2023届高考物理一轮总复习——带电粒子在电场中的运动专题复习卷 WORD版含解析.docx

1、2023届高中物理高考备考一轮总复习带电粒子在电场中的运动专题复习卷一、单选题（共7题）1AB板间存在竖直方向的匀强电场，现沿垂直电场线方向射入三种比荷（电荷量与质量的比）相同的带电微粒（不计重力），a、b和c的运动轨迹如图所示，其中b和c是从同一点射入的。不计空气阻力，则可知粒子运动的全过程（）A运动加速度aaabacB飞行时间tb=tctaC水平速度vavb=vcD电势能的减少量Ec=EbEa2竖直平面内有一方向水平向右的匀强电场，一带电粒子（不计重力）从a到b的运动轨迹如图所示，不计空气阻力，粒子在该过程中（）A可能做匀速圆周运动B一定做匀变速运动C电势能一定减少D在a点受到的电场力一定

2、大于在b点受到的电场力3如图，水平向右的匀强电场中，一带电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点，粒子从A到B过程中克服重力做功2J，电场力做功3J，则（ ）A粒子在C点的动能为14JB粒子在C点的电势能比在B点少3JC粒子在C点的电势能比在B点少12JD粒子在B点的机械能比在A点多1J4如图所示，两带正电粒子从同一位置以平行于极板的初速度v0进入两平行板间的匀强电场，其中打到A位置粒子的水平位移是打到B位置粒子的水平位移的。不计粒子重力，忽略粒子间的相互作用。若打到A位置的粒子比荷为k，则打到B位置的粒子比荷为（）AkBkCkDk5如图所示，一光滑绝缘

3、斜槽放在方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场中，从斜槽顶端A沿斜槽向下释放一初速度为v0的带正电的小球，小球质量为m，带电荷量为q，斜槽斜面与底面的角度成，B与A点的竖直距离为h。则下列错误的是（）A小球的加速度大小为a=gsinB小球沿斜面向下做匀变速直线运动C由以上数据可算出小球到B点的速度D下滑过程中，小球的机械能逐渐增大6如图所示，带正电的摆球可绕固定点O在竖直平面内摆动。空间中存在与水平方向夹角为的匀强电场，摆线长度为L，摆球质量为m，把摆球拉到与O点等高处由静止释放，摆球恰能运动到摆线与电场方向垂直处速度减为0。摆线不可伸长且一直处于拉直状态，摆球可视为质点，不计空气阻力，重力加速

4、度为g。关于此过程下列说法正确的是（）A摆球受到的电场力大小大于重力大小B摆球运动到O点正下方时机械能减少了C当摆球运动到O点正下方时，摆线的拉力大小为D摆球速度最大时，摆线上的拉力大小为7如图所示，一块质量可忽略不计的足够长的轻质绝缘板，置于光滑水平面上，板上放置A、B两物块，质量分别为、，与板之间的动摩擦因数均为。在水平面上方有水平向左的匀强电场，场强。现将A、B带上电荷，电荷量分别为C、，且保持不变。重力加速度g取。则带电后A、B的运动状态是（）AA、B都以的加速度向右运动BA静止不动，B以的加速度向右运动CA以的加速度向左运动，B以的加速度向右运动DA以的加速度向左运动，B以的加速度向

5、右运动二、多选题（共5题）8如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点。若粒子在运动中只受电场力作用。根据此图能作出的正确判断是（）A带电粒子所带电荷的正负Ba、b 两点电场的方向C粒子在 a、b 两点的受力方向D粒子在 a、b 两点何处速度大9如图所示，绝缘底座上固定一电荷量为810-6C的带负电小球A，其正上方O点处用轻细弹簧悬挂一质量m=0.06kg、电荷量大小为210-6C的小球B，弹簧的劲度系数k=5N/m，原长L0=0.3m。现小球B恰能以A球为圆心在水平面内做顺时针方向（从上往下看）的匀速圆周运动

