2025高考物理步步高同步练习必修3练透　带电粒子在电场中的运动

2025高考物理步步高同步练习必修3练透5带电粒子在电场中的运动考点一带电粒子在电场中的直线运动1.(2022·大理州鹤庆县高二月考)如图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空．A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出时的速度为v.下列说法中正确的是()A．如果A、K间距离不变而电压变为2U，则电子离开K时的速度仍为vB．如果A、K间距离不变而电压变为2U，则电子离开K时的速度变为2vC．如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度仍为vD．如果A、K间距离加倍而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为eq\r(2)v2．(2021·天津市红桥区高二期中)两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝L，则此电子具有的初动能是()A.eq\f(edL,U) B．edULC.eq\f(eU,dL) D.eq\f(eUL,d)考点二带电粒子在电场中的偏转3.(多选)(2021·汕头市达濠华侨中学高二期末)如图，质量相同的带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入匀强电场中，P从平行板间正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们都打到上极板同一点，不计粒子重力，则()A．它们运动的时间相同B．它们运动的加速度不相等C．它们所带的电荷量相同D．静电力对它们做负功4.(多选)(2021·衡水中学月考)一束α粒子(带正电)沿两平行金属板中心轴线射入板间的匀强电场后，分成a、b、c三束，如图所示，则()A．初速度比较，va<vb<vcB．板内运动时间比较，ta＝tb<tcC．动能增加量比较，ΔEka＝ΔEkb>ΔEkcD．电势能变化量的大小比较，ΔEpa>ΔEpb＝ΔEpc5．如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()A．U1∶U2＝1∶8 B．U1∶U2＝1∶4C．U1∶U2＝1∶2 D．U1∶U2＝1∶16.(多选)如图所示，氕、氘、氚的原子核以初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么()A．经过加速电场的过程中，静电力对氚核做的功最多B．经过偏转电场的过程中，静电力对三种核做的功一样多C．三种原子核打在屏上的速度一样大D．三种原子核都打在屏上同一位置处7.(2021·茂名市高州市期末)如图所示，电子在电势差为U0的加速电场中，从左极板由静止开始运动，经加速电场加速后从右板中央垂直射入电势差为U的偏转电场中，经偏转电场偏转后打在竖直放置的荧光屏M上，整个装置处在真空中，已知电子的质量为m，电荷量为－e，偏转电场的板长为L1，板间距离为d，光屏M到偏转电场极板右端的距离L2，求：(1)电子从加速电场射入偏转电场的速度v0；(2)电子飞出偏转电场时的偏移距离y；(3)电子飞出偏转电场时偏转角的正切值；(4)电子打在荧光屏上时到中心O的距离Y.考点三示波管8．(2021·荆州中学期中)如图所示的示波管，当两偏转电极上所加电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标在O点，其中x轴与X、X′间的电场的电场强度方向平行，x轴正方向垂直于纸面向里，y轴与Y、Y′间的电场的电场强度方向平行)．若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限，则()A．X、Y接电源的正极，X′、Y′接电源的负极B．X、Y′接电源的正极，X′、Y接电源的负极C．X′、Y接电源的正极，X、Y′接电源的负极D．X′、Y′接电源的正极，X、Y接电源的负极9．(多选)示波管的内部结构如图甲所示．如果在偏转电极XX′、YY′之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏中心．如果在偏转电极XX′之间和YY′之间加上图丙所示的几种电压，荧光屏上可能会出现图乙中(a)、(b)所示的两种波形．则()A．若XX′和YY′分别加电压(3)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中(a)所示波形B．若XX′和YY′分别加电压(4)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中(a)所示波形C．若XX′和YY′分别加电压(3)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中(b)所示波形D．若XX′和YY′分别加电压(4)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中(b)所示波形10.如图所示，一充电后平行板电容器的两极板相距l，在正极板附近有一质量为m、电荷量为q1(q1＞0)的粒子A，在负极板附近有一质量也为m、电荷量为－q2(q2＞0)的粒子B，仅在静电力的作用下两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距eq\f(3,7)l的平面Q，两粒子间相互作用力及两粒子的重力均忽略不计，则以下说法正确的是()A．电荷量q1与q2的比值为3∶7B．电荷量q1与q2的比值为3∶4C．粒子A、B通过平面Q时的速度之比为9∶16D．粒子A、B通过平面Q时的速度之比为3∶711．(多选)(2021·肥东县第二中学高二期末)如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直电场强度方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为eq\f(v,2)仍能恰好穿过电场，则必须再使(不考虑粒子重力)()A．粒子的电荷量减小为原来的eq\f(1,4)B．