高考物理一轮复习 课时跟踪检测（二十三）带电粒子在电场中运动的综合问题（含解析）-人教版高三物理试题VIP免费

带电粒子在电场中运动的综合问题对点训练：示波管的工作原理1．(2019·宜昌模拟)1878年英国科学家克鲁克斯发明了接近真空的“克鲁克斯管”，即阴极射线管，为X射线的发现提供了基本实验条件。如图所示是一个阴极射线管的结构示意图，要使射线管发出射线，须在P、Q两电极间加上几万伏的直流高压，使用时以下说法正确的是()A．阴极射线是负离子，高压电源正极应接在P点B．阴极射线是负离子，高压电源正极应接在Q点C．阴极射线是正离子，高压电源正极应接在P点D．阴极射线是正离子，高压电源正极应接在Q点解析：选A阴极射线是金属加热到一定程度时所发射出的电子，所以阴极射线为负离子，要使负离子加速后进入偏转电场，必须在P点接电源的正极，故A正确。2．(2018·汕头二模)如图所示，电子示波管由电子枪、竖直偏转电极YY′、水平偏转电极XX′和荧光屏组成。当电极YY′和XX′所加电压都为零时，电子枪射出的电子恰好打在荧光屏上的中心点即原点O上。下列说法正确的是()A．当上极板Y的电势高于Y′，而后极板X的电势低于X′时，电子将打在第一象限B．电子从发射到打到荧光屏的时间与偏转电极所加电压大小有关C．电子打到荧光屏时的动能与偏转电极所加电压大小有关D．电子通过XX′时的水平偏转量与YY′所加电压大小有关解析：选C由于电子带负电，所以电子在电场中运动时会偏向电势高的一边，故当上极板Y的电势高于Y′，而后极板X的电势低于X′时，电子将打在第二象限，故A错误；电子在水平方向上不受力，所以水平方向做匀速运动，故电子从发射到打到荧光屏的时间与偏转电极所加电压大小无关，故B错误；根据动能定理，电子出电场后的动能和电场力做功的大小有关，即qU＝mv2－mv02，故C正确；电子通过XX′时的水平偏转量与XX′所加电压大小有关，故D错误。3．(2019·无锡天一中学月考)如图所示为一真空示波器，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子质量为m，电荷量为e。不计重力，求：(1)电子穿过A板时的速度大小；(2)P点到O点的距离；(3)电子打在荧光屏上的动能大小。解析：(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0，由动能定理得：eU1＝mv02，解得：v0＝。(2)电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，设偏转电场的电场强度为E2，电子在偏转电场中运动的时间为t1，电子的加速度为a，离开偏转电场时的侧移量为y1，由牛顿第二定律得：F＝eE2＝e＝ma，解得：a＝，由运动学公式得：L1＝v0t1，y1＝at12，解得：y1＝；设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy，由匀变速运动的速度公式可知vy＝at1；电子离开偏转电场后做匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2，电子打到荧光屏上的侧移量为y2，水平方向：L2＝v0t2，竖直方向：y2＝vyt2，解得：y2＝；P至O点的距离y＝y1＋y2＝。(3)根据动能定理：电子打在荧光屏上的动能大小：Ek＝eU1＋eE2·y1＝eU1＋。答案：(1)(2)(3)eU1＋对点训练：带电粒子在交变电场中的运动4．[多选](2019·临沂调研)如图甲所示，两正对的平行金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电的粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段()A．0