6、，此时弹簧与竖直方向的夹角=53。已知静电力常量k=9.0109Nm2/C2，sin53=0.8，cos53=0.6，g=10m/s2，两小球都视为点电荷。则下列说法正确的是（）A小球B一定带负电BB球圆周运动的速度大小为m/sC在图示位置若突然在B球所在范围内加水平向左的匀强电场的瞬间，B球将做离心运动D在图示位置若突然在B球所在范围内加上竖直向下的匀强磁场的瞬间，B球将做近心运动10一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中，如图所示，环上a、c是竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自a点由静止释放，沿abc运动

7、到d点时速度恰好为零，由此可知（）A小球所受重力等于电场力B小球在b点时的机械能最小C小球在d点时的电势能最大D小球在c点时的动能最大11如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球以大小为v0的速度从M、N连线上的P点水平向右射入电场强度大小为（g为重力加速度大小）、方向竖直向下的匀强电场中，小球运动轨迹经过MN上的Q点（未画出）。已知MN与水平方向成45角。不计空气阻力。则下列说法正确的是（）A小球从P点运动到Q点的过程中电势能减小B小球在电场中运动时的加速度大小为gC小球从P点运动到Q点的时间为DP、Q两点的距离为12真空中的某装置如图所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间

8、有偏转电场，M为荧光屏。今有质子、氘核和粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上、已知质子、氘核和粒子的质量之比为124，电荷量之比为112，重力不计。则下列判断正确的是（）A三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同B三种粒子打到荧光屏上的位置相同C偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为112D三种粒子运动到荧光屏时的动能之比为112三、解答题（共4题）13如图，是竖直面（纸面）内圆心在O点，半径为R的固定圆狐轨道，所在空间有方向水平向右（与OA平行）的匀强电场，从O点静止释放一质量为m、电荷量为q（q0）的小球，小球第一次与轨道碰撞于D点，。小球可视为

9、质点，重力加速度大小为g。（1）求电场的场强大小；（2）若小球与轨道碰后速度反向且电荷量不变，碰后瞬间速率变为碰前瞬间速率的，求小球第一次反弹后与O点的最近距离。14如图所示，电荷量为-e，质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它通过电场中B点时，速度与场强方向成150角，不计电子的重力，求：（1）电子经过B点的速度多大；（2）AB两点间的电势差多大。15放射性元素发生衰变时会释放出电子，某发生衰变的放射源用绝缘支柱放置于真空容器内，该容器底部有一层水平放置的荧光屏，当有电子打到上面时会发出淡淡的荧光，从而可以用来检测电子打到的位置，放射源与荧光屏的距离为，容器内

10、存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小为，荧光屏和容器的空间足够大。为了简化问题，可以把放射源当成一个电子发射器，能够向空间内各个方向发射速度大小均为的电子，电子的质量为、所带电荷量为，忽略电子间的相互作用及电子的重力，求：（1）竖直向上飞出的电子从发射到打到荧光屏上经过的时间；（2）大量沿水平方向飞出的电子的落点形成的轨迹的周长；（3）电子在荧光屏上散布的区域的半径。16如图甲所示。真空中水平放置的平行金属板间距为d。紧邻两板右侧有一荧光屏。O点为荧光屏的中心，两板间加如图乙所示的变化电压（已知）。现有大量完全相同的带电粒子由静止开始经加速电场后。沿平行板正中间水平射入两板之间。某粒子在时刻进

11、入两板。经过时间打在荧光屏上点，已知平行金属板长为L粒子质量为m、电荷量为q。所有粒子均能从两板间射出并打在荧光屏上。不计粒子重力和粒子间相互作用。求：（1）加速电压；（2）时刻进入板间的粒子打在荧光屏上点与O点间的距离；（3）不同时刻进入板间的粒子打在荧光屏上的落点与O点间距的最大值与最小值之比。参考答案1B【详解】A根据牛顿第二定律得:微粒的加速度为a=据题相同，E相同，所以加速度相同，即aa=ab=ac，选项A错误；B三个带电微粒在竖直方向都做初速度为零的匀加速直线运动，由y=at2得t=由图有yb=ycya则得tb=tcta选项B正确；C三个带电微粒水平方向都做匀速直线运动，由x=v0

