2023届高三物理备考一轮总复习—带电粒子在电场中的运动必刷题 WORD版含解析.docx

1、2023届高三物理高考备考一轮总复习带电粒子在电场中的运动必刷题一、单选题（共7题）1某静电场中的电场线方向不确定，分布如图所示，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M运动到N，以下说法正确的是（）A粒子带正电荷B粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能C该静电场是孤立正电荷产生的D粒子在M点的电势高于它在N点的电势2如图所示，在点电荷产生的电场中，实线是标有电场方向的一条电场线，一带电粒子只在静电力作用下从沿着虚线运动到。设该粒子在两点的加速度大小分别为、，电势能分别为、。下列说法正确的是（）A粒子一定带负电B点电荷靠近端C两点的电场强度D该粒子在两点的电势能3如图所示

2、，直线AB是某电场中的一条电场线，一电子仅在电场力作用下，由电场线上A点沿直线运动到B点，其速度平方v2与位移x的关系如图所示。下列说法正确的是（）A电子在A点的加速度大于在B点的加速度B电子在A点的电势能大于在B点的电势能C电场中A点电势高于B点的电势D电子在A点的机械能大于在B点的机械能4如图所示，固定的光滑绝缘斜面与光滑绝缘水平面平滑连接，斜面长度，倾角，斜面和水平面所在空间存在着平行于斜面向上的匀强电场。现有质量为、带电量为的带正电的小滑块（可视为质点）从O点以的速度沿斜面匀速下滑，g取，则小滑块在水平面运动的最大位移为（）ABCD5如图所示，实线是匀强电场的电场线，电场方向水平向右，

3、虚线是某一带电粒子只在电场力的作用下的运动轨迹，则由此图可作出正确判断的是（）A带电粒子在点动能大于点动能B带电粒子带正电荷C带电粒子在电势能大于点电势能D点电势比点电势高6在真空中有水平放置的两个平行、正对金属平板，板长为l，两板间距离为d，在两极板间加一电压如图乙，质量为m，电荷量为e的电子以速度v0从两极板左端中点沿水平方向连续不断地射入两平行板之间。若电子经过两极板间的时间相比电压变化的周期可忽略不计，不考虑电子间的相互作用和相对论效应，则（）A当时，所有电子都能从极板的右端射出B当时，将没有电子能从极板的右端射出C当时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：

4、2D当时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1： 7如图甲所示为某电场中的一条电场线，一电子只在电场力的作用下从A点到B点运动的速度-时间图像如图乙所示，则下列分析正确的是（）A该电场可能是正点电荷产生的B从A点运动到B点的过程中该粒子的电势能变小CA点的电势一定高于B点的电势DA点的电场强度比B点的大二、多选题（共5题）8如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子（）A所受重力与电场力平衡B电势能逐渐增加C动能逐渐减少D做匀变速直线运动9匀强电场中有一个带电粒子，如果仅在

5、电场力作用下该粒子可能的运动性质有（）A匀变速直线运动B匀变速曲线运动C变加速直线运动D变加速曲线运动10如图所示绝缘传送带长为l，倾角为。沿顺时针方向转动，速度大小恒为0.5v0，质量为m、电荷量为q的带电物块（可视为质点），以初速度v0从底端滑上传送带，并从传送带顶端滑出。整个空间存在匀强电场，场强大小，方向平行于传送带斜向下。传送带与物体间动摩擦因数0，运动过程中物块所带电量不变，重力加速度为g。物块从底端滑至顶端的过程中，下列说法中正确的是（）A物块可能先做匀减速直线运动后做匀速直线运动B物块可能先受到滑动摩擦力的作用，再受到静摩擦力的作用C物块电势能增加了mglsinD物块克服摩擦力

