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【2022届】高考物理选择题专项练习集：示波管 示波器及其应用(深圳特供)
一、单项选择题（共22小题；共88分）
1. 图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹， 、 、 三点是实线与虚线的交点。则该粒子
A. 带负电
B. 在 点的加速度大小一定大于 电的加速度大小
C. 在 点的电势能大于在 点的电势能
D. 由 点到 点的动能变化小于有 点到 点的动能变化大小
2. 如图所示，两平行金属板相距为 ，电势差为 ，一电子质量为 ，电荷量为 ，从 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达 点，然后返回，，此电子具有的初动能是
A. B. C. D.
3. 阴极射线管中电子束由阴极沿 轴正方向射出，在荧光屏上出现一条亮线（如图），要使该亮线向 轴正方向偏转，可加上
A. 轴正方向的磁场 B. 轴负方向的磁场
C. 轴正方向的电场 D. 轴负方向的电场
4. 在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为 、电流为 的电子束。已知电子的电荷量为 、质量为 ，则在刚射出加速电场时，一小段长为 的电子束内的电子个数是
A. B. C. D.
5. 如图所示是示波器的原理示意图，电子经电压为 的加速电场加速后，进入电压为 的偏转电场，离开偏转电场后打在荧光屏上的 点。 点与 点的距离叫偏转距离。要提高示波器的灵敏度（即单位偏转电压 引起的偏转距离），下列办法中不可行的是
A. 提高加速电压 B. 增加偏转极板 、 的长度
C. 增大偏转极板与荧光屏的距离 D. 减小偏转极板间的距离
6. 如图所示，一对平行金属板水平放置，板间电压为 。一个电子沿 以初速度 从两板的左侧射入，经过时间 从右侧射出。若板间电压变为 ，另一个电子也沿 以初速度 从两板的左侧射入，经过时间 从右侧射出。不计电子的重力， 平行于金属板。若要使 ，则必须满足的条件是
A. B. C. D.
7. 下面列举的四种器件中，在工作总结利用了电磁感应定律的是
A. 粒子速度选择器 B. 电磁炉
C. 质谱仪 D. 示波器
8. 下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为 的电场后，哪种粒子获得的动能最大
A. 质子 B. 氘原子核 C. 氚原子核 D. 氦原子核
9. 如图所示，两金属板与电源相连接，电压为 ，电子从上极板边缘垂直电场方向，以速度 射入匀强电场，且恰好从下极板边缘飞出，两板之间距离为 。现在保持电子入射速度和入射位置（紧靠上极板边缘）不变，仍要让其从下极板边缘飞出，则下列操作可行的是
A. 电压调至 ，板间距离变为 B. 电压调至 ，板间距离变为
C. 电压调至 ，板间距离变为 D. 电压调至 ，板间距离变为
10. 某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由 运动到 ，以下说法正确的是
A. 粒子必定带负电
B. 粒子的运动可能是匀变速曲线运动．
C. 粒子在 点的动能小于在 点的动能
D. 由于 点没有电场线，粒子在 点不受静电力的作用
11. 图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过 点，再经过 点，可以判定
A. 粒子带负电
B. 点的电势低于 点的电势
C. 粒子在 点的加速度大于在 点的加速度
D. 粒子在 点的电势能大于在 点的电势能
12. 在平行金属板间加上如图所示周期性变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从 时刻开始将其释放，运动过程中无碰板情况，下列选项中，能定性描述粒子运动的速度随时间变化的规律的是
A. B.
C. D.
13. 如图是示波管的工作原理图：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 ，偏转电压为 ，偏转电场的极板长度与极板间的距离分别为 和 ， 为电子离开偏转电场时发生的偏转距离。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 （该比值越大则灵敏度越高），则下列哪种方法可以提高示波管的灵敏度
A. 增大 B. 增大 C. 减小 D. 减小
14. 初速度为零的 粒子和质子经过相同的加速电场后，垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动。已知 粒子和质子的质量之比 ，电荷量之比 。则它们在磁场中做圆周运动的半径之比为
A. B. C. D.
15. 初速度都是零的质子（）和 粒子（），同一位置、经由同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场后作匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为
