《2023年高考物理总复习：带电粒子在电场中的运动（含答案解析）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年高考物理总复习：带电粒子在电场中的运动（含答案解析）.pdf（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2023年高考物理复习：带电粒子在电场中的运动一.选 择 题（共 23小题）1.如图，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M 和 N 是轨迹上的两点，其中M 点在轨迹的最右边。不计重力，下列表述错误的是（）A.该粒子带负电B.粒子在电场中的加速度不变C.粒子在M 点的动能最大D.粒子在M 点的电势能最大2.三个a粒子由同一位置同时水平飞入偏转电场，轨迹如图所示,下列判断不正顾的是（）A.进电场时c 的速度最大，a 的速度最小B.在 b 飞离电场的同时，a 刚好打在负极板上C.b 和 c 同时飞离电场D.动能的增加量c 最小，a 和 b 一样大3.
2、如图所示，一带电小球以水平速度射入接入电路中的平行板电容器中，并沿直线打在屏上。点，若仅将平行板电容器上极板平行上移一些后，让带电小球再次从原位置水平射入并能打在屏上，其他条件不变，两次相比较，则再次射入的带电小球（）V 0 tA.将打在。点的下方B.将打在O 点的上方C.穿过平行板电容器的时间将增加第1页 共2 2页D.达到屏上动能将减少4 .如图所示，实线表示匀强电场的电场线，一个带负电荷的粒子以某一速度射入匀强电场,只在电场力作用下从a向b运动，运动的轨迹如图中的虚线所示，若a点电势为 p a，b点电势为 P b，则（)A.场强方向一定向左,且电势（p a（p bB.场强方向一定向左,且
3、电势（p a p bc.场强方向一定向右,且电势(P a (p bD.场强方向一定向右,且电势（P a（p b5 .如图所示，质 子 和a粒子以相同的初动能垂直射入偏转电场（粒子不计重力），这两个粒子都能射出电场，a粒子的质量是质子的4倍，带电量是质子的2倍，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之 比 为（)A.1：1B.1：2C.2：1D.1：46 .如图所示，带电量之比为q A：qB=l：3的带电粒子A、B,先后以相同的速度从同一点射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为XA：XB=2：1,则带电粒子的质量之比mA：mB以及在电场中飞行时间之比t A：1B
4、分 别 为（）0A.1：1,2：3B.2：1,3：2C.1：1,3：4D.4：3,2：17 .一电子以初速度v o沿垂直场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现减小两板间的电压，则电子穿越两平行板所需的时间（）A.与电压无关B.随电压的减小而增大C.随电压的减小而减小第 2 页 共 2 2 页D.随两板间距离的增大而减小8.一个电子仅在电场力的作用下以一定的初速度vo从 A 点沿电场线向B 点运动，如图所示，若规定向右的方向为正方向，则下列位移-时间或速度-时间图象中能正确描述电子运动情况的是（）9.如图所示，在沿水平方向的匀强电场中，有 a、b 两点，已知a、b 两点在同一竖直面，但在不同
5、的电场线上。一个带电微粒由a 点运动到点b,在运动过程中，下面的判断中正确 的 是（）A.带电微粒的动能一定减小B.带电微粒运动轨迹一定是直线C.带电微粒的电势能一定增加D.带电微粒一定是做匀变速运动10.一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，则可判断（）第3页 共2 2页EA.该粒子一定带负电B.粒子在a 点的动能一定大于在b 点的动能C.粒子在a 点的电势能一定小于在b 点的电势能D.从 a 到 b 过程，粒子动能和电势能之和保持不变11.如图所示，在一对带等量异号电荷的平行金属板间，某带电粒子只在电场力作用下沿虚线从A 运动到B.则（）C.
