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10.5.2带电粒子在复合场或交变电场中的运动同步解析
一、单选题
1.(2023·浙江温州·统考三模)如图甲所示为粒子直线加速器原理图,它由多个横截面积相同的同轴金属圆筒依次组成,序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源相连,交变电源两极间的电势差的变化规律如图乙所示。在时,奇数圆筒比偶数圆筒电势高,此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)的中央有一自由电子由静止开始在各间隙中不断加速。若电子的质量为m,电荷量为e,交变电源的电压为U,周期为T。不考虑电子的重力和相对论效应,忽略电子通过圆筒间隙的时间。下列说法正确的是()
A.电子在圆筒中也做加速直线运动
B.电子离开圆筒1时的速度为
C.第n个圆筒的长度应满足
D.保持加速器筒长不变,若要加速比荷更大的粒子,则要调大交变电压的周期
2.(2023·全国·高三专题练习)如图甲所示,两平行正对的金属板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粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0(0t0)时刻由静止释放该粒子,关于该粒子的运动正确的是()
A.一开始向左运动,最后打到A板上
B.一开始向右运动,最后打到A板上
C.一开始向左运动,最后打到B板上
D.一开始向右运动,最后打到B板上
3.(2020秋·广东江门·高二江门市新会梁启超纪念中学(江门市新会实验中学、江门市新会教师进修学校)校考期中)如图甲所示,距离足够大的两平行金属板中央有一个静止的电子(不计电子所受重力),在A、B两板间加上如图乙所示的交变电压。若取电子的初始运动方向为正,则下列图像中,能正确反映电子的位移x、速度v、加速度a和动能随时间(一个周期内)变化规律的是()
A.B.C.D.
4.(2023秋·四川遂宁·高二统考期末)如图甲所示,在两平行金属板间加有一交变电场,两极板间可以认为是匀强电场,当t=0时,一带电粒子从左侧极板附近开始运动,其速度随时间变化关系如图乙图所示。带电粒子经过4T时间恰好到达右侧极板,(带电粒子的质量m、电量q、速度最大值、时间T为已知量)则下列说法正确的是()
A.带电粒子在两板间做往复运动,周期为T
B.两板间距离
C.两板间所加交变电场的周期为T,所加电压大小
D.若其他条件不变,该带电粒子从开始进入电场,该粒子不能到达右侧板
5.(2023·河北·高三学业考试)如图所示,将一质量为m、带电荷量为+q(q0)的小球放置于一半径为R、固定在竖直平面中的光滑绝缘圆环轨道最低点,圆环处于水平向左的匀强电场中,电场强度大小。现给小球一水平向左的初速度,小球恰能在圆环内做完整的圆周运动,则小球的初速度大小为()
A. B. C. D.
6.(2023春·辽宁朝阳·高二统考阶段练习)如图所示,边长为L的菱形竖直放置,其中,O为两条对角线和的交点,两个带相等电荷量的负点电荷固定在水平对角线两个顶点A、B上.若将一带电荷量为、质量为m的小球在C点由静止释放,小球向上最高可运动到O点,若在C点给小球某一向上的初速度,小球最高可运动到D点.已知重力加速度大小为g,若两点之间的电势差为,小球从C点运动到D点过程中,经过O点时的速度大小为,则(????)
A. B.
C. D.
二、多选题
7.(2023春·湖北宜昌·高一校考阶段练习)如图所示,带电平行金属板A、B,板间的电势差大小为U,A板带正电,B板中央有一小孔。一带正电的微粒,带电荷量为q,质量为m,自孔的正上方距板高h处自由落下,若微粒恰能落至A、B板的正中央C点,则()
??
A.微粒下落过程中重力做功为,电场力做功为
B.微粒在下落过程中重力势能逐渐减小,机械能逐渐增大
C.若微粒从距B板高2h处自由下落,则恰好能达到A板
D.微粒落入电场过程中,电势能改变量大小为
8.(2022秋·福建泉州·高二福建省安溪第一中学校联考期中)如图甲所示,M、N为正对竖直放置的平行金属板,A、B为板中线上的两点。当M、N板间不加电压时,一带电小球从A点由静止释放,经过时间T到达B点,此时速度大小为v。若在两板间加上如图乙所示的交变电压,时,将带电小球仍从A点由静止释放,时间T内小球一直在极板内运动且始终未接触极板,则()。
A.时,小球到达B点,且速度大小刚好等于v
B.时刻与T时刻小球的速度大小相同,方向也相同
C.0到时间内小球的速度变化量与到T时间内的速度变化量相同
D.0到时间内小球的位移大小与到T时间内的位移大小相同
9.(2020秋·广东江门·高二新会华侨中学校考期中)带正电的微粒放在电场中,场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示。带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动,则下列说法中正确的是()
A.微粒在0~1s内的加速度与1~2s内的加速度相同
B.微粒将沿着一条直线运动
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