2019-2020年高中物理 2.5探究電子束在示波管中的運動自我小測 滬科版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理 2.5探究電子束在示波管中的運動自我小測 滬科版選修3-1 1一束帶電粒子以相同的速率從同一位置,垂直于電場方向飛入勻強電場中,所有粒子的運動軌跡都是一樣的,這說明所有粒子( ) A.都具有相同的質(zhì)量 B.都具有相同的電荷量 C.電荷量與質(zhì)量之比都相同 D.都是同位素 2帶負電荷的粒子在某電場中僅受電場力作用,能分別完成以下兩種運動:①在電場線上運動,②在等勢面上做勻速圓周運動。該電場可能由( ) A.一個帶正電荷的點電荷形成 B.一個帶負電荷的點電荷形成 C.兩個分立的帶等量負電荷的點電荷形成 D.一帶負電荷的點電荷與帶正電荷的無限大平板形成 3平行板間有如下圖所示周期變化的電壓。重力不計的帶電粒子靜止在平行板中央,從t=0時刻開始將其釋放,運動過程無碰板情況,下圖中,能正確定性描述粒子運動的速度—時間圖像的是( ) 4如下圖所示,在距離足夠大的平行金屬板A、B之間有一電子,在A、B之間加上圖乙所示規(guī)律的電壓,在t=0時刻電子靜止且A板電勢比B板電勢高,則 ( ) A.電子在A、B兩板間做往復(fù)運動 B.在足夠長的時間內(nèi),電子一定會碰上A板 C.當t=時,電子將回到出發(fā)點 D.當t=時,電子的位移應(yīng)該最大 5如下圖所示,A、B為平行金屬板,兩板相距為d,分別與電源兩極相連,兩板的中央各有一小孔M和N。今有一帶電質(zhì)點,自A板上方相距為d的P點由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上),空氣阻力忽略不計,到達N孔時速度恰好為零,然后沿原路返回。若保持兩極板間的電壓不變,則( ) A.把A板向上平移一小段距離,質(zhì)點自P點自由下落后仍能返回 B.把A板向下平移一小段距離,質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落 C.把B板向上平移一小段距離,質(zhì)點自P點自由下落后仍能返回 D.把B板向下平移一小段距離,質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落 6用示波器觀察頻率為900 Hz的正弦電壓信號,把該信號接入示波器Y輸入。 ①當屏幕上出現(xiàn)如圖所示的波形時,應(yīng)調(diào)節(jié)______鈕。如果正弦波的正負半周均超出了屏幕的范圍,應(yīng)調(diào)節(jié)______鈕或______鈕,或這兩個鈕配合使用,以使正弦波的整個波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi)。 ②如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個完整的正弦波形,應(yīng)將________鈕置于______位置,然后調(diào)節(jié)______鈕。 7一個電子以4.0107 m/s的初速度沿電場線方向射入電場強度為2.5104 N/C的勻強電場中,問:這個電子在電場中能前進多遠?用的時間是多少?這段距離上的電勢差是多少? 8如圖所示,水平放置的A、B兩平行板相距h,上板A帶正電,現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球在B板下方距離B板為H處,以初速v0豎直向上從B板小孔進入板間電場,欲使小球剛好打到A板,A、B間電勢差為多少? 9兩個半徑均為R的圓形平板電極,平行正對放置,相距為d,極板間的電勢差為U,板間電場可以認為是均勻的。一個α粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間,到達負極板時恰好落在極板中心。 已知質(zhì)子電荷量為e,質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m,忽略重力和空氣阻力的影響,求: (1)極板間的電場強度E; (2)α粒子在極板間運動的加速度a; (3)α粒子的初速度v0。 10如下圖所示,邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強電場。電荷量為q、動能為Ek的帶電粒子從a點沿ab方向進入電場,不計重力。 (1)若粒子從c點離開電場,求電場強度的大小和粒子離開電場時的動能; (2)若粒子離開電場時動能為Ek′,則電場強度為多大? 