正确率40.0%现用电子显微镜观测线度为$${{d}}$$的某生物大分子的结构。为满足测量要求,将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为,其中$${{n}{>}{1}}$$
D
A.
B.
C.
D.
正确率40.0%如图所示,洛伦兹力演示仪由励磁线圈$${、}$$
D
A.仅增大励磁线圈的电流,电子做圆周运动的半径将变大
B.仅增大励磁线圈的电流,电子做圆周运动的周期变大
C.仅提高电子枪的加速电压,电子做圆周运动的周期变大
D.仅提高电子枪的加速电压,电子做圆周运动的半径将变大
4、['静电力做功与电势能的关系', '带电粒子在电场中的直线运动']正确率60.0%如图为人体细胞膜的模型图,它由磷脂双分子层组成,双分子层之间存在电压(生物学上称为膜电位)。实验小组研究了某小块均匀的细胞膜,该细胞膜可简化成厚度为$${{d}}$$,膜内为匀强电场的模型。初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下通过双分子层,则该过程中以下说法正确的是()
C
A.膜内电势处处相等
B.钠离子的加速度越来越大
C.钠离子的电势能越来越小
D.若膜电位不变,当$${{d}}$$越大时,钠离子通过双分子层的速度越大
5、['带电粒子在电场中的直线运动']正确率40.0%真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场,一质量为$${{m}}$$的带电微粒恰好能沿如图所示虚线(与水平方向成$${{θ}}$$角)由$${{A}}$$向$${{B}}$$做直线运动,已知重力加速度为$${{g}{,}}$$微粒的初速度为$${{v}_{0}{,}}$$则()
D
A.微粒一定带正电
B.微粒一定做匀速直线运动
C.可求出匀强电场的电场强度
D.可求出微粒运动的加速度
6、['静电力做功与电势能的关系', 'φ-x图像', '带电粒子在电场中的直线运动']正确率60.0%某空间存在一个范围足够大的电场,$${{x}}$$轴上各点的电势$${{φ}}$$随坐标$${{x}}$$变化规律如图,$${{O}}$$点是坐标原点.一带电粒子只在电场力作用下沿$${{x}}$$轴做直线运动,某时刻经过$${{O}}$$点,速度沿$${{+}{x}}$$方向.不考虑粒子的重力,关于电场和粒子的运动,下列说法中正确的是()
B
A.电场一定是沿$${{+}{x}}$$轴方向的匀强电场
B.粒子做匀变速直线运动
C.粒子可能做周期性的往复运动
D.粒子在运动过程中,动能与电势能之和可能不断增大
7、['带电粒子在磁场中的运动', '带电粒子在电场中的直线运动', '带电粒子在电场中的曲线运动', '带电粒子在交变电、磁场中的运动']正确率40.0%下列说法正确的是()
A
A.利用恒定的电场可以使带电粒子加速,也可以使带电粒子偏转
B.利用恒定的电场可以使带电粒子加速,不可以使带电粒子偏转
C.利用恒定的磁场可以使带电粒子加速,也可以使带电粒子偏转
D.利用恒定的磁场可以使带电粒子加速,不可以使带电粒子偏转
8、['带电粒子在电场中的直线运动', '带电粒子在电场中的曲线运动']正确率40.0%如图所示,电子在电势差为$${{U}_{1}}$$
C
A.$${{1}{:}{1}}$$
B.$${{2}{:}{1}}$$
C.$${{1}{:}{2}}$$
D.$${{1}{:}{4}}$$
9、['匀强电场', '带电粒子在电场中的直线运动']正确率60.0%电场中,初速度为零的带正电粒子在匀强电场作用下,运动方向正确的是$${{(}{)}}$$
D
A.
B.
C.
D.
1. 电子显微镜观测生物大分子结构问题
根据德布罗意波长公式 $$λ = \frac{h}{p}$$,其中 $$p$$ 为电子动量。题目要求波长设定为 $$λ = \frac{d}{n}$$($$n > 1$$),因此电子的动量为:
$$p = \frac{h}{λ} = \frac{nh}{d}$$
电子的动能 $$E_k$$ 与动量关系为 $$E_k = \frac{p^2}{2m_e}$$,代入得:
$$E_k = \frac{n^2 h^2}{2m_e d^2}$$
电子通过加速电压 $$U$$ 获得的能量为 $$eU$$,故有:
$$eU = \frac{n^2 h^2}{2m_e d^2} \Rightarrow U = \frac{n^2 h^2}{2m_e e d^2}$$
选项 D 正确。
2. 洛伦兹力演示仪问题
电子在磁场中做圆周运动的半径 $$r$$ 和周期 $$T$$ 由以下公式决定:
$$r = \frac{mv}{eB}, \quad T = \frac{2πm}{eB}$$
增大励磁线圈电流会增强磁场 $$B$$,导致 $$r$$ 减小,$$T$$ 减小,故选项 A、B 错误。提高加速电压会增加电子速度 $$v$$,但 $$T$$ 仅与 $$B$$ 有关,不变;半径 $$r$$ 随 $$v$$ 增大而增大,选项 D 正确。
4. 细胞膜电势问题
均匀细胞膜内为匀强电场,电势线性变化,选项 A 错误。钠离子受恒定的电场力,加速度恒定,选项 B 错误。电场力做正功,电势能减小,选项 C 正确。速度 $$v$$ 由 $$qU = \frac{1}{2}mv^2$$ 决定,与 $$d$$ 无关,选项 D 错误。
5. 带电微粒在电场中的运动问题
微粒做直线运动需满足合力沿运动方向。设电场力 $$qE$$ 水平向右,重力 $$mg$$ 竖直向下,则合力方向沿虚线时需满足:
$$\tanθ = \frac{mg}{qE}$$
可求出 $$E = \frac{mg}{q \tanθ}$$,选项 C 正确。加速度 $$a = \frac{g}{\sinθ}$$,选项 D 正确。微粒可能减速或加速,选项 B 错误;电荷正负无法确定,选项 A 错误。
6. 电势随坐标变化问题
由图可知电势非线性变化,电场非匀强,选项 A、B 错误。粒子可能在势阱中周期性运动,选项 C 正确。能量守恒,动能与电势能之和不变,选项 D 错误。
7. 电场与磁场对带电粒子的作用问题
恒定电场可加速(如平行电场)或偏转(如垂直电场),选项 B 错误,A 正确。恒定磁场只能偏转(洛伦兹力),无法加速,选项 C 错误,D 正确。
8. 电子在电势差中的运动问题
电子经 $$U_1$$ 加速后动能 $$eU_1 = \frac{1}{2}mv_1^2$$,进入偏转电场后偏转距离 $$y = \frac{eU_2 L^2}{2mdv_1^2}$$。代入 $$v_1$$ 得 $$y \propto \frac{U_2}{U_1}$$,故比例为 $$1:2$$,选项 C 正确。
9. 带正电粒子在电场中的运动方向问题
初速为零的正电荷沿电场方向加速,选项 B 正确(电场线方向与运动方向一致)。其他选项中电场力方向与运动方向不符。