6、做功可能为11在某电场中，x轴上各点的电场强度E随x坐标变化的关系如图所示，图线关于原点O中心对称。一质量为m、电荷量为q的正粒子只在电场力作用下沿x轴做直线运动，x轴上x=x1和x=-x1是粒子运动轨迹上的两点，取x轴正方向为电场强度的正方向，下列说法正确的是（）Ax=x1和x=-x1两点电场强度相同Bx=x1和x=-x1两点电势相同C粒子运动过程中，经过x=x1和x=-x1两点时的速度相同D粒子从x=-x1运动到x=x1的过程中电势能先增大后减小12如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在两极板之间的中点位置，不计重力，下列说法正确

7、的是（）A从t=0时刻释放的电子，将始终向右运动，直到打到右极板上B从时刻释放的电子，最终将打在左极板上C从时刻释放的电子，若出发后T时间内没有撞板，则第一次单向直线运动和第二次单向直线运动的位移大小之比为9:1D从时刻释放的电子，最终将一定打在右极板上三、解答题（共4题）13如图所示，光滑斜倾角为，两点距离为。一质量为、带电荷量为的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，。求：（1）该电场的电场强度大小。（2）求两点间的电势差。（3）若电场强度变为原来的，当小物块由静止沿斜面从下滑至点时，求物块在处速度的大小。14如图甲所示，水平放置的平行金属板A、B，两板的中

8、央各有一小孔O1、O2，板间距离为d，开关S接1。当t=0时，在a、b两端加上如图乙所示的电压，同时在c、d两端加上如图丙所示的电压（U0为已知量）。此时，一质量为m的带负电微粒P恰好静止于两孔连线的中点处（P、O1、O2在同一竖直线上）。重力加速度为g，不计空气阻力。（1）若在t=时刻将开关S从1扳到2，当ucd=2U0时，求微粒P的加速度大小和方向？（2）若在t=到t=T之间的某个时刻，把开关S从1扳到2，使微粒P以最大的动能从A板中的小孔O1射出，问微粒P到达O1的最大动能以及ucd的周期T最小值分别为多少？15如图坐标平面，轴右侧两个区域内有匀强电场。其中的区域匀强电场方向水平向右、电

9、场强度大小为；的区域匀强电场方向竖直向上、电场强度大小为。现从坐标原点处静止释放一电量、质量为的带正电粒子，该粒子经过电场恰好到达点处，不计粒子重力。（1）试求粒子刚进入区域时的瞬时速度；（2）满足题目要求的电场强度和之比；（3）当粒子刚进入区域时，直线上的某点同时水平向左发射一负粒子，粒子与粒子质量、电量大小均相同，粒子的发射速率为此刻粒子速率的倍，若保证粒子、能够在区域中相遇，试求解粒子发射时的纵坐标与倍数的函数关系（不计粒子的相互作用）。16如图，在竖直面内有一固定绝缘轨道，其中为粗糙的水平轨道，与半径为R的光滑圆弧轨道相切于C点，直径与竖直半径夹角。质量未知、电荷量为q的带正电小球静止

10、于C处。现将一质量为m的不带电物块静置在A处，在水平向右的恒定推力F作用下，物块从A处由静止开始向右运动，经时间到达B处，之后立即改变推力的大小，使推力的功率恒定，又经时间，撤去推力，物块恰与小球发生弹性正碰（碰撞时间极短），碰后瞬间，在过P点竖直线的右侧加上一沿方向的匀强电场（图中未画出），小球沿圆弧轨道运动到Q点时速率最大并恰好通过P点，落到水平轨道上的S处。已知物块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小为g，推力的恒定功率为，物块与小球碰前瞬间的速度大小为，取。求：(1)物块第一次到达B点时的速度大小以及两点间的距离x；(2)小球过P点时的速度大小v以及两点间的距离L；(3)小

