高考物理二轮复习练带电粒子在电场中的运动（word版含答案）

1、2022年高考物理二轮复习带电粒子在电场中的运动一、单选题1.下列带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差U后，哪个粒子获得的速度最大（） A.质子B.氘核C.粒子D.钠离子2.带电粒子以速度从两平行金属板形成的匀强电场的正中间垂直电场射入，恰穿过电场而不碰到金属板，欲使入射速度为/2的同一粒子也恰好穿过电场不碰到金属板，则必须（ ）A.使两板间的距离减为原来的1/4；B.使两板间的电压减为原来的1/4；C.使两板间的电压减为原来的1/2；D.使两板间的距离减为原来的1/2。3.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下若不计空气阻力，则此带电油滴

2、从a运动到b的过程中，能量变化情况为（） A.电势能增加B.机械能不变C.动能和电势能之和增加D.重力势能和电势能之和减少4.如图所示，地面上某区域存在着水平向右的匀强电场，一个质量为m的带负电小球以水平向右的初速度v0 ， 由O点射入该区域，刚好竖直向下通过竖直平面中的P点，已知连线OP与初速度方向的夹角为60，重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ） A.电场力大小为 B.小球所受的合外力大小为 C.小球由O点到P点用时 D.小球通过P点时的动能为 5.如图所示，水平放置的平行板间的匀强电场正中有一带电微粒正好处于静止状态，如果两平行带电板改为竖直放置，带电微粒的运动状态将是（ ）A.保持

3、静止状态B.从P点开始做自由落体运动C.从P点开始做类平抛运动D.从P点开始做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动。6.如图所示，质量相同的两个带电粒子P，Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在上极板的同一点上（带电粒子的重力不计）则从开始射入到打到上极板的过程中（ ）A.它们运动的时间tQtPB.它们运动的加速度aQaPC.它们所带的电荷量之比qP：qQ=1：2D.它们的动能增加量之比EkP：EkQ=1：27.如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B

4、板的 点，b粒子打在B板的 点若不计重力，则( ) A.a的电荷量一定大于b的电荷量B.a的质量一定小于b的质量C.a的比荷一定大于b的比荷D.a的动能增量一定小于b的动能增量8.如图，带电粒子P所带的电荷量是带电粒子Q的3倍，它们以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入匀强电场，分别打在M、N点，若OM=MN，则P和Q的质量之比为（ ）A.3：4B.4：3C.3：2D.2：39.如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2 ， 板长为l，每单位电压引起的偏移 ，叫做示波管

5、的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法（）A.增大U2B.减小lC.减小dD.增大U110.如图所示，在边长为L的正方形ABCD区域存在着匀强电场，方向竖直向下，与AD边平行。质量为m、电荷量为e的电子，在D点以水平速度v0射入电场中并从B点射出电场不考虑电子的重力与阻力，则（ ） A.电子在B点的速率为 B.电子在B点的速率为2v0C.匀强电场的电场强度大小为 D.匀强电场的电场强度大小为 11.在点电荷Q的电场中，一个粒子通过时的轨迹如图实线所示，a、b为两个等势面，则下列判断中正确的是( )A.Q可能为正电荷，也可能为负电荷B.运动中粒子总是克服电场力做功C.粒子经过两等势面的动能

6、Eka EkbD.粒子在两等势面上的电势能Epa Epb二、填空题12.质子和粒子以相同的动能垂直于电场线方向射入同一个偏转电场，穿过电场后，它们的侧向移动的距离之比是；所增加的动能之比是 13.一个质量为m的带负电的小球，在如图所示的匀强电场中以水平速度抛出小球运动的加速度方向竖直向下，大小为 ，小球在竖直方向下落高度H时，小球的动能增加了 ， 小球的机械能减少了 ， 小球的重力势能减少了 电势能增加了 14.质量为m、带电量为+q的微粒，沿与水平方向夹角为30o的方向射入某一匀强电场区域，如图所示在图中虚线框内存在匀强电场（重力加速度大小为g） （1）如果匀强电场的方向水平向左，为使微粒做

7、直线运动，此电场强度的大小为 （2）如果微粒沿初速度方向做匀加速直线运动，加速度大小为g，则电场强度的大小为 三、解答题15.一个初速度为零的电子通过电压为U的电场加速后，从C点沿水平向飞入电场强度为E的匀强电场中，到达该电场中另一点D时，电子的速度方向与电场强度方向的夹角正好是120，如图所示试求C、D两点沿电场强度方向的距离y 16.如图所示，某匀强电场场强为E，将质量为2103 kg的小球从A点由静止释放，小球恰能沿直线AB向右下方运动，且AB与竖直方向成45角已知小球的带电量为2104 C求匀强电场电场强度的大小（g=10m/s2） 17.如图所示，质量为5108kg的带电微粒以v0=

8、2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B的中央飞入板间已知板长L=10cm，板间距离d=2cm，当UAB=103V时，带电微粒恰好沿直线穿过板间，则AB间所加电压在什么范围内带电微粒能从板间飞出？18.图（a）为示管的原理图如果在电极YY之间所加的电压图按图（b）所示的规律变化，在电极XX之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，若电极XX之间所加的电压周期TX等于电极YY之间所加的电压周期TY则在荧光屏上会看到的图形是图（d），请在图e画出当TX=2TY和TY=2TX时在荧光屏上会看到的图形 答案解析部分一、单选题1.【答案】 A 【解析】【解答】解：四种带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加

