高中物理必修三 第十章　5　第二课时　带电粒子在电场中偏转的推论和示波管的原理同步练习

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第2课时　带电粒子在电场中偏转的推论和示波管的原理 考点一　带电粒子在电场中的偏转 1.(2023·成都市金牛区协同外语学校高二期中)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的两块水平的平行极板间的偏转电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区域的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ和偏转距离y变大的是(　　) A．U1变小、U2变大 B．U1变小、U2变小 C．U1变大、U2变大 D．U1变大、U2变小 2.(多选)(2022·汕头金山中学模拟考试)如图所示，竖直平面内，在边长为L的正方形ABCD区域内有电场强度大小为E的匀强电场，图中竖直平行的直线为匀强电场的电场线(方向未知)。一电荷量为q、质量为m的带负电粒子，从A点以某一初速度沿AB边、垂直电场方向进入电场，经过电场中的P点并从BC边上的Q点离开电场，带电粒子通过Q点的速度方向与水平方向的夹角为53°，已知∠PAD＝60°，忽略空气的阻力，不考虑带电粒子受到的重力，取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。下列说法正确的是(　　) A．带电粒子从A点运动到Q点的过程中，静电力所做的功为eq \f(2qEL,3) B．带电粒子从A点运动到Q点的过程中，静电力所做的功为eq \f(qEL,3) C．带电粒子从A点运动到P点的时间为eq \r(\f(mL,qE)) D．带电粒子从A点运动到P点的时间为3eq \r(\f(mL,qE)) 3.(多选)(2022·长治二中期中)如图所示，电子经电场加速后垂直于偏转电场方向射入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转电场的极板长度与极板间的距离分别为L和d，y为电子离开偏转电场时的偏转距离，取“单位偏转电压引起的偏转距离”来描述示波管的灵敏度，即eq \f(y,U2)(该比值越大，则灵敏度越高)，则下列方法中可以提高示波管的灵敏度的是(　　) A．减小U1 B．增大U1 C．减小L D．减小d 4.(2023·台山市第一中学高二期中)如图所示，有一电子(电荷量为e、质量为m)由静止开始经电压为U1的电场加速后，在两平行板正中央处垂直进入平行板间的匀强电场，并且恰能从下板右边缘飞出电场。两板间距为d，板长为l，不计电子重力。 (1)求电子经过U1加速后获得的速度大小。 (2)若U1＝1 500 V，d＝2.0 cm，l＝5.0 cm，则两平行极板所加偏转电压U2为多大。 (3)求电子经过下板右边缘时的动能大小。(答案用字母符号e、U1、U2表示，无需代入数据) 考点二　示波管 5．(2022·荆州中学期中)如图所示的示波管，当两偏转电极上所加电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标在O点，其中x轴与X、X′间的电场的电场强度方向平行，x轴正方向垂直于纸面向里，y轴与Y、Y′间的电场的电场强度方向平行)。若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限，则(　　) A．X、Y接电源的正极，X′、Y′接电源的负极 B．X、Y′接电源的正极，X′、Y接电源的负极 C．X′、Y接电源的正极，X、Y′接电源的负极 D．X′、Y′接电源的正极，X、Y接电源的负极 6.(2022·中山一中期末考试)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．当极板Y的电势高于Y′，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 7.(多选)(2022·佛山一中期中)如图是加速电场与偏转电场的组合。当加速电压为U1、偏转电压为U2、偏转极板长为L、板间距离为d时，电子打在荧光屏上形成光斑P，则(　　) A．只增大d，偏转电场的电场强度增大 B．只增大L，荧光屏上光斑P的位置不变 C．只增大U1，电子穿越偏转电场的时间变短 D．只增大U2，能使荧光屏上光斑P向上移动 8．如图所示是示波管的原理图，它由电子枪、竖直偏转电极YY′、水平偏转电极XX′和荧光屏组成。电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮斑，不加任何电压时，电子打在荧光屏中心。若亮斑移动很快，由于视觉暂留现象，能在荧光屏看到一条亮线。现在加上频率较高的偏转电压，则下列说法正确的是(　　) A．如果只在偏转电极YY′上加上如图乙所示U＝Umsin ωt的电压，能在荧光屏上看到一条水平的亮线 B．如果只在偏转电极XX′上加上如图甲所示的电压，能在荧光屏上看到一条倾斜的亮线 C．如果在偏转电极YY′上加上如图乙所示的U＝Umsin ωt电压，同时在偏转电极XX′上加上图甲所示的电压，能在荧光屏上看到一条正弦曲线，可能如图丙所示 D．如果在偏转电极YY′上加上如图乙所示U＝Umsin ωt的电压，同时在偏转电极XX′上加上图甲所示的电压，能在荧光屏上看到一条正弦曲线，可能如图丁所示 9.(多选)(2023·成都市高二期中)如图，氕(eq \o\al(1,1)H)、氘(eq \o\al(2,1)H)、氚(eq \o\al(3,1)H)和氦(eq \o\al(4,2)He)的原子核由静止开始经同一加速电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上。下列说法正确的是(　　) A．四种原子核飞出加速电场时的速度相同 B．四种原子核在偏转电场中的偏转距离y相同 C．四种原子核飞出偏转电场时的动能相同 D．四种原子核打在荧光屏的同一位置上 10．(多选)(2022·茂名市高二期末)示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成的。如图所示，不同的带负电粒子(不计重力)在电压为U1的加速电场中从O点由静止开始加速，从M孔水平射出，然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足带负电粒子能射出平行板电场区域的条件下，则(　　) A．若粒子的电荷量q相等，则带负电粒子在加速电场的加速度大小相等 B．若比荷eq \f(q,m)相等，则带负电粒子从M孔射出的速率相等 C．若电荷量q相等，则带负电粒子射出偏转电场时的动能相等 D．比荷eq \f(q,m)不同的带负电粒子射出偏转电场时的偏转角度θ相同 11．(2022·洪洞县第二中学高二阶段练习)如图所示，虚线MN左侧有一电场强度为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子(电荷量为e，质量为m，重力不计)无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的屏上，A点到MN的距离为eq \f(L,2)，AO连线与屏垂直，垂足为O，求： (1)电子到MN的速度大小； (2)电子从释放到打到屏上所用的时间； (3)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tan θ； (4)电子打到屏上的点P′(图中未画出)到点O的距离x。