A. B. C. D.
16. 如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹， 、 、 为粒子的运动轨迹与等势线的交点，粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是
A. 粒子一定带正电
B. 粒子在 点和在 点的加速度相同
C. 粒子在 、 之间运动过程中的动能先减小后增大
D. 粒子在 点的电势能比在 点时的电势能大
17. 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子从 点沿图示方向射入电场，仅在静电力的作用下穿越电场区域，最后离开电场，则粒子在电场中
A. 做曲线运动，电势能先变小后变大 B. 做曲线运动，电势能先变大后变小
C. 做直线运动，电势能先变大后变小 D. 做直线运动，电势能不变
18. 一带电粒子仅在电场力作用下从 点开始以 做直线运动，其 图象如图所示。粒子在 时刻运动到 点， 时刻运动到 点，以下判断正确的是
A. 、 、 三点的电势关系为
B. 、 、 三点的场强大小关系为
C. 粒子从 点经 点运动到 点，电势能先增加后减少
D. 粒子从 点经 点运动到 点，电场力先做正功后做负功
19. 实线 是某空间中的两个等量点电荷的连线，虚线是一电子仅在电场力作用下运动的轨迹， 、 、 是轨迹上的三个点， 位于 、 连线的中点，且 、 关于 对称，如图所示。则下列说法正确的是
A. 、 是等量异号点电荷
B. 、 两点的电势相等
C. 、 两点的电场强度相同
D. 电子在 点的加速度大于在 、 点的加速度
20. 某种喷墨打印机打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。忽略墨汁的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施理论上可行的是
A. 只增大偏转电场的电压
B. 只减小墨汁微粒所带的电荷量
C. 只减小墨汁微粒的质量
D. 只减小墨汁微粒进入偏转电场的速度
21. 如图所示，静止的电子在加速电压 的作用下从 经 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 的作用偏转一段距离，现使 加倍，要想使电子的轨迹不发生变化，应该
A. 使 加倍
B. 使 变为原来的 倍
C. 仅使偏转电场板间距离变为原来的 倍
D. 使 变为原来的 倍
22. 我国航天事业持续飞速发展， 年 月，嫦娥四号飞船在太阳系最大的撞击坑内靠近月球南极的地点着陆月球背面。假设有一种宇宙飞船利用离子喷气发动机加速起飞，发动机加速电压 ，喷出二价氧离子，离子束电流为 ，那么下列结论正确的是（元电荷 ，氧离子质量 ，飞船质量 ）
A. 喷出的每个氧离子的动量 B. 飞船所受到的推力为
C. 飞船的加速度为 D. 推力做功的功率为
二、双项选择题（共8小题；共32分）
23. 如图，一个静止的电子（电荷量大小为 ， 质量为 ）经电压为 的电场加速后，沿平行于板面方向进入 、 两极板间的匀强电场，两极板的长度为 ，相距为 ，极板电压为 。电子射出电场时速率为 ，电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离为 。则下列判断正确的是
A. B.
C. D.
24. 在图示的非匀强电场中，实线表示电场线；在只受电场力的作用下，电子从 点运动到 点，电子在 点的速度方向如图所示，比较电子在 、 两点的速度、加速度、电势能，其中正确的是
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
25. 如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒 、 所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放 、 ，它们由静止开始运动，在随后的某时刻 ， 、 经过电容器两极板间下半区域的同一水平面（如图中虚线所示）， 、 间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是
A. 的质量比 的大
B. 在 时刻， 的动能比 的大
C. 在 时刻， 和 的电势能相等
D. 在 时刻， 和 的动量大小相等
