高二物理16示波器课堂练习
高考物理专题：示波器【精品】
现完整的正弦曲线，如图甲、乙所示.则下列关于同步极性
选择的说法正确的是（ ）
A.图甲是同步开关置于“-”的结果 B.图甲是同步开关置于“+”的结果 C.图乙是同步开关置于“-”的结果 D.图乙是同步开关置于“+”的结果
【答案】BC
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C.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率
D.调节Y增益旋钮
【答案】C
2.在观察按正弦规律变化的电压图象时，只看到一的旋
钮是个完整的正弦波形.现欲在荧光屏上看到三个正弦波形，
应调节( )
A.扫描范围旋钮 B.扫描微调旋钮
C.衰减旋钮
D.X增益旋钮
【答案】B
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3.在“练习使用示波器”实验中,某同学将衰减调节旋钮置于
⑧Y增益旋钮.
⑨X增益旋钮——分别用来调
节图像在竖直方向和水平方
向上的幅度大小.
⑩衰减调节旋钮——有1、10、
100、1000四个挡，“1”挡
不衰减，其余挡分别可使加
在竖直偏转电极上的信号电
压按上述倍数衰减，使图像
在竖直方向的幅度依次减为
前一挡的十分之一. 最右边
的而正是弦由符机号内“自~行”提挡供不的衰竖减直，
①辉度调节旋钮——用来调 节图像亮度.
②聚焦调节旋钮. ③辅助聚焦调节旋钮——二 者配合使用可使电子会聚成 一细束，在屏上出现小亮斑， 使图像线条清晰.
④电源开关. ⑤指示灯.
⑥竖直位移旋钮——调节图 像在竖直方向的位置.
⑦水平位移旋钮——调节图 像在水平方向的位置. 5
仪器了解
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高二物理示波管的原理与使用试题答案及解析
高二物理示波管的原理与使用试题答案及解析1.示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管、若在荧光屏上出现如图所示的正弦式交变电流波形，则在水平偏转电极XX'、竖直偏转电极YY'上所加的电压波形是（）A．XX' 加图1波形电压、YY' 加图2波形电压B．XX' 加图2波形电压、YY' 加图1波形电压C．XX' 加图3波形电压、YY' 加图1波形电压D．XX' 加图4波形电压、YY' 加图1波形电压【答案】 D【解析】试题分析:示波管的YY′偏转电压上加的是待显示的信号电压，XX′偏转电极通常接入锯齿形电压，即扫描电压，当信号电压与扫描电压周期相同时，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象．则只有D项符合要求，故D正确，ABC错误。
【考点】示波器的使用2.在“练习使用示波器”的实验中，关于竖直位移旋钮和Y增益旋钮的作用，下列说法正确的是 ()．A．竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的位置，Y增益旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度B．竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度，Y增益旋钮用来调节图像在竖直方向的位置C．竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调节图像在竖直方向的位置的D．竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调节图像在竖直方向的幅度的【答案】A【解析】竖直位移旋钮可以调节图像在屏幕竖直方向的位置，使观察的信号位于屏幕中央．Y增益旋钮则用来调节图像在竖直方向的幅度．故A正确．B、C、D错误．故选A【考点】示波器的使用点评：竖直位移旋钮↑↓是用来节图象在竖直向的位置的，Y增益旋钮用来调节图象在竖直方向的幅度．3.如图所示，利用示波器观察亮斑在竖直方向的偏移时，下列做法正确的是()．A．示波器的扫描范围应置于“外X”挡B．“DC”、“AC”开关应置于“DC”位置C．当亮斑如图乙所示在A位置时，将图中滑动变阻器滑动触头向左移动，则A点下移D．改变图甲电池的极性，图乙的亮斑将向下偏移【答案】ABD【解析】因竖直方向有偏转，水平方向无偏转，所以示波器的扫描范围应置于“外X”挡，故A正确；.应输入直流电信号，B正确；.改变电源极性，偏转方向也反了，故D正确．滑动变阻器触头向左移动，电阻R变大，由闭合回路欧姆定律可得输入的电压也变大，偏转位移变大，故C错误．故选ABD【考点】示波器的使用点评：关键是知道示波器是利用水平和竖直两个方向上的电场使得亮斑在XY方向上发生偏转，根据亮斑的偏转方向可判断所加电场方向4.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。
2016-2017学年高中物理 1.6 示波器的奥秘课时训练 粤教版选修3-1
示波器的奥秘基础夯实1.如图所示,空间中有一水平匀强电场,在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒,沿图中虚线由A运动至B,其能量变化情况是()A.动能减小,重力势能增大,电势能减小B.动能减小,重力势能增大,电势能增大C.动能不变,重力势能增大,电势能减小D.动能增大,重力势能增大,电势能减小答案：B解析：带电微粒受重力、电场力的作用,做直线运动,说明电场力、重力的合力方向与运动方向相反或相同.根据力的平行四边形定则,只有电场力水平向左,才能使电场力和重力的合力与运动方向在一条直线上,故电场力和重力都做负功.因此,重力势能和电势能都增大,动能减小,即B正确.2.如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,当到达B板时速度为v,保持两板间电压不变.则()A.当增大两板间距离时,v也增大B.当减小两板间距离时,v增大C.当改变两板间距离时,v不变D.当增大两板间距离时,电子在两板间运动的时间不变答案：C解析：由W=qU可知,改变两板间距离,v不变,但运动时间会变化.3.如图所示,一个质子以速度v垂直电场方向飞入平行板电容器的两极板间的匀强电场中,它飞离匀强电场时的侧移量为d1,如果改换一个α粒子以速度2v垂直电场方向飞入该电场,飞离电场时的侧移量为d2,则d2应为()(导学号51120137)A.d1B.C.D.答案：D解析：带电粒子在电场中偏转的侧位移为y=at2=)2=,所以=8,D项正确.4.下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U的电场加速后,粒子速度最大的是()A.质子H)B.氘核H)C.氦核He)D.钠离子(Na+)答案：A解析：由qU=mv2得v=,所以荷质比越大的带电粒子获得的速度越大,故A正确.5.如图所示为示波管中电子枪的原理示意图,示波管内被抽成真空,A为发射热电子的阴极,K为接在高电势点的加速阳极,A、K间电压为U.电子离开阴极时的速度可以忽略.电子经加速后从K的小孔中射出的速度大小为v.下面的说法中正确的是()(导学号51120138)A.如果A、K间距离减半而电压仍为U不变,则电子离开K时的速度变为2vB.如果A、K间距离减半而电压仍为U不变,则电子离开K时的速度为C.如果A、K间距离保持不变而电压减半,则电子离开K时的速度变为D.如果A、K间距离保持不变而电压减半,则电子离开K时的速度为v答案：D解析：由动能定理qU=mv2得v=,带电粒子的速度v与成正比,与A、K间距离无关,故D正确. 6.如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出,现在使电子射入速度变为原来的两倍,而电子仍从原来位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板间距离应变为原来的()A.2倍B.4倍C.D.答案：C解析：第1次射入时初速度为v0,板间距为d,则有l=v0t,d=t2可得d=,当初速度v=2v0时,d'=,C项正确.7.两平行金属板间有匀强电场,不同的带电粒子都以垂直于电场线方向飞入该电场,要使这些粒子经过匀强电场后有相同大小的偏转角,则它们应具备的条件是(不计重力作用)()A.有相同的初动能和相同的荷质比B.有相同的初动能和相同的质量C.有相同的初速度和相同的荷质比D.只要有相同的荷质比就可以答案：C解析：设金属板长为L,两板间电压为U,板间距为d,粒子进入电场时速度为v,在电场中运动时间为t=,在离开电场时沿电场线方向上的速度为v y,则v y=at=.所以带电粒子离开电场时与原方向v的夹角θ,即偏转角,如图所示.tan θ=显然A、B、D项错误,C正确.能力提升8.(多选)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.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀变速曲线运动D.静止答案：AD解析：只在电场力的作用下,带电粒子受到的合外力为电场力,不为零,所以A、D肯定不对;当带电粒子在匀强电场中由静止释放后,带电粒子做匀加速直线运动,B对;当带电粒子垂直进入匀强电场后,带电粒子做类平抛运动,C对.9.一个带正电的油滴从如图所示的匀强电场上方A点自由下落,油滴落入匀强电场后,能较准确地描述油滴运动轨迹的是下图中的()(导学号51120139)答案：B解析：油滴从A点自由下落以一竖直速度进入电场,进入电场后受重力和电场力两恒力作用.如图,根据物体做曲线运动的条件,运动轨迹将向右弯曲,故选B.10.(多选)如图所示,有三个质量相等的小球,分别带正电、负电和不带电,以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间,它们分别落在下板的A、B、C三处,已知两金属板的上板带负电荷,下板接地,下列判断正确的是()(导学号51120140)A.落在A、B、C三处的小球分别是带正电、不带电和带负电的B.三小球在该电场中的加速度大小关系是a A<a B<a CC.三小球从进入电场至落到下板所用的时间相等D.三小球到达下板时动能的大小关系是E k C<E k B<E k A答案：AB解析：由受力方向可知,带负电的加速度大,运动时间短,水平方向位移小,故A、B正确.电场力对带负电的粒子做正功,其末动能最大,故D错.11.如图所示,一束电子流在经U=5 000 V 的加速电压加速后,在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场.若两板间距离d=1.0 cm,板长l=5.0 cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最大能加多大电压?(导学号51120141)答案：400 V解析：在加速电压一定时,偏转电压U'越大,电子在极板间的偏转距离就越大,当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出时,两板间的偏转电压即为题目要求的最大电压.加速过程中,由动能定理得eU=①进入偏转电场,电子在平行于板面的方向上做匀速运动l=v0t②在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度a=③偏距y=at2④能飞出的条件y≤⑤解①~⑤式得U'≤ V=4.0×102 V即要使电子能飞出,两极板间所加电压最大为400 V.12.如图所示为真空示波管的示意图.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,然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入偏转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.求:(导学号51120142)(1)电子穿过A板时的速度大小;(2)电子从偏转电场射出时的侧移量;(3)P点到O点的距离.答案：(1)(2)(3)(2L2+L1)解析：(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0,根据动能定理得eU1=,解得v0=.(2)电子以速度v0进入偏转电场后,垂直于电场线方向做匀速直线运动,沿电场线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E,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,根据牛顿第二定律和运动学公式得F=eE,E=,F=ma,a=,t1=,y1=,解得y1=.(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为v y,根据运动学公式得v y=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,如图所示.由t2=,y2=v y t2,解得y2=P到O点的距离为y=y1+y2=(2L2+L1).。