12、t得v0=由图知xaxbxc又tb=tcta则得vavbvc选项C错误；D电场力做功为W=qEy由于电荷量关系不能确定，所以不能确定电场力做功的大小，也就不能确定电势能减少量的大小，选项D错误；故选B。2B【详解】A带电粒子在恒力的作用下不可能做匀速圆周运动。A错误；B根据牛顿第二定律，带电粒子在恒力的作用下一定做匀变速运动。B正确；C根据轨迹的弯曲方向，可知带电粒子受到的电场力水平向左，所以从从a到b的运动过程，电场力做负功，电势能增大。C错误；D在匀强电场中，在a点受到的电场力与在b点受到的电场力相等。D错误。故选B。3A【详解】A由于带电粒子做抛体运动，将运动分解为水平方向的匀加速直线运

13、动和竖直方向的匀减速直线运动,竖直方向先做匀减速后做反向匀加速运动，利用运动的对称性可知tAB = tBC， 由于水平方向为初速度为零的匀加速直线运动，则根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系有xAB：xBC = 1：3则电场力所做的功有3WAB = WBC在竖直方向上变形可知初动能为：从AC由动能定理有WAC =-代入数据有= 14JA正确；BC电场力做正功电势能减小，且做了多少正功，电势能就减少多少，由选项A知3WAB = WBC = 9JBC错误；D其他力（除重力弹力以外的力）做正功机械能增加，且其它力做了多少正功，机械能就增加多少，则WAB = 2J则粒子在B点的机械能比在A点多2J

14、，D错误。故选A。4C【详解】设粒子的电荷量为q，质量为m，粒子在匀强电场中运动的加速度为运动时间为偏转位移为整理得因此，得联立解得故选C。5A【详解】AB小球受到的重力和电场力均为竖直向下的力，根据受力分析可知，小球的加速度大小为可知加速度不变，则小球沿斜面向下做匀变速直线运动，故A错误，符合题意；B正确，不符合题意；C根据动能定理有解得可求得小球到达B点时的速度，故C正确，不符合题意；D由于小球受到电场力做正功，故小球的机械能增大，故D正确，不符合题意。故选A。6B【详解】A设摆球所受电场力大小为F，对全过程由动能定理有得故A错误；B在O点正下方时，摆球机械能的减少量等于克服电场力做的功的

15、大小，有故B正确；C摆球从释放运动到O点正下方的过程中，根据动能定理有在O点正下方，由向心力公式有解得故C错误；D电场力与重力的合力大小为，与竖直方向夹角为30，当摆球运动到等效重力场中的最低点时，摆球速度最大，有此时合力方向与摆线共线，根据圆周运动规律，有联立，可得故D错误；故选B。7D【详解】A与木板间的动摩擦力为B与木板间的动摩擦力为由于，所以木板跟B一起运动。对A水平方向受力分析有解得方向向左；对B与轻质绝缘板水平方向受力分析有解得方向向右；故ABC错误，D正确。故选D。8CD【详解】AB由于电场线未标明方向，故无法判断出带电粒子所带电荷的正负，也无法确定a、b 两点电场的方向，故A、

16、B错误；C根据做曲线运动时合外力指向轨迹凹侧，且带电粒子在运动中只受电场力，故可判断出粒子在 a、b 两点的受力方向，故C正确；D假设粒子从a运动到b，则电场力做负功，根据动能定理可知动能减小，则粒子在a点速度大，反之也可得粒子在a点速度大，故D正确。故选CD。9CD【详解】A小球A、B之间的库仑力设弹簧弹力为T，小球B在竖直方向上，有Tcos=mg弹簧的弹力在水平方向的分力Tx=Tsin由胡克定律T=k0（lOB-L0）又lAB=lOBsin可解得T=1NTx=0.8NF=0.9NlOB=0.5mlAB=0.4m小球B做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心A，又有FTx，则B球带正电，A错误；B

