2021-2022高中物理人教版选修3-1作业：第一章第9节带电粒子在电场中的运动1含解析

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《带电粒子在电场中的运动》

基础达标

1．下列粒子从静止状态经过电压为 U的电场加速后速度最大的是(　　)

A．质子 11H B．氘核 21H

C．α粒子 42He D．钠离子 Na＋

【解析】　qU＝12mv2 得v＝ 2qUm，可判断质子速度最大．

【答案】　A

2．如图所示，在 A板附近有一电子由静止开始向 B板运动．则关于电子到达 B板时的速率，

下列解释正确的是(　　)

A．两极板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率板越大

B．两极板间距越小，加速的时间就越长，则获得的速率越大

C．获得的速率大小与两极间的距离无关，与所加电压 U有关

D．两极板间距离越小，加速的时间越短，则获得的速率越小

【解析】　由 qU＝12mv2 得v＝ 2qUm，速度 v取决于比荷及电压，C正确．

【答案】　C

3．一束带电粒子以相同的速率从同一位置，垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有粒子的

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．电荷量与质量之比都相同

D．都是同位素

【解析】　据 y＝12at2 ，a＝qEm ，t＝xv0 知，带电粒子在电场中的轨迹方程为 y＝

qE2mv20x2.由此看出只要粒子的电荷量与质量比 qm 相同，它们的轨迹就相同，C项正确．

【答案】　C

4.如图所示，从 F处释放一个无初速度的电子向 B板方向运动，则下列对电子运动的描述

中错误的是(设电源电动势为 U)(　　)

A．电子到达 B板时的动能是 Ue

B．电子从 B板到达 C板动能变化量为零

C．电子到达 D板时动能是 3Ue

D．电子在 A板和 D板之间做往复运动

【解析】　电子在 A、B之间做匀加速直线运动，且 eU＝ΔEk，A正确；在 B、C之间做匀

速直线运动，B正确；在 C、D之间做匀减速直线运动，到达 D板时，速度减为零，C错误，

D正确．

【答案】　C

5．(多选)如图甲所示，三个相同的金属板共轴排列，它们的距离与宽度均相同，轴线上开

有小孔，在左边和右边两个金属板上加电压 U后，金属板间就形成匀强电场；有一个比荷

qm＝1.0×10－2 C/kg 的带正电的粒子从左边金属板小孔 A处由静止释放，粒子在静电力作

用下从小孔射出(不计粒子重力)，其 v－t图像如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)

A．左侧金属板接电源的正极

B．所加电压 U＝100 V

C．乙图中的 v2＝2 m/s

D．通过极板间隙所用时间之比为 1∶(2－1)

【解析】　带电粒子从左极板向右运动，可判定左极板接电源正极，选项 A正确；由 v－t

图像可得粒子的加速度 a＝2 m/s2，两极板的间距 d＝0.25 m，由 qE＝ma 得E＝200 V/m，U

＝2Ed＝100 V，选项 B正确；可将粒子在两个间隙间的运动看成是初速度为 0的连续匀加

速运动，两间隙距离相等，由匀变速运动的规律可得 t1∶t2＝1∶(2－1)，v1∶v2＝1∶2，

将v1＝1 m/s 代入，得 v2＝2 m/s，选项 C错误，D正确．

【答案】　ABD

6.在真空中上、下两区域均为竖直向下的匀强电场，其电场线分布如图所示，有一带负电

的粒子，从上边区域沿一条电场线以速度 v0 匀速下落，并进入下边区域(该区域的电场足

够广)，在下图所示的速度—时间图象中，符合粒子在电场内运动情况的是(以v0 方向为正

方向)(　　)

【解析】　观察题图知下方匀强电场的场强大，当粒子进入下方区域后，因向上的静电力

大于重力，必使粒子先减速至 0，后反向加速至 v0 到达边界，再进入上方电场做匀速运动．

【答案】　C

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