高中物理 1.6 示波器的奥秘 第2课时课时精练(含解析)粤教版选修31
1.6 示波器的奥秘 第2课时带电粒子在电场中的直线运动图1－9－51．(双选)图1－9－5为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空．A 为发射电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U ，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出时的速度大小为v.下面的说法中正确的是( ) A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度仍为v B ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度变为v2 C ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为22v D ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v2 答案 AC解析 电子在两个电极间加速电场中进行加速，由动能定理得eU ＝12mv2－0得v ＝2eUm ，当电压不变，AK 间距离变化时，不影响电子的速度，故A 正确；电压减半，则电子离开K 时的速度为22v ，C 项正确． 带电粒子在电场中的类平抛运动图1－9－62．如图1－9－6所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从O 经P 板的小孔射出，又垂直电场线进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该( ) A ．使U2加倍 B ．使U2变为原来的4倍C ．使U2变为原来的2倍D ．使U2变为原来的12倍 答案 A解析 电子加速有qU1＝12mv20 电子偏转有y ＝12qU2md ⎝⎛⎭⎫l v02联立解得y ＝U2l24U1d ，显然选A.带电粒子在交变电场中的运动3．在如图1－9－7甲所示平行板电容器A 、B 两板上加上如图乙所示的交变电压，开始B 板的电势比A 板高，这时两板中间原来的静止的电子在电场力作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是(不计电子重力)( )甲 乙 图1－9－7A ．电子先向A 板运动，然后向B 板运动，再返回A 板做周期性往返运动 B ．电子一直向A 板运动C ．电子一直向B 板运动D ．电子先向B 板运动，然后向A 板运动，再返回B 板做周期性往返运动 答案 C解析 由运动学和动力学规律画出电子的v-t 图象如图所示可知，电子一直向B 板运动，C 正确．带电微粒在电场中的圆周运动图1－9－84．如图1－9－8所示，一绝缘细圆环半径为r ，其环面固定在水平面上，电场强度为E 的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量为＋q 、质量为m 的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经过A 点时速度vA 的方向恰与电场线垂直，且圆环与小球间沿水平方向无作用力，则速度vA ＝________．当小球运动到与A 点对称的B 点时，小球对圆环在水平方向的作用力FB ＝________． 答案qErm 6qE解析 在A 点时，电场力提供向心力qE ＝mv2Ar ① 解得vA ＝qEr m ，在B 点时，FB ′－qE ＝m v2Br ，FB ＝FB ′，② 小球由A 到B 的过程中，由动能定理得： qE ·2r ＝12mv2B －12mv2A ，③ 联立以上各式解得FB＝6qE.(时间：60分钟)题组一 带电粒子在电场中的直线运动1．关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是( ) A ．一定是匀变速运动 B ．不可能做匀减速运动 C ．一定做曲线运动D ．可能做匀变速直线运动，不可能做匀变速曲线运动 答案 A解析 带电粒子在匀强电场中受恒定电场力作用，一定做匀变速运动，初速度与合外力共线时，做直线运动，不共线时做曲线运动，A 对，B 、C 、D 错．图1－9－92．(双选)平行放置的金属板的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电微粒恰能沿图1－9－9所示水平直线通过，则在此过程中，该粒子( ) A ．所受重力与电场力平衡 B ．电势能逐渐增加 C ．动能逐渐增加D ．做匀变速直线运动 答案 BD解析 带电微粒在平行板电容器之间受到两个力的作用，一是竖直向下的重力mg ；二是垂直于极板向上的电场力F ＝Eq ，因二力均为恒力，已知带电微粒做直线运动，所以此二力的合力一定在微粒运动的直线轨迹上，根据牛顿第二定律可知，该微粒做匀减速直线运动，选项D 正确，选项A 、C 错误；从微粒运动的方向和电场力的方向可判断出，电场力对微粒做负功，微粒的电势能增加，选项B 正确． 题组二 带电粒子在电场中的类平抛运动图1－9－103．如图1－9－10所示，质量相同的两个带电粒子P 、Q 以相同的速度沿垂直于电场的方向射入两平行板间的匀强电场中，P 从两极板正中央射入，Q 从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中( ) A ．它们运动的时间tQ ＞tP B ．它们运动的加速度aQ ＜aPC ．它们所带的电荷量之比qP ∶qQ ＝1∶2D ．它们的动能增加量之比ΔEkP ∶ΔEkQ ＝1∶2 答案 C解析 设两板距离为h ，P 、Q 两粒子的初速度为v0，加速度分别为aP 和aQ ，粒子P 到上极板的距离是h 2，它们做类平抛运动的水平距离为l.则对P ，由l ＝v0tP ，h 2＝12aPt2P ，得到aP ＝hv20l2；同理对Q ，l ＝v0tQ ，h ＝12aQt2Q ，得到aQ ＝2hv20l2.由此可见tP ＝tQ ，aQ ＝2aP ，而aP ＝qPE m ，aQ ＝qQE m ，所以qP ∶qQ ＝1∶2.由动能定理得，它们的动能增加量之比ΔEkP ∶ΔEkQ ＝maP h2∶maQh ＝1∶4.综上所述，C 项正确．图1－9－114．(双选)如图1－9－11所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么( ) A ．经过加速电场的过程中，电场力对氚核做的功最多 B ．经过偏转电场的过程中，电场力对三种核做的功一样多 C ．三种原子核打在屏上的速度一样大 D ．三种原子核都打在屏的同一位置上 答案 BD解析 同一加速电场、同一偏转电场，三种原子核带电荷量相同，故在同一加速电场中电场力对它们做的功都相同，在同一偏转电场中电场力对它们做的功也相同，A 错，B 对；由于质量不同，所以三种原子核打在屏上的速度不同，C 错；再根据偏转距离公式或偏转角公式y ＝l2U24dU1，tan θ＝lU22dU1知，与带电粒子无关，D 对． 题组三 带电粒子在交变电场中的运动图1－9－125．(双选)如图1－9－12所示，两金属板(平行)分别加上如下图中的电压，能使原来静止在金属板中央的电子(不计重力)有可能做往返运动的电压图象应是(设两板距离足够大)( )答案 BC解析 由A 图象可知，电子先做匀加速运动，12T 时速度最大，从12T 到T 内做匀减速运动，T 时速度减为零；然后重复一直向一个方向运动不往返．由B 图象可知，电子先做匀加速运动，14T 时速度最大，从14T 到12T 内做匀减速运动，12T 时速度减为零；从12T 到34T 反向做匀加速运动，34T 时速度最大，从34T 到T 内做匀减速运动，T 时速度减为零．回到出发点，然后重复往返运动．由C 图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，14T 时速度最大，从14T 到12T 内做加速度增大的减速运动，12T 时速度减为零；从12T 到34T 反向做加速度减小的加速运动，34T 时速度最大，从34T 到T 内做加速度减小的减速运动，T 时速度减为零．回到出发点，然后重复往返运动． 由D 图象可知，电子先做匀加速运动，12T 时速度最大，从12T 到T 内做匀速运动，然后重复加速运动和匀速运动一直向一个方向运动．故选B 、C.6．如图1－9－13甲所示，在平行板电容器A 、B 两极板间加上如图乙所示的交变电压．开始时A 板的电势比B 板高，此时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动．设电子在运动中不与极板发生碰撞，向A 板运动时为速度的正方向，则下列图象中能正确反映电子速度变化规律的是(其中C 、D 两项中的图线按正弦函数规律变化)( )图1－9－13答案 A解析 从0时刻开始，电子向A 板做匀加速直线运动，12T 后电场力反向，电子向A 板做匀减速直线运动，直到t ＝T 时刻速度变为零．之后重复上述运动，A 选项正确，B 选项错误．电子在交变电场中所受电场力大小恒定，加速度大小不变，C 、D 选项错误；故选A. 题组四 带电微粒在电场中的圆周运动图1－9－147．(双选)两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中，存在一沿半径方向的电场，如图1－9－14所示．带正电的粒子流由电场区域的一端M 射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端N 射出，由此可知( )A ．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等B ．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等C ．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的速率一定相等D ．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的动能一定相等 答案 BC解析 由题图可知，粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力qE ＝m v2r 得r ＝mv2qE ，r 、E 为定值，若q 相等，则12mv2一定相等；若qm 相等，则速率v 一定相等，故B 、C 正确．图1－9－158．(双选)如图1－9－15所示，内壁光滑的绝缘材料制成的圆轨道固定在倾角为θ＝37°的斜面上，与斜面的交点为A ，直径AB 垂直于斜面，直径CD 和MN 分别在水平和竖直方向上，它们处在水平向右的匀强电场中．质量为m 、电荷量为q 的小球(可视为点电荷)刚好能静止于圆轨道内的A 点．现对在A 点的该小球施加一沿圆轨道切线方向的瞬时速度，使其恰能绕圆轨道完成圆周运动．下列对该小球运动的分析中正确的是( ) A ．小球一定带正电B ．小球运动到B 点时动能最小C ．小球运动到M 点时动能最小D ．小球运动到D 点时机械能最小 答案 BD解析 小球能静止于A 点，说明小球在A 点所受的合力为零，电场力一定与场强方向相反，小球带负电，A 错误；小球所受的重力和电场力的合力F 是不变的，方向沿AB 直径指向A ，小球从A 运动到B 的过程中F 做负功，动能减小，所以小球运动到B 点时动能最小，B 正确，C 错误；在圆轨道上，D 点的电势最低，小球在D 点的电势能最大，由能量守恒定律可得，小球运动到D 点时机械能最小，D 正确． 