格物学 电磁学带电粒子在电场中的运动

带电粒子在电场中的直线运动-带电粒子在电场中的运动知识点回顾进阶单选题自测题答案-北京市等高中物理,平均正确率57.99999999999999%

2025-06-20
带电粒子在电场中的直线运动-带电粒子在电场中的运动知识点回顾进阶单选题自测题答案-北京市等高中物理,平均正确率57.99999999999999%
1、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '带电粒子在电场中的直线运动', '动能定理的简单应用']

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.

2、['电子束的磁偏转', '向心力', '带电粒子在电场中的直线运动', '动能定理的简单应用']

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。

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