9、速运动，经过相同的电势差U，故根据动能定理，有： qU= mv2解得：v= 由上式可知，比荷 越大，获得的速度越大，由于质子的比荷最大，所以质子获得的速度最大故A正确，BCD错误；故选：A【分析】明确带电粒子在电场中的受力情况，根据动能定理列式，求出速度表达式，结合各个粒子的比荷进行分析讨论2.【答案】 B 【解析】【分析】带电粒子进入电场后做的是类平抛运动，因此， 当入射速度变为/2也恰好穿过电场不碰到金属板，则竖直偏移量d不变，由公式可知B对；ACD错；故选B【点评】难度中等，本题也考查了学生对公式的推导和判断能力，根据类平抛运动规律列公式推导即可3.【答案】 D 【解析】【解答】解：A、

10、油滴受到的重力竖直向下，油滴向上运动，说明油滴受到的电场力向上，并且电场力大于重力，油滴向上运动，电场力做正功，电势能减小，故A错误； B、电场力对油滴做正功，油滴的机械能增加，故B错误；C、根据功能关系可知，在从a到b的运动过程中只有重力、电场力做功，因此重力势能、电势能、动能三者之和保持不变，从a到b的运动过程中重力做负功，重力势能增加，因此动能和电势能之和减小，故C错误D、根据功能关系可知，在从a到b的运动过程中只有重力、电场力做功，因此重力势能、电势能、动能三者之和保持不变，因该过程中动能增加，因此重力势能和电势能之和减小，故D正确；故选：D【分析】根据图中的运动轨迹情况，可以判断出重

11、力和电场力的大小关系，然后根据功能关系求解即可4.【答案】 C 【解析】【解答】C设OPL，从O到P水平方向做匀减速运动，到达P点的水平速度为零；竖直方向做自由落体运动，则水平方向Lcos 60 v0t 竖直方向Lsin 60 gt2解得t C符合题意；AB水平方向F1=ma= 小球所受的合外力是F1与mg的合力，可知合力大小大于 ，AB不符合题意；D小球通过P点时的速度 则动能 选项D不符合题意；故答案为：C。 【分析】利用水平方向和竖直方向的位移公式可以求出运动的时间；结合牛顿第二定律可以求出电场力的大小，结合力的合成合力的大小；利用速度公式可以求出小球经过P点的速度大小及动能大小。5.【

12、答案】 D 【解析】【分析】由粒子静止不动可知粒子受力平衡，qE=mg，当平行带电板改为竖直放置，粒子受到水平方向的电场力和重力作用，由力的合成和牛顿第二定律可知D对，故选D。【点评】难度较小，受力情况决定运动情况，判断运动情况首先应分析受力情况。6.【答案】 C 【解析】【解答】解：A、垂直电场方向不受力，做匀速直线运动，位移相等，得到运动时间相等，所以A错误；B、平行电场方向受到电场力，做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移时间关系公式，有：x= at2解得：a= 由于两带电粒子平行电场方向分位移之比为1：2，所以aQaP ， 故B错误；C、根据牛顿第二定律，有：qE=ma由两式解得：q=

13、 所以它们所带的电荷量之比qP：qQ=1：2，故C正确；D、根据动能定理，有：qEx=Ek而：qP：qQ=1：2，xP：xQ=1：2，所以动能增加量之比：EkP：EkQ=1：4，故D错误；故选C【分析】将两个带电粒子的运动垂直电场方向和平行电场方向正交分解，垂直电场方向不受力，做匀速直线运动；平行电场方向受到电场力，做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式、牛顿第二定律和功能关系联合列式分析7.【答案】 C 【解析】【解答】据题意，带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，其水平位移为： ，竖直位移为： ，当a、b以相同速度垂直电场线进入电场后，有： ，由于v、y和E都相等，而b粒子的水平位移大B

14、粒子的 较大，因而a粒子的 较大，C符合题意。 故答案为：C【分析】本题考查带电基本粒子（不考虑重力）在匀强电场中做类一平抛运动，处理方法将运动分解为：初速度方向：匀速直线运动，电场力方向：匀加速直线运动。8.【答案】 A 【解析】【解答】解：粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，两粒子的初速度相等，水平位移比为1：2，知运动时间比为1：2根据y= ，得加速度之比为4：1，根据牛顿第二定律得，a= ，因为电，量比为3：1，则质量比为3：4故A正确，B、C、D错误故选A【分析】带电粒子垂直进入电场，做类平抛运动，根据水平位移比得出运动的时间比，再通过竖直位移关系得

