示为示波管中偏转电极的示意图，相距为d长度为l的平行板A、B加上电压后，可在A、B之间的空间中（设为真空）产生电场（设为匀强电场）。

在AB左端距A、B等距离处的O 点，有一电荷量为+q、质量为m的粒子以初速沿水平方向（与A、B板平行）射入（如图），不计重力。

要使此粒子恰能从C处射出电场，则A、B间的电压应为（）A．B．C．D．【答案】A【解析】粒子恰能从C处射出电场，则有，所以U=。

13.示波管的真空室中电极K发出电子（初速度不计），经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板间。

当A、B间电压为U2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点。

若不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是（）A．U1变大，U2变大 B．U1变小，U2变大C．U1变大，U2变小 D．U1变小，U2变小【答案】B【解析】电粒子在电场中被加速，则有 qu1=（1）带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，可看成匀速直线运动与匀加速直线运动的两分运动．匀速直线运动：由运动学公式得 L=vt （2）匀加速直线运动：设位移为y，则有y=（3）联立（1）（2）（3）可得，所以要使亮点偏离中心距离变大的是：U1变小，U2变大，选B14.图（a）为示波管的原理图。

如果在电极之间所加的电压图按图（b）所示的规律变化，在电极之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是【答案】B【解析】由于电极XX′加的是扫描电压，电极YY′之间所加的电压信号电压，信号电压与扫描电压周期相同，所以荧光屏上会看到的图形是B；故选B．15.示波器可以视为加速电场与偏转电场的组合，若已知前者的电压为U1，后者电压为U2，极板长为L，板间距为d，且电子加速前初速可忽略.则示波器的灵敏度(偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量h/U称为“灵敏度”)与加速电场、偏转电场的关系正确的是( ).A．L越大，灵敏度越大B．d越大，灵敏度越大C．U1越大，灵敏度越小D．灵敏度与U1_无关【答案】A C【解析】电子在加速电场中加速，根据动能定理可得，eU1=mv2，所以电子进入偏转电场时速度的大小为，v=，电子进入偏转电场后的偏转的位移为，h=at2=()2==，所以示波管的灵敏度=，所以要提高示波管的灵敏度可以增大l，减小d和减小U1，所以AC正确．故选AC．16.如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。

已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。

求：【1】电子穿过A板时的速度大小；【答案】【2】电子从偏转电场射出时的侧移量；【答案】【3】P点到O点的距离。

【答案】17.示波管原理如图所示，如果加在之间的电压如图a所示（0～t1，Y正、负），而在电极之间所加的电压按图b所示（0～t1，正、X负）的规律变化，请在图c中画出荧光屏上应该看到的图形。