两板间电压减小为原来的eq\f(1,2)C．两板间距离增大为原来的4倍D．两板间距离增大为原来的2倍12．有一种电荷控制式喷墨打印机的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．不必考虑墨汁微粒的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是()A．减小墨汁微粒的比荷B．增大墨汁微粒所带的电荷量C．增大偏转电场的电压D．减小墨汁微粒的喷出速度13.(2022·温州市高二期中)某科研小组在进行一次科研实验时，将一个能产生多种正离子(质子、氘核、氚核及氦核等)的粒子源放在如图所示装置的位置．粒子源产生的正离子飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入．已知平行金属板A、B板长为L，相距为d，两板间的电压为U2.若离子能从A、B板间射出(不计离子的重力)，则()A．U1与U2之间的关系要满足eq\f(U1,U2)>eq\f(L2,d2)B．各离子在电场中的运动轨迹重合C．各离子从A、B板间射出时的速度相同D．各离子从粒子源到从A、B板间射出的时间相同专题强化练3电场线、等势面与电荷运动轨迹问题等分法的应用考点一电场线、等势面与电荷运动轨迹的综合问题1．若带正电荷的微粒在电场中运动，只受静电力作用，它在任意一段时间内()A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动2.(多选)(2022·宣威市第三中学高二期末)负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上，带电粒子P仅在该电荷的静电力作用下运动时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则()A．粒子P带负电B．a、b、c三点的电势高低关系是φa＝φc<φbC．粒子P由a到b电势能增加，由b到c电势能减小D．粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是2∶1∶23．(2021·普宁市高二上期中)一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则()A．粒子一定带正电B．粒子的运动是匀变速运动C．粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大D．粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大4.(多选)(2021·嫩江市期中)如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6C的微粒在电场中仅受静电力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10－5J，则以下判断正确的是()A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示C．B点电势高于A点电势D．B点电势低于A点电势5.(2022·辽宁高二期末)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等差等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是()A．a、b、c、d、e各点中c点电势最高B．b点和d点的电场强度相同C．粒子在a点的电势能大于在c点的电势能D．粒子从a点运动到e点的过程中的动能先减小后增大考点二等分法的应用6．(2022·重庆市沙坪坝区月考)A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为φA＝5V，φB＝2V，φC＝1V，H、F三等分AB，G为AC的中点，下列图形中能正确表示电场强度方向的是()7.如图所示，匀强电场中有一个等边三角形ABC，其边长为1m，三角形所在的平面跟匀强电场平行．已知A、B、C三点的电势分别为6V、4V、2V，下列说法正确的是()A．匀强电场的方向垂直于AC边B．匀强电场的电场强度大小为2V/mC．等边三角形中心的电势为5VD．将一个电子从A点沿直线移到B点，其电势能增加了2eV8.(多选)如图，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长为L＝2cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面．已知A、B、C、D的电势分别为－4V、0、8V、12V，则下列说法正确的是()A．E点的电势φE＝8VB．A、F间的电势差UAF＝4VC．C、F间的电势差UCF＝－8VD．该匀强电场的场强E＝400V/m9.(2022·四川泸州高级中学校高二月考)如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为＋Q，图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等差等势面．有两个一价离子M、N(不计重力，也不计它们之间的静电力)先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置．以下说法中正确的是()A．M一定是正离子，N一定是负离子B．M在p点的速率一定小于N在q点的速率C．M在b点的速率一定大于N在c点的速率D．M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q过程电势能的增量10.(多选)(2021·宁波中学期中)空间有一与纸面平行的匀强电场，纸面内的A、B、C三点位于以O点为圆心、半径为10cm的圆周上，并且∠AOC＝90°，∠BOC＝120°，如图所示，现把一个电荷量q＝1×10－5C的正电荷从A点移到B点，静电力做功－1×10－4J；从B点移到C点，静电力做功为3×10－4J．则该匀强电场的电场强度方向和大小是()A．电场强度大小为200V/mB．电场强度大小为100V/mC．电场强度方向垂直OA向右D．电场强度方向垂直OC向下11.