题组五 综合应用图1－9－169．如图1－9－16所示，半径为R 的环形塑料管竖直放置，AB 为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的AB 及以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑．现将一质量为m ，带电荷量为＋q 的小球从管中A 点由静止释放，已知qE ＝mg. 求：(1)小球释放后，第一次经过最低点D 时的速度和对管壁的压力； (2)小球释放后，第一次经过最高点C 时管壁对小球的作用力． 答案 (1)2gRL 5mg ，方向向下 (2)mg ，方向向下 解析 (1)A 至D 点，由动能定理得： mgR ＋qER ＝12mv21，v1＝2gR由牛顿第二定律：FN －mg ＝m v21R ，FN ＝5mg 由牛顿第三定律：FN ＝FN ′ 对管壁的压力为5mg ，方向向下 (2)第一次经过C ：－mgR ＋qE·2R ＝12mv22 设管壁对小球的作用力向下：mg ＋FC1＝m v22RFC1＝mg FC1的方向向下10．如图1－9－17所示为真空示波管的示意图，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，然后进入由两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入偏转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.求：图1－9－17(1)电子穿过A 板时的速度大小； (2)电子从偏转电场射出时的侧移量； (3)P 点到O 点的距离；(4)若要电子打在荧光屏上P 点的上方，可采取哪些措施？答案 (1)2eU1m (2)U2L214U1d (3)（2L2＋L1）U2L14U1d(4)见解析． 解析 (1)设电子经电压U1加速后的速度为v0，根据动能定理得：eU1＝12mv20，解得：v0＝2eU1m .(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E ，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，根据牛顿第二定律和运动学公式得：F ＝eE ，E ＝U2d ，F ＝ma ，a ＝eU2md ，t1＝L1v0，y1＝12at21，解得：y1＝U2L214U1d .(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy ，根据运动学公式得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，如图所示．由t2＝L2v0，y2＝vyt2，解得：y2＝U2L1L22dU1，P 到O 点的距离为 y ＝y1＋y2＝（2L2＋L1）U2L14U1d(4)减小加速电压U1或增大偏转电压U2.11．如图1－9－18所示，两块竖直放置的平行金属板A 、B ，板间距d ＝0.04 m ，两板间的电压U ＝400 V ，板间可视为匀强电场．在A 、B 两板上端连线的中点Q 的正上方，距Q 为h ＝1.25 m 的P 点处有一带正电的小球，已知小球的质量m ＝5×10－6 kg ，电荷量q ＝5×10－8 C ．设A 、图1－9－18B 板足够长，g 取10 m/s2.试求：(1)带正电的小球从P 点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰； (2)相碰时，离金属板上端的距离多大． 答案 (1)0.52 s (2)0.102 m解析 (1)设小球从P 到Q 需时间t1，由h ＝12gt21得t1＝2hg ＝ 2×1.2510 s ＝0.5 s ，小球进入电场后其飞行时间取决于电场力产生的加速度a ，由力的独立作用原理，可以求出小球在电场中的运动时间t2.应有qE ＝ma ，E ＝U d ，d 2＝12at22，以上三式联立，得t2＝d m qU ＝0.04×5×10－65×10－8×400s ＝0.02 s ，运动总时间t ＝t1＋t2＝0.5 s ＋0.02 s ＝0.52 s.(2)小球由P 点开始在竖直方向上始终做自由落体运动，在时间t 内的位移为y ＝12gt2＝12×10×(0.52)2 m ＝1.352 m. 相碰时，与金属板上端的距离为s ＝y －h ＝1.352 m －1.25 m ＝0.102 m.。
2017粤教版高中物理选修16《示波器的奥秘》每课一练
1、6示波器的奥秘每课一练（粤教版选修3-1）知能综介训练热点集训知能提升一、单项选择题1。
如图1・6。
11所示,从尸处释放一个无初速的电子向万板方向运动，指岀下列对电子运动的描述中错误的是（设电源电动势为仍（.）A B C D图1-6. 11扎电子到达万板时的动能是％Be电子从万板到达C板动能变化量为零C.电子到达。
板时动能是36?D.电子在月板和Q板之间做往复运动解析：电子在月、万之间加速，电场力做功心血在万、Q间无电场,做匀速运动，到G D间电场反向，电子克服电场力做功，至。
点速度刚好减至零，然后反向加速，在从川之间往复运动，所以C错。
答案:C2。
如图1。
6。
12所示，电子在电势差为U的加速电场中由静I匕开始运动，然后射入电势差为G的两块平行极板间的偏转匀强电场中。
在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角（）变大的是（1 D =n' ................. U,图1。
6. 12Ao E变大、乓变大Bo Q变小、保变大Co Q变大、氏变小 D. &变小、空变小思路点拨:加速电场中被加速，偏转电场中被偏转做类平抛运动。
解析：设电子经加速电场后获得的速度为Vo,由动能左理得也=错误!①设偏转电场的极板长为厶则电子在偏转电场中运动时间戸错谋!②电子在偏转电场中受电场力作用获得的加速度a=错误!③电子射岀偏转电场时，平行于电场线的速度由②③④得8=错误!，所以，tan"=错误!=错误!，①式代入上式得tan错误!，所以B 正确. 答案:B3。
如图1。
6。
13所示，有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电 场中的尸点以相同的初速度垂直于厅进入电场，它们分别落在小B 、C 三点（ ）图 1。
6. 13A. 落到川点的小球带正电，落到方点的小球不带电，落到C 点的小球带负电。
Be 三小球在电场中运动的时间相等C. 三小球到达正极板时动•能关系:E4艮D. 三小球在电场中运动的加速度关系:解析：由图知A 的射程最远，x=v°t,匕最大，又由Q 标知m 最小,a 撮尢所以A 正确。
高二物理认识和使用示波器试题
高二物理认识和使用示波器试题1.在开启示波器前，应进行的操作是：（1）辉度旋钮。
（2）竖直位移和水平位移旋钮转到。
（3）衰减调节旋钮置于。
（4）扫描范围置于。
【答案】（1）逆时针旋转到底；（2）中间位置；（3）最大挡（1000挡）；（4）外“X”挡【解析】根据示波器的使用步骤使用前应先：辉度旋钮逆时针旋转到底；竖直位移和水平位移旋钮转到中间位置；衰减调节旋钮置于最大挡（1000挡）；扫描范围置于外“X”挡。
思路分析：根据示波器的使用直接判断。
试题点评：考查示波器的使用。
2.关机前必须进行的操作是。
【答案】将辉度调节旋钮逆时针转到底，再断开电源开关【解析】根据示波器的使用，关机时应先将辉度旋钮旋到亮度最小处，即逆时针转到底。
最后断开电源开关。
思路分析：根据示波器的适用操作步骤直接填写试题点评：考查示波器的使用注意事项3.在观察竖直方向偏移情况时，应进行的操作是：（1）扫描范围旋钮置于，交直流选择开关，调节竖直位移旋钮使亮斑处于。
（2）减小衰减挡时，会发现亮斑。
（3）将Y增益旋钮顺时针慢慢转动时，会发现亮斑在竖直方向上的偏移距离。
（4）Y输入的电压增大时，会发现亮斑在竖直方向上的偏移距离。
（5）改变“Y输入”与“地”的相对极性，会发现亮斑。
【答案】（1 ）外“X”挡，拨到DC位置，荧光屏的中心；（2）竖直方向上偏移逐渐增大；（3）逐渐增大；（4）增大；（5）在竖直方向上的偏移与原来相反。
【解析】根据旋钮的功能，在观察竖直方向偏移情况时扫描范围旋钮置于外“X”挡，交直流选择开关拨到DC位置，调节竖直位移旋钮使亮斑处于荧光屏的中心；减小衰减挡时，会发现亮斑竖直方向上偏移逐渐增大；将Y增益旋钮顺时针慢慢转动时，会发现亮斑在竖直方向上的偏移距离增大；改变“Y输入”与“地”的相对极性，会发现亮斑在竖直方向上的偏移与原来相反。
思路分析：根据示波器旋钮的功能进行填写。
试题点评：考查示波器使用时如何调节。
4.在观察按正弦规律变化的电压图线时，只看到一个完整的正弦波形，现欲在荧光屏上看到三个正弦波形，应调节（）A．扫描频率旋钮B．扫描微调旋钮C．衰减旋钮D．X增益旋钮【答案】B【解析】想看到三个波形应该增大扫描周期，减小扫描频率，所以B正确。
高中物理-实验：练习使用示波器练习
高中物理-实验：练习使用示波器练习1．竖直位移旋钮和水平位移旋钮可以调节图象的________________，Y增益调节旋钮、X增益调节旋钮的作用分别是用来调节图象在____________________的幅度．2．衰减调节旋钮有1、10、100、1000四个挡，表示输入信号衰减的倍数，分别表示________、____________、____________、____________.3．扫描范围旋钮，用来调节扫描电压的__________，共四个挡位，最低的是10Hz～100Hz，即可以在________________范围内调节，向右每拨一挡，频率范围增大10倍．最右边是“外X”挡，即不使用机内扫描电压，而使用__________的扫描电压．4．在“练习使用示波器”的实验中，关于竖直位移旋钮和Y增益调节旋钮的作用，下列说法正确的是( )A．竖直位移旋钮用来调节图象在竖直方向的位置，Y增益调节旋钮用来调节图象在竖直方向的幅度B．竖直位移旋钮用来调节图象在竖直方向的幅度，Y增益调节旋钮用来调节图象在竖直方向的位置C．竖直位移旋钮和Y增益调节旋钮都是用来调节图象在竖直方向的位置的D．竖直位移旋钮和Y增益调节旋钮都是用来调节图象在竖直方向的幅度的5．示波器使用结束时应注意及时关机，关机的下列操作顺序正确的是( ) A．先断开电源开关，再将“辉度调节”旋钮逆时针转到底B．先断开电源开关，再将“辉度调节”旋钮顺时针转到底C．先将“辉度调节”旋钮逆时针转到底，再断开电源开关D．先将“辉度调节”旋钮顺时针转到底，再断开电源开关【概念规律练】知识点一观察亮斑的移动1．本实验中，某同学欲按要求先在荧光屏上调出亮斑，为此，他进行了如下操作：首先经辉度调节旋钮逆时针转到底，竖直位移和水平位移旋钮转到某位置，将衰减调节旋钮置于1000挡，扫描范围旋钮置于“外X”挡．然后打开电源开关(指示灯亮)，过2min后，顺时针旋转辉度调节旋钮，结果屏上始终无亮斑出现(示波器完好)．那么，他应再调节下列哪个旋钮才有可能在屏上出现亮斑( )A．竖直位移旋钮B．水平位移旋钮C．聚焦调节旋钮D．辅助聚焦调节旋钮知识点二观察扫描2．在聚焦之后，亮斑达到________；把X增益调节旋钮顺时针转到三分之一处，再把扫描微调旋钮逆时针旋到底、把扫描范围旋钮旋到最低挡(10～100Hz)，可以看到亮斑________；若再把扫描微调旋钮顺时针旋转，以增大扫描频率，可以看到亮斑________；这时再逆时针旋转X增益调节旋钮，可以看到亮线________；顺时针旋转X增益调节旋钮，可以看到亮线________．3．欲使屏上出现一条竖直亮线，应怎样调节示波器？知识点三观察正弦交流电压波形4．某学生在做“练习使用示波器”的实验时，将衰减旋钮拨到“”挡，将扫描旋钮拨到10Hz～100Hz挡，然后再调节扫描微调旋钮，当示波器荧光屏上出现两个完整的正弦波形时，其频率为( )A．10HzB．25HzC．50HzD．100Hz5．若将变压器输出的交流信号按图1所示与示波器连接，对示波器调节后，在荧光屏上出现的波形应为下图所示四种波形中的( )图1【方法技巧练】荧光屏上信号波形个数的调节技巧6．