11、球的质量。参考答案1B【详解】A电场线方向不确定，虽然根据轨迹可以判断受力方向，但是不能确定粒子的电性。故A错误；B根据粒子的轨迹弯曲情况，可判断出电场力与速度夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小。即粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能。故B正确；C从图中电场线的分布来看，不是孤立电荷产生的。故C错误；D粒子的电性不明，故无法判断其电势的高低。故D错误。故选B。2D【详解】AD根据电场线的性质，A点电势小于B点电势，根据轨迹的弯曲方向可知，电场力指向曲线弯曲内侧，即带电粒子一定带正电，根据电势能定义式有易知，该粒子在A点电势能小于在B点电势能。故A错误；D正确；B点电荷的电性不明，有可能带正

12、电靠近N端，也可能带负电靠近M端。故B错误；C该电场为点电荷电场，所以A、B两点的电场强度不可能大小相等。故C错误。故选D。3B【详解】A由速度平方v2与位移x的关系图像看出，图线的斜率不变，所以电子做匀加速直线运动，A、B两点的电场强度相等，为匀强电场，电子在A点受到的电场力等于在B点的电场力，所以电子在A点的加速度等于在B点的加速度，A错误；BC电子的速度增大，电子所受电场力沿AB且做正功，电子所受电场力逆着电场方向，电场方向沿BA，沿电场线的方向电势降低，A点电势低于B点的电势；电子带负电，所以电子在A点的电势能大于在B点的电势能，C错误B正确；D由速度图像看出，电子的速度增大，动能增大

13、，电子在A点的机械能小于在B点的机械能，D错误。故选B。4C【详解】带正电的小滑块从O到M沿斜面匀速下滑，对小滑块受力分析知解得电场强度的大小带正电的小滑块速度从到0，根据动能定理有解得带正电的小滑块在水平面运动的最大位移故ABD错误，C正确。故选C。5C【详解】B做曲线运动物体所受合外力指向曲线左侧，可知该粒子带负电，B错误；AC带电粒子只在电场力的作用下的运动，则从a到b过程中电场力做正功，动能增加，电势能减小，A错误C正确；D沿电场线电势逐渐减低，点电势比点电势低，D错误。故选C。6A【详解】两板间电压为Um时，由牛顿第二定律可得电子做类平抛运动，在水平方向上在竖直方向上联立可得，当时，

14、即电子恰好从极板边缘飞出，此时，A当时，所有电子都能从极板的右端射出，A正确；B当时，电压小于等于时有电子射出，电压大于时电子打到极板上，没有电子射出，故将有部分电子能从极板的右端射出，B错误；CD当时，类比C选项的分析结合乙图的特点可知，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：1，同理可知，当时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：，CD错误。故选A。7C【详解】由图乙可知，电子A点到B点的过程中，速度减小，动能减小，电子的加速度恒定，故可知电场为匀强电场，该电场不可能是正点电荷产生的，且电场力做负功，故电势能增加，则电子在B点的电势能大于

15、在A点的电势能，由于电子带负电可得A点的电势高于B点电势。故选 C。8BCD【详解】A由于带电粒子在竖直方向上位移为零，即受力平衡，说明电场力倾斜向上，即所受重力与电场力沿竖直方向的分力相互平衡，故A错误；BC电场力垂直于极板倾斜向上，即电场力对粒子做了负功，则粒子电势能逐渐增加，动能逐渐减少，故BC正确；D电场力沿水平方向的分力大小固定，方向向左，所以粒子做匀变速直线运动，故D正确。故选BCD。9AB【详解】匀强电场中有一个带电粒子，如果仅在电场力作用下，因为电场力是恒力，所以加速度也是恒定的，如果该粒子沿电场线运动则做匀变速直线运动，如果不沿电场线运动则做匀变速曲线运动，故AB正确，CD错

