高中物理 第二章第5节电子束在示波管中的运动同步练习 上科版选修31

高中物理第二章第5节电子束在示波管中的运动同步练习
上科版选修31
选修3-1 第二章第5节电子束在示波管中的运动同步练习
（答题时间：60分钟）
1. 如图所示，有一质量为m、带电量为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，设油滴是从两板的中间位置，并以初速度为零进入电场的，可以判定
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决定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决定于电场强度和两板间距离，还决定于油滴的荷质比
2. 电子垂直射入两带电平行金属板间的匀强电场中，通过电场后发生了侧移，则下列说法正确的是
A. 电子射入的速度越大，侧移量越大
B. 两板间电压越大，侧移量越大
C. 两板间距离越大，侧移量越大
D. 两板间场强越大，侧移量越大
+的小球，把它们*3. 如图所示，细线一端悬于O点，另一端挂一质量为m，带电量为q
放入水平向右的匀强电场中，将小球从B点拉到A点，使悬线恰水平. 然后将小球自然释mg=，则小球在到达B前
放，若Eq
①沿弧线AB运动，细线张力越来越大
②沿弧线AB运动，细线张力先增后减
③做匀加速直线运动，细线张力为零
④若小球将到达最低点B时突然剪断细线，小球将做与竖直方向成45°角的匀变速直线运动
其中正确的是
A. ①②
B. ②③
C. ③④
D. ②
4. 如图所示，质量为m，带电荷量为q的滑块沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场时，滑块运动的状态为
A. 继续匀速下滑
B. 将加速下滑
C. 将减速下滑
D. 以上情况都可能发生
*5. 图甲表示真空中水平放置的一对相距足够大的平行金属板，两板之间加电压后，各瞬间电场可视为匀强电场，从0=t 时刻起，在两板间加上某种交变电压，此时恰有一个质子以水平初速沿着两板之间的中心线射入电场，若不计重力，以向上方向为正方向，则图乙表示质子在竖直方向上的速度—时间图像。

由此可知两板间的电压（设上板带正电时电压为正值）随时间变化的图像是
*6. 如图所示，在两极板中间有一静止的电子，在交变电压作用下电子的运动情况是（不计重力，0=t 时，M 板电势为正，板间距离足够长）
A. 一直向M 板运动
B. 一直向N 板运动
C. 先向M 板运动，再一直向N 板运动
D. 在M 、N 间做周期性的来回运动
**7. 如图所示，一根用绝缘材料制成的轻弹簧，一端固定，另一端与一质量为m 、带正电荷、电荷量为q 的小球连接，弹簧的劲度系数为k ，小球静止在光滑的绝缘水平面上。

当施加水平向右的匀强电场E 后，小球开始做简谐运动，当小球经过O 点时加速度为零，A 、B 两点为小球能够到达的最大位移处，则以下说法中正确的是
A. 小球的速度为零时，弹簧伸长为k Eq /
B. 小球在做简谐运动的过程中机械能守恒
C. 小球做简谐运动的振幅为k Eq /2
D. 小球在由O 点到B 点的运动过程中，克服弹力做的功一定大于电场力做的功
*8. 如图所示，在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m 的带电小球，另一端固定于O 点，把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速释放，已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ，求小球经过最低点时细线对小球的拉力。

**9. 如图所示，在光滑绝缘水平桌面上固定一个光滑绝缘的挡板ABCD ，AB 段为直线，BCD 段是半径为R 的圆，挡板处在场强为E 的匀强电场中，电场方向与圆的直径MN 平行，现使一带电荷量为q +，质量为m 的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放，为使小球沿挡板内侧运动，从D 点抛出，求：
（1）小球从释放点到N 点沿电场方向的最小距离； （2）在上一问中小球经过N 点时对挡板的压力大小
**10. 质量为m ，带电荷量为q +的微粒在O 点以初速度0v 与水平方向成θ角射出，如图所示，微粒在运动过程中所受的阻力大小恒为f
（1）如在某方向加上一定大小的匀强电场后，能保证微粒仍沿0v 方向做直线运动，试求所加匀强电场的最小值；
（2）若加上大小一定，方向水平向左的匀强电场，仍保证微粒沿0v 方向做直线运动，并且经过一段时间后微粒又回到O 点，求微粒回到O 点时的速度
【试题答案】
1. 答案：BD 解析：因为粒子初速度为零，且受的重力和电场力均为恒力，故粒子做匀加速直线运动，所以B 正确。

设油滴打在板上的时间为t ，则由221t m Eq s =得Eq
ms
t 2=，故答案D 正确。

2. 答案：BD
解析：2
2
20221)(2121mdv UqL v L m Eq at y === 由上式可知B 、D 正确.
3. 答案：C
解析：小球受力如图所示
︒=∴==
451tan θθmg
Eq
小球将沿与竖直方向成45°角斜向下运动. 绳子张力为零，到B 点时剪断绳子，小球的运动状态不变。

4. 答案：A
解析：进入电场前：θμθcos sin mg mg =
θμtan =∴
进入电场后：
θθθθμsin )(cos )(tan cos )(Eq mg Eq mg Eq mg f +=+=+='
故粒子仍做匀速运动，应选A 5. 答案：B
解析：由速度图像知：粒子先向上做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，接着再向上做匀加速直线运动，匀减速直线运动… 6. 答案：D
解析：画出粒子运动的速度图像，如图所示，由图像知粒子做往复运动。

7. 答案：D
解析：O 点加速度为零，则有kA Eq =，振幅为k
Eq
A =，故C 选项错。

速度为零时，弹簧伸长为零，或k
Eq
x 2=
，故A 选项错；小球运动过程中除弹簧弹力做功外，电场力也做功，机械能不守恒，故B 选项错；小球由O 点到B 点由动能定理得：KO KB E E W W -=-弹电，
而0,0≠=KO KB E E ，所以弹电W W <，故D 选项正确。

8. 答案：)sin 1cos 23(θ
θ
+-
=mg F
解析：带电小球在运动过程中，只有重力和电场力做功，小球由A 到B 由动能定理得
2
2
1mv Eql mgl =
-，由A 到C 得到0)sin 1(cos =+-θθEql mgl 在B 点有l
m v m g T 2
=-
解以上关系式得到小球经过最低点时细线对小球的拉力)sin 1cos 23(θ
θ
+-
=mg F
9. 答案：（1）2
5R
s =
（2）Eq N 6= 解析：（1）小球经过N 点时恰好无压力，此时s 最小，R
v m Eq M
2=
221)2(M mv R s Eq =- 2
5R
s =
（2）过N 点时R
v m Eq N N
2
=- 221N mv Eqs = Eq N 6=
10. 答案:（1）q mg E /cos min θ=（2）θ
θ
sin sin 0f mg f mg v v +-=
解析：（1）如图，要使微粒做直线运动
有θcos min mg q E = 则q mg E /cos min θ=
（2）如图，微粒做直线运动θθcos sin mg Eq =
在O →A →O 过程中有
2
022
1212mv mv s f -=
- 在O →A 过程中有
2
02
10cos sin mv s Eq s mg fs -=⨯-⨯--θθ
解以上关系式得到微粒回到O 点时的速度为：θ
θ
sin sin 0
f m
g f mg v v +-=。