用示波器观察其交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形(如图2所示)经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整的波形，且波形幅度增大，此组操作是( )图2A．调整X增益旋钮和竖直位移旋钮B．调整X增益旋钮和扫描微调旋钮C．调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮D．调整水平位移旋钮和Y增益旋钮7．在观察按正弦规律变化的电压图线时，只看到一个完整的正弦波形，现想在荧光屏上看到3个正弦波形，应调节________．A．扫描范围旋钮B．扫描微调旋钮C．衰减旋钮D．X增益旋钮1．用示波器观察某电压信号时，发现屏上的图象不稳定．那么，怎样调节才能使图象稳定？2．图3为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形．图3(1)若要增大显示波形的亮度，应调节________旋钮；(2)若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节________旋钮；(3)若要将波形曲线调至屏中央，应调节________与________旋钮．3．(1)如图4所示，用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号．把电压信号接入示波器Y输入．图4①当屏幕上出现如图5所示的波形时，应调节________旋钮．如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节________旋钮或________旋钮，或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内．图5②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形如图6所示，应将________旋钮置于________挡位置，然后调节________旋钮．(示波器面板见图7)．图6图74．如果仅在示波器的偏转电极XX′上加扫描电压，使亮斑在水平方向这样运动：亮斑从一侧匀速地运动到另一侧，然后迅速地返回原处，再匀速地移向另一侧，如此反复继续，则此扫描电压随时间变化的规律是( )第3节实验：练习使用示波器答案课前预习练1．竖直和水平位置竖直方向和水平方向2．不衰减衰减为110衰减为1100衰减为110003．频率范围10Hz～100Hz 外部输入4．A [竖直位移旋钮可以调节图象在屏幕竖直方向的位置，使观察的信号位于屏幕中央．Y增益调节旋钮则用来调节图象在竖直方向的幅度．故A正确．B、C、D错误．]5．C [关机时应先将辉度钮旋到亮度最小处，即逆时针转到底．]课堂探究练1．AB [由题意知示波器的偏转电极YY′与XX′上都没加电压，亮斑应在屏的中央，若不在中央(或没有亮斑)应调节竖直位移旋钮和水平位移旋钮．(示波管内部构造如图)]点评理解此类问题应结合示波管的内部构造以及带电粒子在电场中的偏转的知识．2．最圆最小从左端移向右端，又迅速从右端回到左端迅速移动成一条亮线变短变长解析本题考查示波器的基本操作．在预热、聚焦之后，亮斑达到最圆最小，把扫描范围旋到最低挡，扫描微调逆时针旋到底，使得扫描电压的频率最低，周期最长，即可看到亮斑从左端移向右端，又从右端迅速回到左端，再重复前面的运动．当增大扫描频率时，可看到亮斑向右移动加快，最后速度移动成一条亮线．此时若逆时针旋转X增益调节旋钮，亮线变短，顺时针旋转X增益调节旋钮，亮线变长．点评扫描范围旋钮控制机内自身提供的如图所示的锯齿波扫描电压，它的作用是把信号电压在水平方向匀速拉开，增大扫描频率时，信号电压在水平方向拉开的速度加快．3．在屏上已出现亮线(或亮斑)的前提下，将扫描范围旋钮置于“外X”挡，衰减调节旋钮置于“∞”挡(若在其他挡位，也可从“Y输入”加一变化较快的电压)解析当扫描置于“外X”挡时，不使用机内的锯齿波扫描电压，即XX′上不加电压，把衰减调节旋钮置于“∞”挡时机内提供正弦交流信号(即加在YY′上为正弦电流)．故电子只在竖直方向偏转，连续不断的偏转电子打在屏上成为一条竖直亮线．点评要知道机内提供正弦交流信号是加在偏转电极YY′上的，扫描电压是加在偏转电极XX′上的，并知道是由外部哪些旋钮控制．4．B [由示波器的工作原理知，当把衰减旋钮调到“”挡时，是由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的50Hz的交流电压，当扫描频率也等于50Hz 时，荧光屏上应出现1个完整的正弦波形，现在荧光屏上出现两个完整的正弦波形，扫描频率应是交流信号电压变化频率的一半，所以扫描频率应是25Hz.] 点评当信号不变时，扫描频率越低，荧光屏上出现的信号波形越多．扫描波形的个数等于信号频率除以扫描频率．5．C [因二极管具有单向导电性，一个周期内只有半个周期的电压通过，故只有C选项正确．]点评示波器的作用就是显示信号的波形的，已知所加信号的波形再结合示波器的特点可以得出正确结论．6．C [调节扫描微调旋钮，减小扫描电压的频率，也就增大了其周期，而信号电压的频率不变，所以在扫描的一个周期内显示的完整波形个数增多．调节Y增益旋钮即可使波形幅度增大，故C正确．]7．AB [当只看到一个完整的正弦波形时，扫描电压的频率等于信号的频率，要想看到3个波形，则必须减小扫描电压的频率，故须调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，选A、B.]方法总结在荧光屏上观察到的信号波形个数＝信号频率扫描频率.课后巩固练1．先将扫描范围旋钮置于合适挡位，再调节扫描微调旋钮．2．(1)辉度(2)聚焦(3)竖直位移水平位移3．①竖直位移或↑↓衰减或衰减调节Y增益②扫描范围1k 扫描微调4．A [因光斑运动具有周期性，所以C错误，B中光斑在正向电压作用下只在一侧运动；D中光斑虽在两侧匀速运动，但在到达右端时，不是迅速返回而是匀速返回，只有A满足条件．]。
高中物理：1.6《示波器的奥秘》每课一练(粤教版选修3-1)
1.6《示波器的奥秘》一、单项选择题1．真空中水平放置的两平行金属板相距为d ，两板间电压是可以调节的，一个质量为m 、带电量为＋q 的粒子，从负极板中央的小孔处以速度v 0垂直极板射入电场，当板间电压为U 时，粒子经d /4的距离就要返回，若要使粒子经d /2才返回，可采用的方法是( )A ．v 0增大1倍B ．使板间电压U 减半C ．v 0和U 同时减半D ．初速度增为2v 0，同时使板间距离增加d /2解析：选B.由题意有0－12m v 20＝qEs ，E ＝U d 时s ＝d4，将A 、B 、C 、D 四种情况的数据代入可知B 项正确．图1－6－112．如图1－6－11所示，带电荷量之比为q A ∶q B ＝1∶3的带电粒子A 、B ，先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为x A ∶x B ＝2∶1，则带电粒子的质量之比m A ∶m B 以及在电场中飞行的时间之比t A ∶t B 分别为( )A ．1∶1,2∶3B ．2∶1,3∶2C ．1∶1,3∶4D ．4∶3,2∶1解析：选D.带电粒子的飞行时间t ＝xv 0，故有t A ∶t B ＝2∶1；带电粒子竖直方向上的位移y ＝qE 2m t 2，即m ＝qEt 22y故m A ∶m B ＝4∶3，D 项正确．图1－6－123．(2011年梅州模拟)如图1－6－12所示，P 和Q 为两平行金属板，板间电压为U ，在P 板附近有一电子由静止开始向Q 板运动，关于电子到达Q 板时的速率，下列说法正确的是( )A ．两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大B ．两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大C ．与两板间距离无关，仅与加速电压U 有关D ．以上说法都不正确解析：选C.由12m v 2＝eU 可知，电子到达Q 板时的速率仅与加速电压U 有关，与两板间距离无关．4.图1－6－13(2011年安徽芜湖检测)如图1－6－13所示的交变电压加在平行板电容器A 、B 的两极板上，开始时B 板电势比A 板电势高，这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间，它在电场力作用下开始运动，设A 、B 两极板间的距离足够大，下列说法正确的是( )A ．电子一直向着A 板运动B ．电子一直向着B 板运动C ．电子先向A 板运动，然后返回向B 板运动，之后在A 、B 两板间做周期性往复运动D ．电子先向B 板运动，然后返回向A 板运动，之后在A 、B 两板间做周期性往复运动解析：选 D.根据交变电压的变化规律，不难确定电子所受电场力的变化规律，从而作出电子的加速度a 和速度v 随时间变化的图线，如图所示，从图中可知，电子在第一个T4内做匀加速运动，第二个T4内做匀减速运动，在这半个周期内，因开始时B 板电势比A 板电势高，所以电子先向B 板运动，加速度大小为eU md ；在第三个T 4内做匀加速运动，第四个T4内做匀减速运动，但在这半个周期内运动方向与前半个周期相反，即电子向A 板运动，加速度大小为eUmd.因此电子做周期性往复运动，综合分析可知正确选项应为D.图1－6－145．平行板间有如图1－6－14所示周期变化的电压．重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t ＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况，图1－6－15中，能正确定性描述粒子运动的速度图象的是( )图1－6－15解析：选A.0～T 2时间内粒子做初速度为零的匀加速直线运动.T2～T 时间内做加速度恒定的匀减速直线运动，由对称性可知，在T 时速度减为零．此后周期性重复，故A 对．图1－6－166．如图1－6－16所示，电子在电势差为U 1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U 2的平行板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可以忽略．在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的侧移量最大的是( )A ．U 1变大，U 2变大B ．U 1变小，U 2变大C ．U 1变大，U 2变小D ．U 1变小，U 2变小解析：选B.设粒子质量为m ，电荷量为q ，粒子射出加速电场时速度大小为v 0.在加速电场中，根据动能定理可得：qU 1＝12m v 20－0 v 0＝2qU 1m.粒子在偏转电场中做匀变速曲线运动，在水平方向做匀速运动，竖直方向做初速度为零的匀加速运动．设偏转电场极板长为L ，两极板间距为d ，偏转电压为U 2.运动时间为：t ＝Lv 0＝Lm 2qU 1粒子在垂直电场方向侧移距离为： y ＝12at 2＝qL 2U 22md v 20＝L 2U 24dU 1根据以上推导式可知，减小加速电压和增大偏转电压可增加粒子的侧移值． 二、双项选择题7．(2011年烟台高二检测)图1－6－17所示是一个示波器工作原理图，电子经过加速后以速度v 0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h ，两平行板间距离为d ，电势差为U ，板长为l ，每单位电压引起的偏移量(h /U )叫示波器的灵敏度．若要提高其灵敏度，可采用的办法是( )图1－6－17A ．增大两极板间的电压B ．尽可能使板长l 做得长些C ．尽可能使板间距离d 减小些D ．使电子入射速度v 0大些解析：选BC.偏移量h ＝12at 2＝qUl 22md v 20，故灵敏度h U ＝ql 22md v 20.可见B 、C 项正确． 8.图1－6－18如图1－6－18所示，有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v 0先后射入电场中，最后分别打在正极板的C 、B 、A 处，则( )A ．三种粒子在电场中的运动时间相同B ．三种粒子在电场中的加速度为a A >a B >aC C ．三种粒子到达正极板时动能E k C >E k B >E k AD ．落在C 处的粒子带正电，落在B 处的粒子不带电，落在A 处的粒子带负电解析：选BD.