17、小球所受向心Fn=FTx=1.7N由解得m/s选项B错误；C在图示位置加上水平向左的匀强电场的瞬间，小球受到向左的电场力，这时提供的向心力减小，小球做离心运动，故C正确；D在图示位置加上竖直向下的匀强磁场的瞬间，由于小球做顺时针运动，且带正电，由左手定则可知，小球受到一个指向圆心的洛伦兹力作用，这时供的向心力大于需要的向心力，小球做近心运动，故D正确。故选CD。10AC【详解】A分析题意可知，小球自a点由静止释放，沿abc运动到d点时速度恰好为零，则小球带负电，ad圆弧的中点E为小球圆周运动的等效最高点，重力和电场力的合力与竖直方向夹角为45，故重力等于电场力，A选项正确；B根据功能关系可知，

18、电场力做正功，机械能增加，故小球在b点时的机械能最大，B选项错误；C根据能量守恒可知，小球在b点的电势能最小，在d点的电势能最大，C选项正确；D根据圆周运动规律可知，cb弧的中点F为等效最低点，小球运动到F点时，动能最大，D选项错误；故选AC。11AD【详解】A小球带正电，在从P点运动到Q点的过程中电场力做正功，电势能减小，故A正确；B根据牛顿第二定律因，所以小球在电场中运动时的加速度大小为2g，故B错误；C小球从P点运动到Q做类平抛，水平方向竖直方向 又联立解得，故C错误；D根据 P、Q两点的距离为 故D正确。故选AD。12BCD【详解】A粒子加速过程qU1mv2从B至M用时t得t所以t1t

19、2t31A错误；B偏转位移所以三种粒子打到荧光屏上的位置相同，B正确；C电场力做功WqEy得W1W2W3q1q2q3112C正确；D粒子运动到荧光屏时的动能为电场力做的功，即有可得三种粒子的动能之比D正确。故选BCD。13（1）；（2）【详解】（1）从到，小球受二力作用做初速度为的匀加速直线运动因故由解得（2）小球所受合力为从到，由动能定理有可得第一次碰后瞬间的速率为从点反弹至最高点的过程，小球沿方向做匀减速直线运动由动能定理有可得解得小球第一次反弹后与点的最近距离为14（1）；（2）【详解】（1）电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，B点的速度（2）电子从A运动到B由动能定理得A、B两点间的

20、电势差15（1）；（2）；（3）【详解】（1）电子受到向下的电场力，做匀变速直线运动，设加速度大小为，由牛顿第二定律得解得（另外一负根舍去）。（2）电子做类平抛运动，该落点构成的轨迹是一个圆，设该圆的半径为，运动时间为，所以有解得（3）设速度与水平方向成角时落点距离最远，所用时间为，此时落地速度与初速度的夹角为，该运动矢量图如图所示由动能定理得水平距离竖直方向速度的变化量由等面积关系显然当时有最大值，此时即电子在荧光屏上散布的区域的半径16（1）；（2）；（3）【详解】（1）分析可知甲粒子在电场中水平方向有粒子在加速电场中由动能定理得解得（2）粒子在竖直方向上的加速度为时竖直速度为，竖直位移为，粒子在竖直方向上做匀速运动竖直位移为粒子在竖直方向上做匀加速运动加速度为a时竖直速度为竖直位移为整个过程的竖直位移为（3）当粒子在竖直方向上先加速后匀速时打在荧光屏上的落点与O点间距的最大。为粒子在竖直方向上先匀速后加速时打在荧光屏上的落点与O点间距的最小为则最大值与最小值之比为