习题课
基础练
1. 如图1所示,电子由静止开始从A板向B板运动,到达B板的速度为v,保持两板间的电压不变,则( )
图1
A.当增大两板间的距离时,速度v增大
B.当减小两板间的距离时,速度v减小
C.当减小两板间的距离时,速度v不变
D.当减小两板间的距离时,电子在两板间运动的时间增大
答案 C
解析 由动能定理得eU=mv2.当改变两极板间的距离时,U不变,v就不变,故C项正确;粒子做初速度为零的匀加速直线运动,=,=,即t=,当d减小时,电子在板间运动的时间变小,故D选项不正确.
2. 图2为示波管中电子枪的原理示意图,示波管内被抽成真空.A为发射电子的阴极,K为接在高电势点的加速阳极,A、K间电压为U,电子离开阴极时的速度可以忽略,电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v.下面的说法中正确的是( )
图2
A.如果A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速度仍为v
B.如果A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速度变为v/2
C.如果A、K间距离不变而电压减半,则电子离开K时的速度变为v
D.如果A、K间距离不变而电压减半,则电子离开K时的速度变为v/2
答案 AC
3.几种混合带电粒子(重力不计),初速度为零,它们从同一位置经同一电场加速后,又都垂直场强方向进入另一相同的匀强电场,设粒子射出偏转电场时都打在荧光屏上,且在荧光屏上只有一个亮点,则到达荧光屏的各种粒子( )
A.电荷量一定相等
B.质量一定相等
C.比荷一定相等
D.质量、电荷量都可能不等
答案 D
解析 只要带同种电荷;粒子经同一电场加速又经同一电场偏转,则偏移量相同.
4.如图3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( )
图3
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.三种原子核都打在屏上的同一位置上
答案 BD
解析 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=,tan φ=知,与带电粒子无关,D对.
5. 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( )
图4
A.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
答案 BC
解析 由图可知,该粒子在电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力qE=m得R=,R、E为定值,若q相等则mv2一定相等;若相等,则速率v一定相等,故B、C正确.
6.在平行板电容器A、B两板上加上如图5所示的交变电压,开始B板的电势比A板高,这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动,设电子在运动中不与极板发生碰撞,则下述说法正确的是(不计电子重力)( )
图5
A.电子一直向A板运动
B.电子一直向B板运动
C.电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性来回运动
D.电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做周期性来回运动
答案 B
解析 电子先向B板做匀加速运动,然后向B板做匀减速运动,以后一直重复这两种运动,所以B选项正确.
7. 如图6所示,匀强电场场强方向竖直向下,在此电场中有a、b、c、d四个带电粒子(不计粒子间的相互作用),各以水平向左、水平向右、竖直向上和竖直向下的速度做匀速直线运动,则下列说法错误的是( )
图6
A.c、d带异种电荷
B.a、b带同种电荷且电势能均不变
C.d的电势能减小,重力势能也减小
D.c的电势能减小,机械能增加
答案 AC
解析 a、b、c、d均做匀速直线运动,所以它们受的重力与电场力平衡,都带负电.a、b所受电场力不做功,c所受电场力做正功,因此可判断A、C说法是错误的.
【提升练】
8. 如图7所示,有一质量为m、带电荷量为q的油滴,被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中.设油滴是从两板中间位置,并以初速度为零进入电场的,可以判定( )
图7
A.油滴在电场中做抛物线运动
B.油滴在电场中做匀加速直线运动
C.油滴打在极板上的运动时间只取决于电场强度和两板间距离
D.油滴打在极板上的运动时间不仅取决于电场强度和两板间距离,还取决于油滴的比荷
答案 BD
解析 粒子从静止开始,受重力和电场力作用,两个力都是恒力,所以合力是恒力,粒子在恒力作用下做初速度为零的匀加速直线运动,选项B、D对
9. 如图8所示,一带负电的液滴,从坐标原点O以速率v0射入水平的匀强电场中,v0的方向与电场方向成θ角,已知油滴质量为m,测得它在电场中运动到最高点P时的速率恰为v0,设P点的坐标为(xP,yP),则应有( )
图8
A.xP0
C.xP=0 D.条件不足无法确定
答案 A
解析 由于液滴在电场中既受电场力又受重力,由动能定理得:-mgh+W电=mv/2-mv/2=0.
即W电=mgh,电场力做正功.由于是负电荷所受电场力方向向左,要使电场力做正功,因而位移方向必须也向左,则必有xP