粒子在水平方向上做匀速直线运动，因初速度相同，故水平位移s 大的时间长，因s A <s B <s C ，故t A <t B <t C ，选项A 错误．粒子在竖直方向上做匀加速直线运动，因为位移y 相同，有y ＝at 22，所以运动时间长的粒子加速度小，即a A >a B >a C ，故选项B 正确．粒子到达正极板的动能为E k ＝12m (v 20＋v 2⊥)，而v 2⊥＝2ay ，所以有E k A >E k B >E k C ，选项C 错误．由a A >a B >a C 可以判断A 带负电，B 不带电，C 带正电，选项D 正确．9．如图1－6－19所示，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．如果在荧光屏上P 点出现亮斑，那么示波管中的( )图1－6－19A ．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：选AC.由图可以判断电子要向X 方向和Y 方向偏转，所以极板X 、Y 应带正电，极板X ′、Y ′应带负电，选项A 、C 正确，B 、D 错误．10.图1－6－20如图1－6－20所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么( )A ．经过加速电场过程，电场力对氚核做的功最多B ．经过偏转电场过程，电场力对三种原子核做的功一样多C ．三种原子核打在屏上时的速度一样大D ．三种原子核都打在屏上的同一位置上解析：选BD.同一加速电场、同一偏转电场，三种粒子带电荷量相同，在同一加速电场中电场力对它们做的功都相同，在同一偏转电场中电场力对它们做的功也相同，A 错，B 对；由于质量不同，所以打在屏上的速度不同，C 错；再根据偏转距离公式或偏转角公式y ＝l 2U 24dU 1，tan φ＝lU 22dU 1知偏转与带电粒子无关，D 对．三、非选择题11．如图1－6－21所示，电容器极板是竖直放置的，两板间距为d ，板间电压为U .一个带负电的小球，质量为m ，带电荷量为q ，在平行板电容器的右侧板边被竖直上抛，最后落在电容器左边缘同一高度处．求小球能达到的最大高度h 及抛出时的初速度v 0.图1－6－21解析：小球在复合场中的受力如图所示：可将其运动分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，由竖直上抛运动的规律可得小球上升的最大高度为h ＝v 22g ；小球从抛出至回到左侧板边缘同一高度处所用的时间为：t ＝2v 0g根据小球在水平方向做匀加速直线运动：d ＝12qU md t 2.由以上各式可解得：v 0＝gdm 2qU ，h ＝mgd 24qU. 答案：mgd 24qU gdm 2qU图1－6－2212．如图1－6－22所示，在一块足够大的铅板A 的右侧固定着一小块放射源P ，P 向各个方向放射出电子，速率为107m/s.在A 板右方距A 为2 cm 处放置一个与A 平行的金属板B ，在B 、A 之间加上直流电压．板间的匀强电场场强E ＝3.64×104 N/C ，方向水平向左．已知电子质量m ＝9.1×10－31kg 、电荷量e ＝1.6×10－19C ，求电子打在B 板上的范围．解析：电子离开放射源后做匀变速运动．初速度垂直板的电子直接沿电场线运动到B 板的O 点．其他电子打在以O 点为中心的周围某一位置．设初速度与板平行的电子打在B 板上的N 点，且距O 点最远．电子竖直方向上的分运动ON ＝v 0t ① 水平方向上的分运动d ＝12·eE m t 2②将v 0＝107m/s ，e ＝1.6×10－19C ，m ＝9.1×10－31 kg ，E ＝3.64×104 N/C ， d ＝2×10－2 m 代入①②求得 ON ＝2.5×10－2 m ＝2.5 cm.即电子打在B 板上的范围是以O 为圆心，以2.5 cm 为半径的圆面． 答案：以O 为圆心，以2.5 cm 为半径的圆面。
2017教科版高中物理选修第2章 第3节《示波器的使用》课时作业
第3节实验:练习使用示波器1、竖直位移旋钮与水平位移旋钮可以调节图象的________________，Y增益调节旋钮、X增益调节旋钮的作用分别就是用来调节图象在____________________的幅度、2、衰减调节旋钮有1、10、100、1 000四个挡，表示输入信号衰减的倍数，分别表示________、____________、____________、____________、3、扫描范围旋钮,用来调节扫描电压的__________，共四个挡位,最低的就是10 Hz～100 Hz，即可以在________________范围内调节,向右每拨一挡,频率范围增大10倍、最右边就是“外X”挡，即不使用机内扫描电压，而使用__________的扫描电压、4、在“练习使用示波器"的实验中，关于竖直位移旋钮与Y增益调节旋钮的作用,下列说法正确的就是（)A、竖直位移旋钮用来调节图象在竖直方向的位置，Y增益调节旋钮用来调节图象在竖直方向的幅度B、竖直位移旋钮用来调节图象在竖直方向的幅度，Y增益调节旋钮用来调节图象在竖直方向的位置C、竖直位移旋钮与Y增益调节旋钮都就是用来调节图象在竖直方向的位置的D、竖直位移旋钮与Y增益调节旋钮都就是用来调节图象在竖直方向的幅度的5、示波器使用结束时应注意及时关机,关机的下列操作顺序正确的就是( )A、先断开电源开关,再将“辉度调节"旋钮逆时针转到底B、先断开电源开关,再将“辉度调节”旋钮顺时针转到底C、先将“辉度调节"旋钮逆时针转到底,再断开电源开关D、先将“辉度调节”旋钮顺时针转到底,再断开电源开关【概念规律练】知识点一观察亮斑的移动1、本实验中，某同学欲按要求先在荧光屏上调出亮斑，为此,她进行了如下操作：首先经辉度调节旋钮逆时针转到底,竖直位移与水平位移旋钮转到某位置，将衰减调节旋钮置于1 000挡,扫描范围旋钮置于“外X”挡、然后打开电源开关（指示灯亮），过2 min后，顺时针旋转辉度调节旋钮，结果屏上始终无亮斑出现(示波器完好）、那么,她应再调节下列哪个旋钮才有可能在屏上出现亮斑（)A、竖直位移旋钮B、水平位移旋钮C、聚焦调节旋钮D、辅助聚焦调节旋钮知识点二观察扫描2、在聚焦之后,亮斑达到________;把X增益调节旋钮顺时针转到三分之一处，再把扫描微调旋钮逆时针旋到底、把扫描范围旋钮旋到最低挡(10～100 Hz),可以瞧到亮斑________;若再把扫描微调旋钮顺时针旋转,以增大扫描频率,可以瞧到亮斑________；这时再逆时针旋转X增益调节旋钮,可以瞧到亮线________；顺时针旋转X增益调节旋钮,可以瞧到亮线________、3、欲使屏上出现一条竖直亮线，应怎样调节示波器？知识点三观察正弦交流电压波形4、某学生在做“练习使用示波器"的实验时，将衰减旋钮拨到“”挡,将扫描旋钮拨到10 Hz～100 Hz挡，然后再调节扫描微调旋钮,当示波器荧光屏上出现两个完整的正弦波形时,其频率为（）A、10 HzB、25 HzC、50 HzD、100 Hz5、若将变压器输出的交流信号按图1所示与示波器连接,对示波器调节后，在荧光屏上出现的波形应为下图所示四种波形中的( )图1【方法技巧练】荧光屏上信号波形个数的调节技巧6、用示波器观察其交流信号时,在显示屏上显示出一个完整的波形(如图2所示）经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整的波形，且波形幅度增大，此组操作就是（)图2A、调整X增益旋钮与竖直位移旋钮B、调整X增益旋钮与扫描微调旋钮C、调整扫描微调旋钮与Y增益旋钮D、调整水平位移旋钮与Y增益旋钮7、在观察按正弦规律变化的电压图线时,只瞧到一个完整的正弦波形,现想在荧光屏上瞧到3个正弦波形，应调节________、A、扫描范围旋钮B、扫描微调旋钮C、衰减旋钮D、X增益旋钮1、用示波器观察某电压信号时,发现屏上的图象不稳定、那么，怎样调节才能使图象稳定？2、图3为示波器面板，屏上显示的就是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形、图3(1）若要增大显示波形的亮度,应调节________旋钮；（2）若要屏上波形线条变细且边缘清晰,应调节________旋钮；(3)若要将波形曲线调至屏中央,应调节________与________旋钮、3、(1）如图4所示,用示波器观察频率为900 Hz的正弦电压信号、把电压信号接入示波器Y输入、图4①当屏幕上出现如图5所示的波形时，应调节________旋钮、如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节________旋钮或________旋钮,或这两个钮配合使用,以使正弦波的整个波形出现在屏幕内、图5②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形如图6所示，应将________旋钮置于________挡位置,然后调节________旋钮、（示波器面板见图7)、图6图74、如果仅在示波器的偏转电极XX′上加扫描电压,使亮斑在水平方向这样运动:亮斑从一侧匀速地运动到另一侧，然后迅速地返回原处，再匀速地移向另一侧,如此反复继续,则此扫描电压随时间变化的规律就是（）第3节实验:练习使用示波器答案课前预习练1、竖直与水平位置竖直方向与水平方向2、不衰减衰减为错误!衰减为错误!衰减为错误!3、频率范围10 Hz～100 Hz 外部输入4、A ［竖直位移旋钮可以调节图象在屏幕竖直方向的位置，使观察的信号位于屏幕中央、Y增益调节旋钮则用来调节图象在竖直方向的幅度、故A正确、B、C、D错误、］5、C ［关机时应先将辉度钮旋到亮度最小处，即逆时针转到底、］课堂探究练1、AB ［由题意知示波器的偏转电极YY′与XX′上都没加电压，亮斑应在屏的中央,若不在中央(或没有亮斑)应调节竖直位移旋钮与水平位移旋钮、(示波管内部构造如图)]点评理解此类问题应结合示波管的内部构造以及带电粒子在电场中的偏转的知识、2、最圆最小从左端移向右端，又迅速从右端回到左端迅速移动成一条亮线变短变长解析本题考查示波器的基本操作、在预热、聚焦之后,亮斑达到最圆最小，把扫描范围旋到最低挡，扫描微调逆时针旋到底，使得扫描电压的频率最低,周期最长,即可瞧到亮斑从左端移向右端,又从右端迅速回到左端,再重复前面的运动、当增大扫描频率时,可瞧到亮斑向右移动加快，最后速度移动成一条亮线、此时若逆时针旋转X增益调节旋钮,亮线变短，顺时针旋转X增益调节旋钮,亮线变长、点评扫描范围旋钮控制机内自身提供的如图所示的锯齿波扫描电压,它的作用就是把信号电压在水平方向匀速拉开，增大扫描频率时,信号电压在水平方向拉开的速度加快、3、在屏上已出现亮线(或亮斑)的前提下，将扫描范围旋钮置于“外X"挡,衰减调节旋钮置于“∞"挡(若在其她挡位，也可从“Y输入”加一变化较快的电压) 解析当扫描置于“外X”挡时,不使用机内的锯齿波扫描电压,即XX′上不加电压，把衰减调节旋钮置于“∞”挡时机内提供正弦交流信号(即加在YY′上为正弦电流)、故电子只在竖直方向偏转，连续不断的偏转电子打在屏上成为一条竖直亮线、点评要知道机内提供正弦交流信号就是加在偏转电极YY′上的，扫描电压就是加在偏转电极XX′上的,并知道就是由外部哪些旋钮控制、4、B[由示波器的工作原理知，当把衰减旋钮调到“"挡时,就是由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的50 Hz的交流电压，当扫描频率也等于50 Hz时，荧光屏上应出现1个完整的正弦波形,现在荧光屏上出现两个完整的正弦波形，扫描频率应就是交流信号电压变化频率的一半，所以扫描频率应就是25 Hz、]点评当信号不变时，扫描频率越低,荧光屏上出现的信号波形越多、扫描波形的个数等于信号频率除以扫描频率、5、C [因二极管具有单向导电性，一个周期内只有半个周期的电压通过,故只有C选项正确、］点评示波器的作用就就是显示信号的波形的，已知所加信号的波形再结合示波器的特点可以得出正确结论、6、C ［调节扫描微调旋钮,减小扫描电压的频率,也就增大了其周期，而信号电压的频率不变,所以在扫描的一个周期内显示的完整波形个数增多、调节Y增益旋钮即可使波形幅度增大，故C正确、］7、AB ［当只瞧到一个完整的正弦波形时,扫描电压的频率等于信号的频率,要想瞧到3个波形，则必须减小扫描电压的频率,故须调节扫描范围旋钮与扫描微调旋钮,选A、B、] 方法总结在荧光屏上观察到的信号波形个数＝错误!、课后巩固练1、先将扫描范围旋钮置于合适挡位，再调节扫描微调旋钮、2、（1）辉度（2）聚焦(3)竖直位移水平位移3、①竖直位移或↑↓衰减或衰减调节Y增益②扫描范围 1 k 扫描微调4、A [因光斑运动具有周期性,所以C错误,B中光斑在正向电压作用下只在一侧运动；D中光斑虽在两侧匀速运动，但在到达右端时,不就是迅速返回而就是匀速返回，只有A满足条件、]。
