2022年新教材高中物理 10.docx

1、10.5 带电粒子在电场中的运动一、 单选题1质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0107 m/s。已知加速电场的场强为1.3105 N/C，质子的质量为1.6710-27 kg，电荷量为1.610-19 C，则下列说法正确的是()A加速过程中质子电势能增加B质子所受到的电场力约为210-15 NC质子加速需要的时间约为810-6 sD加速器加速的直线长度约为4 m【答案】D【解析】根据能量守恒定律得，动能增加，电势能减小，故A错误；质子所受到的电场力约为F=Eq=1.31051.610-19 N=2.0810-1

2、4 N，故B错误；根据牛顿第二定律得加速的加速度为：a=Fm=2.0810-141.6710-27m/s2=1.251013 m/s2，则加速时间为：t=va=11071.251013s=0.810-6 s，故C错误；加速器加速的直线长度约为：L=v2t=110720.810-6 m=4m，故D正确。故选D。2如图所示，一水平放置的平行板电容器与电源相连，开始时开关闭合。一带电粒子沿两极板中心线方向以一初速度射入，恰好沿中心线通过电容器。则下列判断正确的是()A粒子带正电B保持开关闭合，将B板向上平移一定距离，可使粒子沿轨迹运动C保持开关闭合，将A板向上平移一定距离，可使粒子仍沿轨迹运动D断开

3、开关，将B板向上平移一定距离，可使粒子沿轨迹运动【答案】B【解析】开关闭合时，粒子做匀速直线运动，电场力与重力平衡，A极板和电源正极相连，所以场强方向向下，故粒子带负电，A错误；保持开关闭合，电容器两端电压不变，B板上移，板间距d变小，由公式E知场强增大，电场力大于重力，粒子可沿轨迹运动，故B正确；保持开关闭合，将A板向上平移一定距离，板间距d增大，由公式E知场强减小，电场力小于重力，所以粒子向下偏转，故C错误；断开开关，电容器电荷量不变，将B板向上平移一定距离，由公式C，C，E得，E，与板间距离无关，故场强不变，所以粒子沿轨迹运动，故D错误。故选B。3如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板

4、相距l，在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子。在电场力的作用下两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M：m为()A3：2B2：1C5：2D3：1【答案】A【解析】设板间电场强度为E，两粒子的运动时间相同，对质量为M的粒子有：aM=EqM，25l=12EqMt2；对质量为m的粒子有：am=Eqm，35l=12Eqmt2，联立解得Mm=32，选项A正确。故选A。4图(a)为示波管的原理图，如果在电极YY之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX之

5、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】在02t1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当UY为正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当UY为负的最大值时，电子打在荧光屏上有负的最大位移，因此一个周期内荧光屏上的图象为B。故选B。二、多选题5如图所示，在水平向右的匀强电场中，某带电粒子从A点运动到B点，在A点时速度竖直向上，在B点时速度水平向右，在这一运动过程中粒子只受电场力和重力，并且克服重力做的功为1 J，电场力做的正功为3 J，则下列说法中正确的是()A粒子带正电B粒子在A点的动能比在B点多2 JC粒子在A点的机械能比在B点

6、少3 JD粒子由A点到B点过程中速度最小时，速度的方向与水平方向的夹角为60【答案】ACD【解析】从A到B，电场力做正功，可知电场力方向水平向右，电场强度方向也是水平向右，所以粒子带正电，故A正确；根据动能定理得，从A到B动能的变化量Ek=WG+W电=(-1+3)J=2J，所以粒子在A点的动能比在B点少2J，故B错误；除重力以外只有电场力做功，因为除重力以外其他力做的功等于机械能的增量，所以A到B机械能增加3J，故C正确；由机械能守恒定律可知，竖直方向mgh=1J=12mv2，全程12mv2-12mv2=(3-1)J=2J，故12mv2=3J，即vv=13，由动量定理：mgt=mv，qEt=mv，得mgqE=13，可知合力与水平方向成30角，当合速度方向与合力方向垂直时，合速度达到最小值，故速度最小时速度的方向与水平方向成60角，故D正确。故选ACD。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】根据亮斑的位置，电子偏向XY区间，说明电子受到电场力作用发生了偏转，因此极板X、极板Y均应带正电，选项A、C正确。故选AC。