26. 以煤作燃料的工厂、电站，每天排岀的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉。下图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管 和悬挂在管中的金属丝 组成， 和 分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，空气中的气体分子被强电场电离成为电子和正离子。正离子被吸引到 上，得到电子，又成为分子。电子在向正极运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中。有关这一物理情境下列说法正确的是
A. 空气分子在距离金属丝 越近的地方越容易被电离
B. 带上负电的煤粉在向 运动的过程中做匀变速运动
C. 带上负电的煤粉在向 运动的过程中其运动轨迹为拋物线
D. 带上负电的煤粉在向 运动的过程中其电势能增大
27. 如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电。图中充电极 、 接电源负极，集尘极 、 、 接电源正极（接地）下列说法正确的是
A. 通过过滤网后空气中的尘埃带负电
B. 尘埃在被吸附到集尘极 的过程中动能增大
C. 、 两个电极之间的电场方向竖直向上
D. 尘埃被吸附到集尘极 的过程中所受电场力做负功
28. 如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷 产生的电场线，若带电粒子 由 运动到 ，运动轨迹如虚线所示。则下列判断正确的是
A. 若 为正电荷，则 带正电，做加速度减小的加速运动，电势能减小
B. 若 为正电荷，则 带负电，做加速度减小的减速运动，电势能增大
C. 若 为负电荷，则 带正电，做加速度减小的减速运动，电势能增大
D. 若 为负电荷，则 带正电，做加速度增大的减速运动，电势能减小
29. 如图所示，一个质量为 、带电量为 的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电场垂直的方向射入，不计粒子所受的重力。当粒子的入射速度为 时，它恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上。现欲使质量为 、入射速度为 的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，在以下的仅改变某一物理量的方案中，可行的是
A. 使粒子的带电量减少为原来的
B. 使两板间所接电源的电压减小到原来的一半
C. 使两板间的距离增加到原来的 倍
D. 使两极板的长度减小为原来的
30. 如图所示，两个质量相等的带电小球，以相同速率在带电平行金属板的上边缘 点沿垂直于电场方向射入电场， 落在下板中点、 恰好沿下板边缘飞出电场，不计重力，则开始射入到打到下板（ 刚好飞出电场）的过程中
A. 它们运动的时间之比
B. 它们运动的加速度之比
C. 它们的动能增加量之比
D. 它们的动量增加量之比
答案
第一部分
1. B
2. D
【解析】电子从 点运动到 点，因受静电力作用，速度逐渐减小。电子仅受静电力，根据动能定理得 。，，故 。所以D正确。
3. B
【解析】若加一沿 轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿 轴正方向，亮线向 轴正方向偏转，故A错误。若加一沿 轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿 轴正方向，亮线向 轴正方向偏转，故B正确。若加一沿 轴正方向的电场，电子受电场力作用沿 轴的负方向偏转，故C错误。若加一沿 轴负方向的电场，电子受电场力作用向 轴正方向偏转，故D错误。
4. D
【解析】根据动能定理有：，得 ，在刚射出加速电场时，一小段长为 的电子束内电荷量为 ，则电子个数 ，选项D正确，A、B、C错误。
5. A
6. C
【解析】电子在金属板间运动，只受电场力作用，那么，电子做类平抛运动，电子在 方向做匀速运动；金属板板长不变，故初速度越大，运动时间越短；那么，要使 ，则有：，故C正确，ABD错误。
7. B
【解析】速度选择器是利用带电粒子所受洛伦兹力等于电场力，利用的是磁场力，故A错误；
电磁炉是利用交变电流产生变化的磁场从而产生涡流，利用了电流的磁效应，故B正确；
质谱仪利用了带电粒子在磁场中的偏转，利用的是磁场力，故C错误；
示波器利用了带电粒子在电场中的偏转，利用的是电场力，故D错误。
8. D
【解析】对粒子，根据动能定理，有：，
解得：，
故粒子的电荷量越大，获得的动能越大，其中质子、氘原子核、氚原子核的电荷量均为一倍的元电荷，而氦原子核的电荷量为 倍的元电荷，故氦原子核获得的动能最大，故ABC错误，D正确。
9. B
10. C
11. D
12. B