16、误。故选AB。10AD【详解】AB物块收到的电场力为一开始物块速度比传送带速度大，所以物块收到沿斜面向下的滑动摩擦力，当物块速度和传送带速度相等时，物块和传送带没有相对滑动，重力向下的分力等于电场力，所以滑动摩擦力突变为0，物块后面做匀速直线运动，故A对，B错；C因为运动方向和电场力方向一样，所以电场力做正功，电势能减少，故C错；D物块先做匀减速运动后做匀速直线运动对全过程列，根据功能关系得：克服摩擦力做功为故D正确。故选AD.11BCD【详解】A由Ex图象可知，x=x1和x=x1两点电场强度大小相等、方向相反，故A错误；B由Ex图象的面积表示电势差，O与x1的电势差等于O与x1的电势差，则x

17、=x1和x=-x1两点电势相同，故B正确；CEx图象中图线与横轴所围的面积表示电势差，因此粒子由x=x1运动到x=0的过程和由x=0运动到x=x1的过程电场力分别做的功满足W1=W2根据动能定理可知，粒子经过x=x1和x=x1两点时速度一定相同，故C正确；D正粒子从x=x1点到x=x1点的运动过程中电场力先做负功后做正功，则电势能先增大后减小，故D正确；故选BCD。12AC【详解】A刚开始电子在向右电场力的作用下，电子先向右做匀加速，再向右做匀减速，运动的方向始终向右，故电子始终向右运动，直到打在右极板上，故A正确；B从时刻释放的电子，刚开始电子在向右电场力的作用下，电子先向右做从时间的匀加速

18、，再向右做时间的匀减速，减速到0，接着做时间的向左的匀加速，然后做时间的向左的匀减速，减速到0，电子在两极板间做往复运动，故B错误；C由分析可知从时刻释放的电子，先做时间的匀加速直线运动，然后做时间的匀减速到0，此时的位移为接着做反向时间的匀加速运动，再做时间的匀减速到0，此段的位移为所以两次位移大小之比为9:1，故C正确；D从时刻释放的电子，电子在两极板间做往复运动，不会打在右极板上，故D错误。故选AC。13(1) ； (2)；(3) 。【详解】(1)如图所示小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用，受力平衡，则有解得(2) 两点间的电势差(3) 场强变化后物块所受合力为根据牛顿第二定律得

19、：F=ma故代入数据解得：a=0.3g=3m/s2物块在处速度的大小解得14（1）g，加速度的方向竖直向上；（2）；【详解】（1）微粒P恰好静止，根据平衡条件有解得当cd间电压变为2U0时，根据牛顿第二定律可知解得a=g加速度的方向竖直向上。（2）由题意可知，为使微粒P以最大的动能从小孔O1射出，应当使微粒P能从O2处无初速度向上一直做匀加速运动。因此，微粒P应先自由下落一段时间，然后加上电压2U0，使微粒P接着以大小为g的加速度向下减速到O2处，再向上一直加速到O1孔射出；由动能定理可知，微粒P从B板中的小孔O2加速到A板中的小孔O1射出过程中，2qU0=Ekm0解得，微粒P到达O1的最大动

20、能为2qU0；设向下加速和向下减速的时间分别为t1和t2，则gt1=gt2解得设电压Ucd的最小周期为T0，向上加速过程，有解得15（1）；（2）；（3）【详解】（1）粒子在区域时，做初速度为零的匀加速直线运动，由动能定理得解得（2）粒子进入区域，水平方向竖直方向，综上可得联立得到（3）粒子、能够在区域中相遇，由题意得水平方向有竖直方向有综上可得16(1)；(2)；(3)【详解】(1)物块从A点运动到B点的过程，根据牛顿第二定律有其中，由运动学公式有解得物块从B点运动到C点的过程，根据动能定理有其中，解得(2)如图设小球质量为M，小球过P点时受到的重力与电场力的合力沿方向且恰好提供所需的向心力，则解得小球从P点飞出后在竖直方向做匀加速运动，则解得（另一解不合题意，舍去）水平射程两点间的距离(3)电场力大小为设碰撞后瞬间小球的速度为，小球从C点运动到P点的过程，根据动能定理有解得设碰撞后瞬间物块的速度为，则解得