【创新设计】高中物理同步练习：1.6 示波器的奥秘 (粤教选修3-1)
第6节示波器的奥秘(时间：60分钟)知识点一带电粒子的加速图1－6－151．如图1－6－15所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子到达Q板时的速度，下列说法正确的是()．A．两板间距离越大，加速的时间就越长，获得的速度就越大B．两板间距离越小，加速度就越大，获得的速度就越大C．与两板间距离无关，仅与加速电压有关D．以上说法均不正确解析电子由P到Q的过程中，静电力做正功，根据动能定理eU＝12m v2，得v＝2eUm，速度大小与U有关，与两板间距离无关．答案 C图1－6－162．如图1－6－16所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m(不计重力)、电荷量为－q的粒子，以速度v0通过等势面M射入两等势面之间，此后穿过等势面N的速度大小应是()．A. 2qUm B. v0＋2qUmC. v20＋2qUm D. v2－2qUm解析qU＝12m v2－12m v2，v＝v20＋2qUm，故C正确．答案 C知识点二带电粒子的偏转3．氢的三种同位素氕、氘、氚的原子核分别为11H、21H、31H.它们以相同的初动能垂直进入同一匀强电场，离开电场时，末动能最大的是()．A．氕核B．氘核C．氚核D．一样大解析因为qU1＝12m v2＝E k0.偏移量y＝l2U24dU1，可知三种粒子的偏移量相同，由动能定理可知：qE·y＝E k－E k0，E k相同，D正确．答案 D4.图1－6－17如图1－6－17所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的()．A．2倍B．4倍C.12 D.14解析电子在两极板间做类平抛运动．水平方向：l ＝v 0t ，所以t ＝lv 0.竖直方向：d ＝12at 2＝qU 2md t 2＝qUl 22md 20，故d 2＝qUl 22m v 20，即d ∝1v 0，故C 正确．答案 C图1－6－185．如图1－6－18所示，带电粒子以平行于极板的速度从左侧中央射入匀强电场，恰好能从右侧擦极板边缘射出电场(不计粒子的重力)，如果粒子的动能变为原来的2倍，要使它们仍能擦极板边缘射出，则可以采取的措施有( )．A ．将极板的长度变为原来的2倍B ．将两极板间的距离变为原来的12 C ．将两极板之间的电压变为原来的2倍 D ．以上措施均不对解析 设极板的长度为l ，极板间的距离为d ，两极板间的电压为U ，带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，射入电场时的初速度为v 0，粒子在极板间运动的时间为t ，则粒子从极板右侧射出时，沿平行板方向上有：l ＝v 0t ，垂直于极板方向上有：d 2＝12qU md ×(l v 0)2＝qUl 24dE k，故E k ＝qUl 22d 2.答案 C图1－6－196．(双选)如图1－6－19所示，M 、N 是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E ，一质量为m 、电量为＋q 的微粒，以初速度v 0竖直向上从两极正中间的A 点射入匀强电场中，微粒垂直打到N 板上的C 点．已知AB ＝BC .不计空气阻力，则可知( )．A ．微粒在电场中作抛物线运动B ．微粒打到C 点时的速率与射入电场时的速率相等 C ．MN 板间的电势差为2m v 20qD ．MN 板间的电势差为E v 202g解析 由题意可知，微粒受水平向右的电场力qE 和竖直向下的重力mg 作用，合力与v 0不共线，所以微粒做抛物线运动，A 正确；因AB ＝BC ，即v 02·t＝v C 2·t 可见v C ＝v 0.故B 项正确；由q ·U 2＝12m v 2C ，得U ＝m v 2C q ＝m v 20q ，故C 项错误；又由mg ＝qE 得q ＝mg E 代入U ＝m v 20q ，得U ＝E v 20g ，故D 项错误．答案 AB7．如图1－6－20所示，真空中，只有水平向右的匀强电图1－6－20场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v 0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A 向B 做直线运动．那么( )．A ．微粒带正、负电荷都有可能B ．微粒做匀减速直线运动C ．微粒做匀速直线运动D ．微粒做匀加速直线运动解析 微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，只有微粒受到水平向左的电场力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的电场力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，且运动过程中微粒做匀减速直线运动，故B 正确．答案 B8．(双选)光滑水平面上有一边长为l 的正方形区域处在场强为E 的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m 、带电荷量为q 的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度v 0进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为( )．A ．0 B.12qEl C.12m v 20D.12m v 20＋23qEl解析 由题意知，小球从进入电场至穿出电场时可能存在下列三种情况：从穿入处再穿出时，静电力不做功．C 项对；从穿入边的邻边穿出时，静电力做正功W ＝qE ·l 2，由功能关系可知小球的动能为12m v 20＋12qEl ，B 项错；从穿入边的对边穿出时，若静电力做负功，且功的大小等于12m v 20，则A 项对；而静电力做正功时，不可能出现W ＝23qEl .D 项错．答案 AC图1－6－219．如图1－6－21所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两极板间，距下极板0.8 cm ，两极板间的电势差为300 V ．如果两极板间电势差减小到60 V ，则带电小球运动到极板上需多长时间？解析 取带电小球为研究对象，设它带的电荷量为q ，则带电小球受重力mg和电场力qE的作用．当U1＝300 V时，小球受力平衡：mg＝q U1d①当U2＝60 V时，带电小球向下极板做匀加速直线运动：由F＝ma知：mg－q U2d＝ma ②又h＝12at2 ③由①②③得：t＝2U1h(U1－U2)g＝2×300×0.8×10－2(300－60)×10s＝4.5×10－2 s.答案 4.5×10－2 s图1－6－2210．一束电子流在经U＝5 000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图1－6－22所示，若两板间距d＝1.0 cm，板长l＝5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大的电压？解析在加速电压U一定时，偏转电压U′越大，电子在极板间的侧移就越大．当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压即为题目要求的最大电压．答案最多能加400 V的电压．。
2016-2017学年物理高二教科版选修3-2课后训练：第2章3
课后训练
1．示波器使用结束时应注意及时关机，关机的下列操作顺序正确的是()．
A．先断开电源开关，再将“辉度调节”旋钮逆时针转到底
B．先断开电源开关，再将“辉度调节”旋钮顺时针转到底
C．先将“辉度调节”旋钮逆时针转到底，再断开电源开关
D．先将“辉度调节”旋钮顺时针转到底，再断开电源开关
2．在应用示波器观察正弦规律变化的电压图线时，将“扫描范围”旋钮置于第一挡(10 Hz～100 Hz)，把“衰减”旋钮置于合适的挡，再调节“扫描微调”旋钮，屏上便出现完整的正弦曲线，如图所示．则下列关于同步极性选择的说法中正确的是()．
A．图甲是同步开关置于“－”的结果
B．图甲是同步开关置于“＋”的结果
C．图乙是同步开关置于“－”的结果
D．图乙是同步开关置于“＋”的结果
答案与解析
1.答案：C
解析：辉度调节旋钮逆时针旋转时可使屏幕亮度降低，保护屏幕．所以关机时应先将辉度调节旋钮逆时针转到底，再断开电源开关．选项C正确．
2.答案：BC
解析：甲图所示的波形和正弦交流电的波形完全相同，说明同步选择开关置于“＋”的位置，选项B正确；乙图所示的波形和正弦交流电的波形完全相反，说明同步选择开关置于“－”的位置．选项C正确．。
2020年高考物理复习实验练习使用示波器课件 新人教版
• 4．观察按正弦规律变化的电压的图线
• (1)将扫描范围旋钮置于10挡～100挡， 衰减调节旋钮置于“”挡．
• (2)调节扫描微调旋钮，益(或X增益)旋钮，观察曲线 形状沿竖直(或水平)方向的变化情况．
• (4)调节竖直(或水平)位移旋钮，观察曲线 整体在竖直(或水平)方向上的移动情况．
• 2．观察扫描并进行调节
• (1)把X增益旋钮顺时针转到1/3处，扫描 微调旋钮反时针转到底，扫描范围旋钮 置于最低挡，可看到扫描的情形．
• (2)顺时针旋转扫描微调旋钮，可看到亮 斑移动加快，直到成为一条亮线．
• (3)调节X增益旋钮，可以看到亮线长度随 之改变．
• 3．观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调 节`
• (2)如需要屏幕上正好出现一个完整的正 弦波形，应将__________钮置于 __________位置，然后调节 __________钮．
• [答案] (1)↓↑调节旋 衰减旋 Y增益
• (2)扫描范围 1k挡 扫描微调
• [总结提升] 示波器的教学可以算高中物 理学中的一个盲点，因为大部分学生认为 此实验就是要记住这些旋钮的功能．其实 要做好这个实验需要想象改变旋钮时带电 粒子轨迹的变化，需要理解灾光屏上显示 的曲线与亮点移动的关系以及如何才能得 到稳定的亮线．总之该实验难度大、综合 性强，对想象力的要求较高．
• ●深化拓展
• 实验注意事项
• 1．示波器属热电子仪器，要避免频繁开 机、关机，否则易损坏．
• 2．屏上亮斑(或图线)不能过亮，否则易 损伤荧光屏．
• 3．“Y”输入电压不能太高，以免损坏 示波器．
• ●针对训练
• 如果在示波器荧光屏上发现水平方向 有一亮斑自左向右的移动图形，现要使 它在水平方向出现一条亮线的办法是 ()
2021-2022高二物理粤教版选修3-1 课时作业：1.6 示波器的奥秘 Word版含解析