(2021·海口中学期中)如图所示，匀强电场中有a、b、c三点，在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°，电场方向与三角形所在平面平行．已知a、b和c点的电势分别为(2－eq\r(3))V、(2＋eq\r(3))V和2V．则该三角形的外接圆上最低电势、最高电势分别为()A．(2－eq\r(3))V、(2＋eq\r(3))VB．0、4VC.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(4\r(3),3)))V、eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2＋\f(4\r(3),3)))VD．0、eq\r(3)V12.(2022·广州六中高二期末)存在匀强电场的空间中有一边长为2eq\r(3)cm的正四面体ABCD，如图所示．已知UAC＝UBC＝3V，电场方向平行于底面ABC，则()A．A、B两点处的电势不相等B．电场强度大小为1V/mC．电场强度大小为100V/mD．C、D两点的电势差UCD＝2V13.(2022·河南高二阶段练习)如图所示，a、b、c、d为一边长为L的正方形，空间存在平行abcd平面的匀强电场．把质子自a点移到b点，静电力做功W(W>0)；把质子自c点移到b点，克服静电力做功2W.已知a点电势为0，质子电荷量为e，则()A．d点电势为eq\f(2W,e)B．d点电势为eq\f(W,e)C．电场强度大小为eq\f(2W,Le)D．电场强度大小为eq\f(\r(5)W,Le)专题强化练3电场线、等势面与电荷运动轨迹问题等分法的应用考点一电场线、等势面与电荷运动轨迹的综合问题1．若带正电荷的微粒在电场中运动，只受静电力作用，它在任意一段时间内()A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动2.(多选)(2022·宣威市第三中学高二期末)负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上，带电粒子P仅在该电荷的静电力作用下运动时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则()A．粒子P带负电B．a、b、c三点的电势高低关系是φa＝φc<φbC．粒子P由a到b电势能增加，由b到c电势能减小D．粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是2∶1∶23．(2021·普宁市高二上期中)一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则()A．粒子一定带正电B．粒子的运动是匀变速运动C．粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大D．粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大4.(多选)(2021·嫩江市期中)如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6C的微粒在电场中仅受静电力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10－5J，则以下判断正确的是()A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示C．B点电势高于A点电势D．B点电势低于A点电势5.(2022·辽宁高二期末)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等差等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是()A．a、b、c、d、e各点中c点电势最高B．b点和d点的电场强度相同C．粒子在a点的电势能大于在c点的电势能D．粒子从a点运动到e点的过程中的动能先减小后增大考点二等分法的应用6．(2022·重庆市沙坪坝区月考)A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为φA＝5V，φB＝2V，φC＝1V，H、F三等分AB，G为AC的中点，下列图形中能正确表示电场强度方向的是()7.如图所示，匀强电场中有一个等边三角形ABC，其边长为1m，三角形所在的平面跟匀强电场平行．已知A、B、C三点的电势分别为6V、4V、2V，下列说法正确的是()A．匀强电场的方向垂直于AC边B．匀强电场的电场强度大小为2V/mC．等边三角形中心的电势为5VD．将一个电子从A点沿直线移到B点，其电势能增加了2eV8.(多选)如图，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长为L＝2cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面．已知A、B、C、D的电势分别为－4V、0、8V、12V，则下列说法正确的是()A．E点的电势φE＝8VB．A、F间的电势差UAF＝4VC．C、F间的电势差UCF＝－8VD．该匀强电场的场强E＝400V/m9.(2022·四川泸州高级中学校高二月考)如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为＋Q，图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等差等势面．有两个一价离子M、N(不计重力，也不计它们之间的静电力)先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置．以下说法中正确的是()A．M一定是正离子，N一定是负离子B．M在p点的速率一定小于N在q点的速率C．M在b点的速率一定大于N在c点的速率D．M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q过程电势能的增量10.(多选)(2021·宁波中学期中)空间有一与纸面平行的匀强电场，纸面内的A、B、C三点位于以O点为圆心、半径为10cm的圆周上，并且∠AOC＝90°，∠BOC＝120°，如图所示，现把一个电荷量q＝1×10－5C的正电荷从A点移到B