11如下圖所示,一條長為L的細線,上端固定,下端拴一個質(zhì)量為m的帶電小球。將它置于一勻強電場中,場強大小為E,水平向右,已知當細線離開豎直位置的偏角為α時,小球處于平衡狀態(tài)。 (1)小球帶何種電荷?電荷量是多少? (2)如果使細線的偏角由α增大到φ,然后由靜止釋放,則φ應(yīng)為多大,才能使細線達到豎直位置時,小球的速度剛好為零? (3)如果將小球向左方拉成水平,此時線被拉直,那么放手后小球?qū)⒆鲈鯓拥倪\動?小球開始運動后經(jīng)多長時間線又被拉直? 參考答案 1解析:根據(jù)y=()2,軌跡相同,v0相同,則一定相同。 答案:C 2解析:庫侖力提供圓周運動的向心力,粒子帶負電荷,故中心電荷必為正點電荷,由正點電荷的電場線特點,可知也能夠使負電荷在電場線上運動。帶負電荷的粒子能做勻速圓周運動。故A正確。 答案:A 3解析:0~時間內(nèi)粒子做初速度為零的勻加速直線運動。~T時間內(nèi)做加速度恒定的勻減速直線運動,由對稱性可知,在T時速度減為零。此后周期性重復(fù),故A對。 答案:A 4解析:電子所受重力可以忽略不計,電子在0~時間內(nèi)受向上的恒定靜電力作用,應(yīng)向A板做初速度為零的勻加速直線運動,時刻末速度達到最大?!玊時間內(nèi)電子受到一指向B板的靜電力作用,開始做勻減速直線運動,但速度方向仍向上,T時刻末速度變?yōu)榱恪=酉聛碛种貜?fù)上述過程,電子始終朝A板運動,方向不變,足夠長時間后,電子一定能到達A板。故正確答案是B。 答案:B 5解析:把A板向上平移一小段距離,或把A板向下平移一小段距離,P到B的總距離不變,A、B間的電壓不變,帶電質(zhì)點下落過程中重力做正功,克服電場力做的數(shù)值不變,因此還能返回,A對B錯;把B板向上平移一小段距離,重力的功將不足以用來克服電場力功,粒子下落不到N就能返回,C對;把B板向下平移一小段距離重力做的功將大于克服電場力做的功,因此能穿過N孔繼續(xù)下落,D對。 答案:ACD 6答案:(1)豎直位移或↑↓ 衰減或衰減調(diào)節(jié) Y增益 (2)掃描范圍 1 k擋位 掃描微調(diào) 7解析:電子在電場中做勻變速直線運動,由牛頓第二定律得電子的加速度 a=eE/m① 電子在電場中前進的時間t=v0/a ② 電子在電場中前進的距離s=at2/2③ 由①②③解得s=0.182 m,t=9.110-9 s 這段距離上的電勢差U=Es=4.55103 V。 答案:0.182 m 9.110-9 s 4.55103 V 8解析:對小球運動的全過程根據(jù)動能定理列式, 全過程有重力和電場力做功, -mg(H+h)-qUAB=0-mv/2 UAB=m[v-2g(H+h)]/2q。 答案:m[v-2g(H+h)]/2q 9解:(1)極板間場強E=。 (2)α粒子電荷量為2e,質(zhì)量為4m,所受電場力: F=2eE=, α粒子在極板間運動的加速度a==。 (3)由d=at2,得t==2d, v0==。 本題主要考查牛頓第二定律及帶電粒子的類平拋運動。為應(yīng)對學生已形成的矩形平行極板的思維定式,特引入圓形極板模型來設(shè)置“陷阱”,難度中等。 10解:(1)L=v0t,L==,所以E=,qEL=Ekt-Ek,所以Ekt=qEL+Ek=5Ek。 (2)若粒子由bc邊離開電場,L=v0t,vy==,Ek′-Ek=mv==。所以E=。若粒子由cd邊離開電場,qEL=Ek′-Ek,所以E=。 11解:(1)小球受力如圖所示,由力的平衡知小球帶正電,且 Fsinα=qE, Fcosα=mg, 解得q=。 (2)小球從細線偏角φ的位置運動到豎直位置時,拉力F不做功,重力做正功,靜電力做負功,由動能定理得 mgL(1-cosφ)-EqLsinφ=0, 即=。 又q=,化簡得tan=tanα, 故φ=2α。 (3)線被拉直放手后小球受力如圖所示。由于小球所受重力、靜電力均為恒力且由靜止釋放,故小球?qū)⒀睾狭Ψ较蜃龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運動。當線被拉直時,小球運動的位移為s=2Lsinα。 由上圖得F合=。 由牛頓第二定律F合=ma得小球的加速度 a==。 又由s=at2得t=,化簡得t=。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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