第六节 示波器的奇特1．在如图1所示的电场中，把带正电的粒子由静止释放，带电粒子运动到负极板时所获得的速度可由公式qU ＝12m v 2求得，也可由牛顿定律和运动学公式求得．图12. 如图2所示，在匀强电场E 中，一带电粒子－q 的初速度v 0恰与电场线方向相同，则带电粒子－q 在开头运动后，将( )图2A ．沿电场线方向做匀加速直线运动B ．沿电场线方向做变加速直线运动C ．沿电场线方向做匀减速直线运动D ．偏离电场线方向做曲线运动 答案 C解析 在匀强电场E 中，带电粒子所受电场力为恒力．带电粒子受到与运动方向相反的恒定的电场力作用，产生与运动方向相反的恒定的加速度，因此，带电粒子－q 在开头运动后，将沿电场线做匀减速直线运动．3．两平行金属板相距为d ，电势差为U ，一电子质量为m ，电荷量为e ，从O 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A 点，然后返回，如图3所示，OA ＝h ，此电子具有的初动能是( )图3 A.edh U B ．edUh C.eU dh D.eUh d 答案 D解析 电子从O 点到A 点，因受电场力作用，速度渐渐减小．依据题意和图示推断，电子仅受电场力，不计重力．这样，我们可以用能量守恒定律来争辩问题．即12m v 20＝eU OA .因E ＝U d ，U OA ＝Eh ＝Uh d ，故12m v 20＝eUhd .所以D 正确．4．如图4所示，带电粒子进入匀强电场中做类平抛运动，U 、d 、L 、m 、q 、v 0已知．请完成下列填空．图4(1)穿越时间：________. (2)末速度：________.(3)侧向位移：________，对于不同的带电粒子若以相同的速度射入，则y 与________成正比；若以相同的动能射入，则y 与________成正比；若经相同的电压U 0加速后射入，则y ＝UL 24dU 0，与m 、q 无关，随加速电压的增大而________，随偏转电压的增大而________．(4)偏转角的正切值：________________(从电场出来时粒子速度方向的反向延长线必定过水平位移的________)．答案 (1)L v 0 (2) v 20＋(qUL md v 0)2 (3)qUL 22md v 20带电粒子的比荷 粒子的电荷量 减小 增大 (4)qUL md v 20中点 解析 粒子从偏转电场射出的偏转距离y ＝12at 2＝12·qU md ·(Lv 0)2.作粒子速度的反向延长线．设交水平位移所在直线于O 点，O 到右边缘距离为x ，则x ＝y tan θ＝L2.可知，粒子从偏转电场中射出时，就好像从极板间的中心L2处沿直线射出一样(经常直接用于计算中，可简化计算过程)．5．示波管的基本原理：电子在加速电场中被加速，在偏转电场中被偏转．电子枪的作用是：产生高速飞行的一束电子．竖直偏转极上加的是待显示的信号电压，假如加在竖直极板上的电压是随时间正弦变化的信号，水平加适当的偏转电压，荧光屏上就会显示出一条正弦曲线．【概念规律练】学问点一 带电粒子在电场中的直线运动1. 如图5所示，在点电荷＋Q 激发的电场中有A 、B 两点，将质子和α粒子分别从A 点由静止释放到达B 点时，它们的速度大小之比为多少？图5 答案2∶1解析 设A 、B 两点间的电势差为U ，由动能定理得对质子：12m H v 2H ＝q H U 对α粒子：12m αv 2α＝q αU 所以v H v α＝q H m αq αm H ＝1×42×1＝21.点评 电荷在匀强电场中做匀变速运动时可用动能定理和运动学公式求解，当电荷在电场中做变加速运动时，不能用运动学公式求解，但可用动能定理求解．2．一个电子(质量为9.1×10－31 kg ，电荷量为1.6×10－19 C)以v 0＝4×107 m/s 的初速度沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场，已知匀强电场的电场强度大小E ＝2×105 N/C ，不计重力，求：(1)电子在电场中运动的加速度大小； (2)电子进入电场的最大距离；(3)电子进入电场最大距离的一半时的动能．答案 (1)3.5×1016 m/s 2 (2)2.29×10－2 m(3)3.6×10－16 J解析 (1)电子沿着匀强电场的电场线方向飞入时，仅受电场力作用，且做匀减速直线运动，由牛顿其次定律，得qE ＝ma ，即a ＝qE m ＝1.6×10－19×2×1059.1×10－31 m/s 2＝3.5×1016 m/s 2(2)电子做匀减速直线运动．由运动学公式得v 20＝2as ，即s ＝v 202a ＝(4×107)22×3.5×1016 m ＝2.29×10－2 m.所以电子进入电场的最大距离为2.29×10－2 m(3)当电子进入电场最大距离一半时，即电子在电场中运动s ′＝s2＝1.145×10－2 m 时，设此时动能为E k ，电场力做负功，由动能定理，得－qEs ′＝E k －12m v 20，所以E k ＝12m v 20－qEs ′＝12×9.1×10－31×(4×107)2 J －1.6×10－19×2×105×1.145×10－2 J ＝3.6×10－16 J点评 由牛顿其次定律，结合匀变速直线运动的规律或动能定理求解．学问点二 带电粒子在电场中的偏转3．如图6所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的( )图6A ．2倍B ．4倍 C.12 D.14答案 C解析 电子在两极板间做类平抛运动．水平方向：l ＝v 0t ，所以t ＝lv 0.竖直方向：d ＝12at 2＝qU 2md t 2＝qUl 22md v 20，故d 2＝qUl 22m v 20，即d ∝1v 0，故C 正确． 4. 如图7所示，电子在电势差为U 1的电场中加速后，垂直进入电势差为U 2的偏转电场，在满足电子能射出的条件下，下列四种状况中，肯定能使电子的偏转角θ变大的是( )图7A ．U 1变大、U 2变大B ．U 1变小、U 2变大C ．U 1变大、U 2变小D ．U 1变小、U 2变小 答案 B解析 设电子经加速电场后获得的速度为v 0，由动能定理得qU 1＝m v 202 ①设偏转电场的极板长为L ，则电子在偏转电场中运动时间t ＝Lv 0②电子在偏转电场中受电场力作用获得的加速度a ＝qU 2md ③电子射出偏转电场时，平行于电场线的速度v y ＝at ④由②③④得v y ＝qU 2Lmd v 0所以，tan θ＝v y v 0＝qU 2Lmd v 20①式代入上式得tan θ＝U 2L2U 1d，所以B 正确．点评 带电粒子垂直于电场线方向进入电场，在初速度方向做匀速直线运动，在垂直于初速度方向做初速度为零的匀加速直线运动，粒子的合运动为类平抛运动．学问点三 示波管的原理 5．如图8所示是示波管的原理图．它由电子枪、偏转电极(XX ′和YY ′)、荧光屏组成，管内抽成真空．给电子枪通电后，假如在偏转电极XX ′和YY ′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O 点，在那里产生一个亮斑．下列说法错误的是( )图8A ．要想让亮斑沿OY 向上移动，需在偏转电极YY ′上加电压，且Y ′比Y 电势高B ．要想让亮斑移到荧光屏的右上方，需在偏转电极XX ′、YY ′上加电压，且X 比X ′电势高、Y 比Y ′电势高C ．要想在荧光屏上消灭一条水平亮线，需在偏转电极XX ′上加特定的周期性变化的电压(扫描电压)D ．要想在荧光屏上消灭一条正弦曲线，需在偏转电极XX ′上加适当频率的扫描电压、在偏转电极YY ′上加按正弦规律变化的电压答案 A解析 要想让亮斑沿OY 向上移动，电子受力向Y 方向，即电场方向为YY ′，即Y 电势高，A 项错误；要想让亮斑移到荧光屏的右上方，同理Y 为高电势，X 为高电势才可，B 项正确；要想在荧光屏上消灭一条水平亮线，说明电子只在XX ′方向偏转，当然要在这个方向加扫描电压，C 项正确；要想在荧光屏上消灭一条正弦曲线，就是水平与竖直方向都要有偏转电压，所以D 项正确．6. 如图9所示，是一个示波器工作原理图，电子经过加速后以速度v 0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h ，两平行板间距离为d ，电势差为U ，板长为l ，每单位电压引起的偏移量(h /U )叫示波器的灵敏度．若要提高其灵敏度，可接受下列方法中的( )图9A ．增大两极板间的电压B ．尽可能使板长l 做得短些C ．尽可能使板间距离d 减小些D ．使电子入射速度v 0大些 答案 C解析 本题是一个通过计算进行选择的问题．由于h ＝12at 2＝qUl 22md v 20(a ＝qU md ，t ＝l v 0)，所以，h U ＝ql 22md v 20.要使灵敏度大些，选项中合乎要求的只有C.【方法技巧练】带电粒子在交变电场中运动问题的分析方法7．如图10(a)所示，两个平行金属板P 、Q 竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压．t ＝0时，Q 板比P 板电势高5 V ，此时在两板的正中心M 点放一个电子，速度为零，电子在静电力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化．假设电子始终未与两板相碰．在0<t <8×10－10 s 的时间内，这个电子处于M 点的右侧、速度方向向左且大小渐渐减小的时间是( )。
高二物理16示波器课堂练习
1.6示波器的奥秘一、单选题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 ．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2．下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U 的电场加速后，粒子速度最大的是( )A ．质子B ．氘核C ．氦核D ．钠离子3．两平行金属板间有匀强电场，不同的带电粒子都以垂直于电场线方向飞入该电场，要使这些粒子经过匀强电场后有相同大小的偏转角，则它们应具备的条件是(不计重力作用)( )A ．有相同的动能和相同的比荷B ．有相同的速度和相同的比荷C ．只要有相同的比荷就可以D ．无法确定4．如图所示，M 、N 是真空中的两块平行金属板．质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M 、N 间电压为U 时，粒子恰好能到达N 板．如果要使这个带电粒子到达M 、N 板间距的12后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)( ) A ．使初速度减为原来的12B ．使M 、N 间电压减为原来的12C ．使M 、N 间电压提高到原来的4倍D ．使初速度和M 、N 间电压都减为原来的125．如图所示，带电荷量之比为qA ∶qB ＝1∶3的带电粒子A 、B ，先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为xA ∶xB ＝2∶1，则带电粒子的质量之比mA ∶mB 以及在电场中飞行的时间之比tA ∶tB 分别为( )A ．1∶1,2∶3B ．2∶1,3∶2C ．1∶1,3∶4D ．4∶3,2∶16．如图所示，有一带电粒子贴着A 板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B 板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( )A ．U1∶U2＝1∶8B ．U1∶U2＝1∶4C ．U1∶U2＝1∶2D ．U1∶U2＝1∶17．如图所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从O 经P 板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的轨迹不发生变化，应该( )A ．使U2加倍B ．使U2变为原来的4倍C ．使U2变为原来的2倍D ．使U2变为原来的12倍8．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的偏转匀强电场中．在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是( )A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小二、双选题9．(双选)如图所示是一个示波器工作原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量(h/U)叫示波器的灵敏度．若要提高其灵敏度，可采用的办法是( )A．增大两极板间的电压B．尽可能使板长l做得长些C．尽可能使板间距离d减小些D．使电子入射速度v0大些10．如图所示，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11．如图所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么( )A．经过加速电场过程，电场力对氚核做的功最多B．经过偏转电场过程，电场力对三种原子核做的功一样多C．三种原子核打在屏上时的速度一样大D．三种原子核都打在屏上的同一位置上12．如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B板时速度为v，保持两板电压不变，则( )A．