【精准解析】人教版物理选修3-1习题：第1章9带电粒子在电场中的运动

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第一章　9

[练案 9]

基础夯实

一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)

1．一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是(　A　)

A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动

C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动

解析：因为粒子只受到电场力作用，所以不可能做匀速直线运动。

2．为模拟空气净化过程，有人设计了如图所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶，圆桶的

高和直径相等。第一种除尘方式是：在圆桶顶面和底面间加上电压 U，沿圆桶的轴线方向形

成一个匀强电场，灰尘的运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放一直导

线，在导线与圆桶壁间加上的电压也等于 U，形成沿半径方向的辐向电场，灰尘的运动方向

如图乙所示。已知空气阻力与灰尘运动的速度大小成正比，即 Ff＝kv(k为一定值)，假设每个

灰尘的质量和带电荷量均相同，重力可忽略不计，则在这两种方式中(　C　)

A．灰尘最终一定都做匀速运动

B．灰尘受到的电场力大小相等

C．电场对单个灰尘做功的最大值相等

D．在图乙中，灰尘会做类平抛运动

解析：灰尘可能一直做加速运动，故选项 A错误；两种不同方式中，空间中的电场强度

大小不相等，所以灰尘所受电场力大小不相等，故选项 B错误；电场对单个灰尘做功的最大

值为 qU，故在两种方式中电场对灰尘做功的最大值相同，故选项 C正确；在图乙中，灰尘做

直线运动，故选项 D错误。

3．如图，场强大小为 E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域 abcd，水平边 ab 长

为s，竖直边 ad 长为 h。质量均为 m、带电量分别为＋q和－q的两粒子，由 a、c两点先后沿

ab 和cd 方向以速率 v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)。不计重力，若两粒子轨迹恰

好相切，则 v0等于(　B　)

A． B．

C．D．

解析：两粒子在电场力作用下做类平抛运动，由于两粒子轨迹相切，根据类平抛运动规

律，有＝v0t，＝t2，解以上两式得 v0＝，选项 B正确。

4．(2019·山西省芮城中学、运城中学高二上学期期中)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(　AC　)

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

解析：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。

5．(2019·广东省惠州市高二上学期期末)如图所示，有三个质量相等，分别带正电、带

负电和不带电的小球，从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入，它们分别

落在 A、B、C三点，下列说法正确的是(　BD　)

A．落在 C点的小球带正电

B．落在 A点的小球带正电

C．三个小球在电场中运动的时间相等

D．三个小球到达极板时的动能关系为 EkC>EkB>EkA

解析：小球在电场中做类平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，根据 x＝v0t知，

tA>tB>tC，根据 y＝at2，偏转位移相等，则 aA<aB<aC，可知 C的电场力方向向下，A的电场力

方向向上，所以 A带正电，C带负电，B不带电，AC 错误 B正确；根据受力分析可知 F合C＝

Eq＋mg，F合B＝mg，F合A＝mg－Eq，根据动能定理知，C的合力最大，则 C球合力做功最

多，A球合力做功最小，可知 C球动能增加量最大，A球动能增加量最小，初动能相等，所

以三个小球到达极板时的动能关系为 EkC>EkB>EkA，D正确。

6．如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，两板间距离 d足够大。

当两板间加上如图乙所示的交变电压后，在下列选项中，电子速度 v、位移 x和加速度 a三

个物理量随时间 t的变化规律可能正确的是(　AD　)

解析：解答本题的关键是正确分析电子在电场中的受力情况，先作出 a—t图象，再去分

析其他图象。由电压图象知，当两极间所加的电压为 U0时，两极间为匀强电场且场强大小为。

电子在一个周期的时间内，第一个内做匀加速直线运动，第二个内做匀减速直线运动到速度

为零，第三个内反向做匀加速直线运动，第四个内做匀减速直线运动，回到出发点，只有

AD 选项正确。

二、非选择题

7．(2019·西藏拉萨中学高二上学期月考)如图所示，电荷量为－e，质量为 m的电子从 A

点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为 v0，当它通过电场中 B点时，速度与场强方

向成 150°角，不计电子的重力，求：

(1)电子经过 B点的速度多大；

(2)AB 两点间的电势差多大。

答案：(1)2v0　(2)－

解析：(1)电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，B点的速度 v＝＝2v0，

(2)电子从 A运动到 B由动能定理得：

－eUAB＝mv2－mv

A、B两点间的电势差 UAB＝＝－。

能力提升

一、选择题(1、2题为单选题，3～5题为多选题)

1．(2019·新疆石河子第二中学高二上学期期末)如图所示，示波器的示波管可视为加速

电场与偏转电场的组合，若已知加速电压为 U1，偏转电压为 U2，偏转极板长为 L，极板间距

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