15、出加速度的关系，结合牛顿第二定律以及电荷量之比得出它们的质量比9.【答案】 C 【解析】【解答】解：电子在加速电场中加速，根据动能定理可得，eU1= mv02 ， 所以电子进入偏转电场时速度的大小为，v0= ，电子进入偏转电场后的偏转的位移为，h= at2= = = ，所以示波管的灵敏度 = ，所以要提高示波管的灵敏度可以增大l，减小d和减小U1 ， 所以C正确故选C【分析】电子先经加速电场加速，再在偏转电场中做类平抛运动，根据类平抛运动规律计算偏转的位移，表示出灵敏度表达式可知影响灵敏度大小的因素。10.【答案】 A 【解析】【解答】CD设匀强电场的电场强度大小为E，电子在电场中的运动时间为

16、t，则根据类平抛运动规律有 联立解得 CD不符合题意；AB设电子在B点的竖直分速度大小为 ，根据类平抛运动规律的推论可知电子在B点的速度方向的反向延长线一定过DC中点，根据速度的合成与分解可得 所以电子在B点的速率为 A符合题意，B不符合题意。故答案为：A。 【分析】粒子在偏转电场中做类平抛运动，沿着初速度方向做匀速直线运动；垂直于初速度方向做自由落体运动，结合牛顿第二定律得出电场强度的表达式；利用速度的合成与分解得出B点的速率。11.【答案】 C 【解析】【分析】从图中可知粒子最终要远离点电荷，所以点电荷带正电，A错误，电场线和等势面是垂直关系的，所以刚刚开始电场力对电荷作负功，后来电场力对

17、电荷作正功，所以B错误；在粒子远离点电荷的过程中，电场力做正功，所以粒子的动能增大，电势能减小，故Eka Ekb ， Epa Epb ， C正确，D错误，故选C【点评】本题难度较小，带电粒子在电场力的作用下，做曲线运动，所受的电场力指向轨迹曲线的凹处，并且电场力方向与电场线的切线方向平行，由此可判断电场力的方向和电荷的正负二、填空题12.【答案】 1：2；1：4 【解析】【解答】解：对于任一粒子垂直于电场线方向进入偏转电场后，沿初速度方向都做匀速直线运动，运动时间为：t= 侧向位移为 y= = = 又 初动能 Ek0= 联立得：y= 由题：Ek0相同，E、L也相同，则yq质子和粒子的电荷量之比

18、为1：2，所以它们的侧向移动的距离之比是1：2电场力做功W=qEy，根据动能定理得：动能的增量Ek=W=qEy=qE = q2；所以得所增加的动能之比是1：4故答案为：1：2； 1：4【分析】质子和粒子都垂直于电场线方向进入偏转电场，都做类平抛运动，运用运动的分解法研究运动时间关系，根据牛顿第二定律和位移公式结合得到侧向移动的距离表达式，即可研究侧向移动的距离之比由动能定理列式求解所增加的动能之比13.【答案】 ；mgH；【解析】【解答】解：小球只受重力和电场力两个力作用，已知加速度为a= ，根据牛顿第二定律得：合力为F合=mgF电=ma= ，方向竖直向下，电场力为F电= ，方向竖直向上根据动

19、能定理，合力做功等于动能的增加量，合力做功为 mgH，则小球动能增加 电场力做功为 ，则小球的电势能增加 除重力以外其它力做功等于机械能的增加量，可知小球的机械能减小 重力做功为mgH，则重力势能减小mgH故答案为： ； ；mgH； 【分析】小球受重力和电场力作用，根据小球的加速度求出电场力的大小通过合力做功得出小球动能的变化量，通过重力做功得出小球重力势能的变化量，通过电场力做功得出小球电势能的变化量，根据除重力以外其它力做功得出小球机械能的变化量14.【答案】 （1）（2）【解析】【解答】解：（1）对微粒进行受力分析：为微粒沿虚线速度方向做直线运动，故在垂直速度的方向的合力应该为0，因为微

20、粒在电场中受重力和电场力作用，重力方向竖直向下，电场的方向向左，则正电荷受到的电场力方向向左 沿速度方向轴方向：F合=F电cos+Gsin=max垂直于速度方向：F合y=F电sinGcos=0 由可知 又因为F电=qE所以 （2）如果微粒沿初速度方向做匀加速直线运动，加速度大小为g，则微粒的受力如图：所以： 所以：E= 故答案为：（1） ；（2） 【分析】分析微粒在电场中的运动性质，受先分析微粒在电场中的受力情况，根据受力情况分析微粒做何种运动，同理根据受力情况和运动情况确定物体的受力，根据力的合成与分解确定电场力的大小和方向三、解答题15.【答案】 解：电子加速过程根据动能定理可得 在竖直方向 解得 C、D两点沿电场强度方向的距离 【解析】【分析】电子在加速场中电场力做功；利用动能定理可以求出电子加速获得的速度；再结合电子在偏转场中做类平抛运动，利用类平抛运动的位移公式可以求出CD之间的沿电场线方向的距离。16.【答案】 解：小球受力如图所示， tan45= ，电场强度：E= = =100N/C，方向水平向右；答：匀强电场强度为100N/C，方向水平向右【解析】【分析】小球受到重力与电场力作用而做初速度为零的匀加速直线运动，重力与电场力的合力与小球的速度方向在同一直线上，对小球受力分析，应用力的合成与分解求出电场力，求出电场强度17.【答