6、从 A 到 B 粒子动能增加B.从 A 到 B 电场强度增大D.从 A 到 B 粒子电势能增加12.垂直电场方向射入的粒子流,分离成如图所示的三束,关于三束粒子流带电情况的判断,下列说法正确的是（)bA.a 带正电，b 带负电,c 不带电B.a 带负电，b 带正电,c 不带电C.a 带正电，c 带负电,b 不带电D.a 带负电，c 带正电,b 不带电13.一带电 粒 子（重力不计），在匀强电场E 中从a 运动到b 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，下列说法正确的是（）第4页 共2 2页A.粒子带正电B.a 点电势高于b 点C.运动过程中粒子的动能减小D.运动过程中粒子
7、的电势能减小14.在两块平行金属板中间，有一个处于静止状态的带正电的粒子。若在两板间加交变电压u=U m sin3t,下列判断中正确的是（）A.粒子的位移一定按正弦规律变化B.粒子的加速度一定按正弦规律变化C.粒子的速度一定按正弦规律变化D.粒子的运动轨迹一定是一条正弦曲线15.如图所示，一电荷量为q、质量为m 的带电粒子以初速度vo由 P 点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直。粒子从Q 点射出电场时，其速度方向与电场线成3 0 角。已知匀强电场的宽度为d,不计重力作用。则匀强电场的场强E 大 小 是（）V3mvoA.-2qd3 nl诏C，2qd/3mVoB.qdD，2qd16.一带负电油滴在
8、场强为E 的匀强电场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，则此带电油滴从A 运动到B 的过程中，下列判断正确的是（）第5页 共2 2页BT FT A.油滴的电势能减少B.A 点电势高于B 点电势C.油滴所受电场力小于重力D.油滴重力势能减小17.一电量为q（带正电）的物体静置在一光滑绝缘水平面上。从某时刻起在整个空间施加一水平向右的电场，电场强度大小为E i,经 过 t 时间，电场改变方向，变成水平向左，电场强度大小变为E 2,再经过2 t时间，物体恰好返回出发点，则（）A.电场强度E i与 E2之比为5：4B.电场强度E i与 E2之比为2：1C.这一过程中带电物体的
9、动能先增大后减小再增大，其变化量大于0D.这一过程中带电物体的动能先增加后减小，其变化量大于018.一电子以水平向右的初速度进入水平放置的平行板电容器中，电子只受电场力作用，其运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（）-Yf L,NA.M 板电势比N 板的高B.N 板一定带正电C.运动过程中，电子的电势能越来越大D.运动过程中，电子的加速度变大1 9.如图所示，平行板电容器上极板带正电，从上极板的端点A 点释放一个带电荷量为+Q（Q 0）的粒子，粒子重力不计，以水平初速度v（）向右射出，当它的水平速度与竖直速度的大小之比为1：2 时 一，恰好从下端点B 射出，则 d 与 L 之 比 为（）B第6页
10、 共2 2页A.I：2 B.2：1 C.I：I D.1：320.水平放置的平行板电容器与某一电源相连接后，断开电键，重力不可忽略的小球由电容器的正中央沿水平向右的方向射入该电容器，如图所示，小球先后经过虚线的A、B 两点。贝 U （）A.如果小球所带的电荷量为正电荷，小球所受的电场力一定向下B.小球由A 到 B 的过程中电场力一定做负功C.小球由A 到 B 的过程中动能可能减小D.小球由A 到 B 的过程中，小球的机械能可能减小21.如图所示，空间有一水平方向的匀强电场，初速度为v o,带电量为q 的带电粒子从A点射入电场，在竖直平面内沿直线从A 运动到B,A B 与场强的方向夹角为37,在此
11、过程中下列说法正确的是（）/才：A.作匀速直线运动B.粒子带正电C.作匀加速直线运动D.电场强度的大小 为 等3q22.如图所示，一点电荷先后置于匀强电场中的A、B 两点，则该点电荷在这两点所受的电场 力（）飞小 iA.大小相等，方向相反C.大小不等，方向相同B.大小相等，方向相同D.大小不等，方向相反第7页 共2 2页2 3.如图所示，在真空中离子Pi、P2以相同速度从0 点垂直场强方向射入匀强电场，经电场偏转后打在极板B 上的C、D 两点，已知P i电荷量为P2电荷量的3 倍，G C=C D,则Pl、P2离子的质量之比为（重力忽略不计）（）AI1 +、*、I II I _-!G C D B
12、A.3：4 B.4：3 C.2：3 D.3：2第8页 共2 2页2023年高考物理复习：带电粒子在电场中的运动参考答案与试题解析选 择 题（共 23小题）1.如图，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M 和 N 是轨迹上的两点，其中M 点在轨迹的最右边。不计重力，下列表述错误的是（）3A.该粒子带负电B.粒子在电场中的加速度不变C.粒子在M 点的动能最大D.粒子在M 点的电势能最大【解答】解：A、粒子受到的电场力的方向与场强方向相反，故该粒子带负电，故 A 正确；B、因电场为匀强电场，故电场力恒定，粒子在电场中的加速度不变，故 B 正确；C、电子