当增大两板间距离时，v增大B．当减小两板间距离时，v减小C．当改变两板间距离时，v不变D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间增大13．如图所示，有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中，最后分别打在正极板的C、B、A处，则( )A．三种粒子在电场中的运动时间相同B．三种粒子在电场中的加速度为aA>aB>aCC．三种粒子到达正极板时动能EkC>EkB>EkAD．落在C处的粒子带正电，落在B处的粒子不带电，落在A处的粒子带负电14．图为一个示波器工作原理的示意图，电子经电压为U1的加速电场后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板间的距离为d，电势差U2，板长L，为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量h/U2)可采取的方法是( )A．增大两板间电势差U2B．尽可能使板长L长些C．尽可能使板间距离d小一些D．使加速电压U1升高一些15．(在电场强度为E＝100 V/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h＝0.8 m处有一个小的粒子源放在一端开口的铅盒内，如图所示．放射源向水平面以下各个方向均匀地释放出初速度v0＝200 m/s、质量为m＝2×10－15 kg、电荷量为q＝＋10－12 C的带电粒子．粒子最后落在金属板上．不计粒子重力，试求：(1)粒子下落过程中电场力做的功；(2)粒子打在金属板上时的动能；（难）(3)计算粒子落在金属板上的区域面积大小．(结果保留两位有效数字)16．如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场．电荷量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力．(1)若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能．(2)若粒子离开电场时动能为Ek′，则电场强度为多大？17．如图所示，水平放置的两平行金属板，板长为10 cm，两板相距2 cm.一束电子以v0＝4.0×107m/s的初速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板右端L为45 cm、宽D为20 cm的荧光屏上．(不计电子重力，荧光屏中点在两板间的中央线上，电子质量m ＝0.9×10－30 kg，电荷量e＝1.6×10－19 C)求：(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压；(2)为了使点电荷能射中荧光屏所有位置，两板间所加电压的取值范围。
高中物理1.6示波器的奥秘每课一练粤教版选修3-1
图 1-6-16
用心 爱心 专心
3
D．两电荷离开电场时的动能相等 解析：带电粒子在电场中的类平抛运动可分解为沿电场方向的匀加速运动与垂直电场方向的
匀速直线运动两个分运动，所以两电荷在电场中的运动时间相等，
B 对．又因为
d＝
1 2at
2，
a
qE
qE
＝ m，因为偏转量 d 不同，故 a 一定不同， C 错．由 a＝ m，因不知 m的关系， q 可能相等，
l v0
2，同理，当
偏转电压为
U2 时，有
1qU2 l d＝2 dm 2v0
2，
两式相比可得 U1∶ U2＝ 1∶8.
答案： A
二、双项选择题
5．如图 1-6-15 所示，电子由静止开始从 A板向 B板运动，当到达 B 板时速度为 v，保持两
板电 压不变，则 ( )
图 1-6-15
A．当增大两板间距离时， v 增大
答案： B
3．如图 1-6-13 所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场
中的 P 点以相同的初速度垂直于 E 进入电场，它们分别落在 A、 B、 C三点 ( )
图 1-6-13
A．落到 A点的小球带正电，落到 B 点的小球不带电，落到 C点的小球带负电．
B．三小球在电场中运动的时间相等 C．三小球到达正极板时动能关系：
图 1-6-17
A．只将 b 板向右移一小段距离后，再由 A 孔释放该质点，质点仍运动到 P 点返回
B．只将 b 板右移稍长距离后，再释放该质点，质点能穿过
C孔
C．只将 b 板右移一小段距离后，再释放该质点、质点将越过
P 点后返回
D．若将质点放在紧贴 C孔左侧由静止释放，质点将能穿过 A 孔
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1.6示波器的奥秘
一、单选题
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 ．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
2．下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U 的电场加速后，粒子速度最大的是( )
A ．质子
B ．氘核
C ．氦核
D ．钠离子
3．两平行金属板间有匀强电场，不同的带电粒子都以垂直于电场线方向飞入该电场，要使这些粒子经过匀强电场后有相同大小的偏转角，则它们应具备的条件是(不计重力作用)( )
A ．有相同的动能和相同的比荷
B ．有相同的速度和相同的比荷
C ．只要有相同的比荷就可以
D ．无法确定
4．如图所示，M 、N 是真空中的两块平行金属板．质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M 、N 间电压为U 时，粒子恰好能到达N 板．如果要使这个带电
粒子到达M 、N 板间距的12后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)( ) A ．使初速度减为原来的12
B ．使M 、N 间电压减为原来的12
C ．使M 、N 间电压提高到原来的4倍
D ．使初速度和M 、N 间电压都减为原来的12
5．如图所示，带电荷量之比为qA ∶qB ＝1∶3的带电粒子A 、B ，先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为xA ∶xB ＝2∶1，则带电粒子的质量之比mA ∶mB 以及在电场中飞行的时间之比tA ∶tB 分别为( )
A ．1∶1,2∶3
B ．2∶1,3∶2
C ．1∶1,3∶4
D ．4∶3,2∶1
6．如图所示，有一带电粒子贴着A 板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B 板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( )
A ．U1∶U2＝1∶8
B ．U1∶U2＝1∶4
C ．U1∶U2＝1∶2
D ．U1∶U2＝1∶1
7．如图所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从O 经P 板的小
孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作
用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的轨迹不发生变
化，应该( )
A ．使U2加倍
B ．使U2变为原来的4倍
C ．使U2变为原来的2倍
D ．使U2变为原来的12
倍
8．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的偏转匀强电场中．在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是( )
A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大
C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小
二、双选题
9．(双选)如图所示是一个示波器工作原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量(h/U)叫示波器的灵敏度．若要提高其灵敏度，可采用的办法是( )
A．增大两极板间的电压
B．尽可能使板长l做得长些
C．尽可能使板间距离d减小些
D．使电子入射速度v0大些
10．如图所示，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
11．如图所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么( )
A．经过加速电场过程，电场力对氚核做的功最多
B．经过偏转电场过程，电场力对三种原子核做的功一样多
C．三种原子核打在屏上时的速度一样大
D．三种原子核都打在屏上的同一位置上
12．如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B板时速度为v，保持两板电压不变，则( )
A．当增大两板间距离时，v增大
B．当减小两板间距离时，v减小
C．当改变两板间距离时，v不变
D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间增大
13．如图所示，有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒
子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入
电场中，最后分别打在正极板的C、B、A处，则( )
A．三种粒子在电场中的运动时间相同
B．三种粒子在电场中的加速度为aA>aB>aC
C．三种粒子到达正极板时动能EkC>EkB>EkA
D．落在C处的粒子带正电，落在B处的粒子不带电，落在A处的粒子带负电
14．图为一个示波器工作原理的示意图，电子经电压为U1的加速电场后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板间的距离为d，电势差U2，板长L，为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量h/U2)可采取的方法是( )
A．增大两板间电势差U2
B．尽可能使板长L长些
C．尽可能使板间距离d小一些
D．使加速电压U1升高一些
15．(在电场强度为E＝100 V/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h＝0.8 m处有一个小的粒子源放在一端开口的铅盒内，如图所示．放射源向水平面以下各个方向均匀地释放出初速度v0＝200 m/s、质量为m＝2×10－15 kg、电荷量为q＝＋10－12 C的带电粒子．粒子最后落在金属板上．不计粒子重力，试求：
(1)粒子下落过程中电场力做的功；
(2)粒子打在金属板上时的动能；
（难）(3)计算粒子落在金属板上的区域面积大小．(结果保留两位有效数字)
16．如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场．电荷量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力．
(1)若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能．
(2)若粒子离开电场时动能为Ek′，则电场强度为多大？
17．如图所示，水平放置的两平行金属板，板长为10 cm，两板相距2 cm.一束电子以v0＝4.0×107m/s的初速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板右端L为45 cm、宽D为20 cm的荧光屏上．(不计电子重力，荧光屏中点在两板间的中央线上，电子质量m ＝0.9×10－30 kg，电荷量e＝1.6×10－19 C)求：
(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压；
(2)为了使点电荷能射中荧光屏所有位置，两板间所加电压的取值范围。