【解析】重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从 时刻开始将其释放，粒子在匀强电场中从静止开始运动，从 到 做匀加速运动；从 到 ，因静电力反向，则做匀减速运动，速度达到零；而从 到 ，因静电力方向不变，因此反向做匀加速运动；从 到 继续做匀减速运动，速度达到零。在下一个周期中仍是这样。速度先增大后减小，再反向增大，再反向减小，选项B正确，A、C、D错误。
13. D
14. A
15. C
【解析】粒子先在电场中加速，根据动能定理，有：，
在磁场中做匀速圆周运动，有：，
解得：，
已知 粒子和质子的质量之比 ，电荷量之比 ，
故质子和 粒子的轨道半径之比为：，故C正确，ABD错误。
16. D
17. A
18. C
19. B
【解析】电子在电场中做曲线运动，所受电场力指向曲线凹的一侧，由图示电子运动轨迹可知，电子在 、 两点受到斥力作用，两点电荷都带负电， 、 为等量同号电荷，故A错误；
、 关于 对称，由对称性可知， 、 两点电势相等，故B正确；
、 关于 对称，由对称性可知， 、 两点的电场强度大小相等，但方向不同，电场强度不同，故C错误；
等量同号电荷连线中点的电场强度为零，电子在 点所受电场力为零，加速度为零，电子在 、 两点加速度不为零，电子在 点的加速度小于在 、 点的加速度，故D错误。
20. B
21. A
【解析】。
22. B
【解析】对于每个氧离子，在加速电压 的作用下加速，有：，，解得：，故A错误；
设 时间内有 个离子被喷出，根据电流的定义式：，对于单个离子 ，由动量定理得：，若有 个离子被喷出，则有 ，联立以上各式可得：，由牛顿第定律：，故B正确；
对飞船，由牛顿第二定律得：，故C错误；
功率的单位与 不同，故D错误。
第二部分
23. A， C
【解析】电子经过电压 的电场加速度大小为 ，对电子加速过程应用动能定理：，电子进入 的电场做类平抛运动：水平方向：，竖直方向：，对电子竖直方向列牛顿第二定律 ，由①②③④解得 ，故A正确；故B错误；
对电子进入电场 到射出电场 过程应用动能定理 ，由①⑤⑥解得 ，故C正确；故D错误。
24. B， D
【解析】电子的轨迹向右弯曲，所受的电场力大致向右，则电场力对电子做正功，动能增大，电势能减少，故 、 。
处电场线比 处电场线密，则 处场强大，电场力大，电子的加速度大，即有 。
25. B， D
【解析】在 时间内，由动能定理可知，微粒在此处的动能均为 ，则 的动能比 的大，故B选项正确；
在 时间内，由动量定理可知微粒在此处的动量的大小均为 ，则两微粒在此处的动量大小相等，故D选项正确；
两微粒在此处的电势能为 ，则由于电性不同，故电势能不相等，C选项错误；
两微粒在时间 内，由静止开始做初速度为零的匀加速直线运动，曲运动学公式 可知， 的质量比 的质量小，则A选项错误。
26. A， C
【解析】俯视该装置如下图：
依题：越靠近 ，电场线越密集，电场越强，空气越容易被电离，故A正确；
在向 运动过程中，电场在减弱，因而加速度在减小，故作变加速运动，故B错误；
运动过程中，由 可知：水平方向加速度减小，竖直加速度不变，所以总的加速度时刻在变，因而轨迹为拋物线，故C正确；
该过程中，电场力作正功，电势能减小，故D错误。
27. A， B
【解析】尘埃经过过滤网后背正极吸引，所以尘埃带负电，故A正确；
尘埃在被吸附到集尘极 的过程中电场力做正功，动能增大，故B正确；
因为充电极 、 接电源负极，集尘极 、 、 接电源正极，所以 、 两个电极之间的电场方向竖直向下，故C错误；
尘埃被吸附到集尘极 的过程中所受电场力做正功，故D错误。
28. B， C
【解析】由于电场力平行于电场线，再由曲线运动受力指向凹侧，可知电荷 受力向左与 之间为引力，即 与 是异种电荷，故A错误；
带电粒子由 到 过程受力与运动方向夹角为钝角，所以电场力做负功，粒子动能减小，速度减小，电热能增大；电场线疏密可表示电场强度大小，所以 ，加速度 ，所以 ，故BC正确，D错误。
29. C， D
【解析】设平行板长度为 ，宽度为 ，板间电压为 ，恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上，则沿初速度方向做匀速运动：，垂直初速度方向做匀加速运动：，则通过电场时偏转距离：；当粒子的入射速度为 时，粒子恰好能穿过一电场区域面不碰到金居板上，则有 ；欲使质量为 、入射速度为 的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不磁到金属板，则 不变，仍为 ，可行的方法有：应使粒子的带电量减少为原来的 ；或使两板间所接电源的电压减少为原来的 ；或使两板间的距离增加到原来的两倍；或使两极板的长度减少为原来的一半，故选项C、D正确，A 、B错误。
30. A， C
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