13、受到的电场力向左，在向右运动的过程中，电场力对电子做负功，电子的速度减小，到达M 点时动能最小，而电势能最大；故 C 错误D 正确。本题选错误的，故选：C。2.三个a 粒子由同一位置同时水平飞入偏转电场,轨迹如图所示，下列判断不氐颈的是（）A.进电场时c 的速度最大，a 的速度最小B.在 b 飞离电场的同时，a 刚好打在负极板上C.b 和 c 同时飞离电场D.动能的增加量c 最小，a和 b 一样大【解答】解：A、三个粒子的质量和电量都相同，则知加速度相同。a、b 两粒子在竖直第9页 共2 2页方向上的位移相等，根据y=%t 2,可知运动时间相等。在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上；b、c竖
14、直方向上的位移不等，ycy b.根据y=%F,可 知 卜 Vb。根据ta=tb，XbXa.则V b V a.所以有：VcV bVa.故A正确，B正确，C错误。D、根据动能定理知，a、b两电荷，电场力做功一样多，所以动能增加量相等。c电荷电场力做功最少，动能增加量最小。故D正确。本题选错误的，故选：C3.如图所示，一带电小球以水平速度射入接入电路中的平行板电容器中，并沿直线打在屏上。点，若仅将平行板电容器上极板平行上移一些后，让带电小球再次从原位置水平射入并能打在屏上，其他条件不变，两次相比较，则再次射入的带电小球（）A.将打在。点的下方B.将打在O点的上方C.穿过平行板电容器的时间将增加D.达
15、到屏上动能将减少【解答】解：A、B仅将平行板电容器上极板平行上移一些后，电容器板间电压不变，由E=分析得知板间场强减小，小球所受的电场力减小，小球将向下偏转，打在O点的下方。故A正确，B错误。C、小球在平行板电容器中做类平抛运动，沿极板方向做匀速直线运动，所以运动时间t=上，与电压的变化无关，所以穿过电容器的时间t不变。故C错误。voD、极板未动时，小球做匀速直线运动。极板平行上移后，小球的合力做正功，动能增大，故D错误。故选：Ao4.如图所示，实线表示匀强电场的电场线，一个带负电荷的粒子以某一速度射入匀强电场,第1 0页 共2 2页只在电场力作用下从a向 b运动，运动的轨迹如图中的虚线所示，
16、若 a点电势为隼a，b点电势为（p b，则（）A.场强方向一定向左，且电势（P a p bB.场强方向一定向左，且电势 p a （p bC.场强方向一定向右，且电势（P a（P bD.场强方向一定向右，且电势 p a P b【解答】解：根据轨迹弯曲知，负电荷所受的电场力水平向右，则电场强度的方向水平向左，沿着电场线方向电势逐渐降低，则（P a（p b.故 B正确，A、C、D错误。故选：B,5 .如图所示，质 子 和 a 粒子以相同的初动能垂直射入偏转电场（粒子不计重力），这两个粒子都能射出电场，a粒子的质量是质子的4倍，带电量是质子的2倍，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之 比 为（）+L A
17、.1：1 B.1：2 C.2：1 D.1：4【解答】解：质子和a粒子垂直射入偏转电场都做类平抛运动，由牛顿第二定律得：a=萼，水平方向：L=v t,竖直方向：y=a t2,解 得.y=.祖 2,=qEI由图可知，两个粒子的初动能E k 相同，E、L相同，则 y与 q 成正比，质子和a粒子电荷量之比为1：2,侧位移y之比为1：2。故 选:B.6 .如图所示，带电量之比为qA：qB=l：3的带电粒子A、B,先后以相同的速度从同一点射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比第1 1页 共2 2页为XA：XB=2：1,则带电粒子的质量之比n u：m B以及在电场中飞行
18、时间之比tA：tB分 别 为（）二.A.1：1,2：3 B.2：1,3：2 C.1：1,3：4 D.4：3,2：1【解答】解：两个带电粒子垂直射入电场中做为平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。则：水平方向有：X vot,V0相等，所以t 0=x,则得：tA：tB=XA：XB=2:1;竖直方向有：y=4at2=%自2则得：2y访因为 E、y、V0 相等，则得：mA：mB=qAA：QBXB=4:3。故选：D。7.一电子以初速度v o 沿垂直场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现减小两板间的电压，则电子穿越两平行板所需的时间（）A.与电压无关B.随电压的减小而
19、增大C.随电压的减小而减小D.随两板间距离的增大而减小【解答】解：由于电子在垂直于电场力方向做匀速直线运动，由 L=%t可知，t 与电压U及板间距离d均无关，所以A正确BCD错误。故选：Ao8.一个电子仅在电场力的作用下以一定的初速度v o 从 A点沿电场线向B点运动，如图所示，若规定向右的方向为正方向，则下列位移-时间或速度-时间图象中能正确描述电子运动情况的是（）E第1 2页 共2 2页【解答】解：AB、在 x-t 图象中，图线的斜率表示速度，倾斜直线说明速度恒定，根据上述分析可知，电子的x-t 图象应该是抛物线，故 A B 错误；CD、电子在电场中受向左的电场力，先向右做匀减速直线运动，
20、减速到零后再向左做匀加速直线运动，由于电子只受电场力作用，两段运动的v-t 两段图线的斜率相同，加速度相同，故 C 正确，D 错误。故选：Co9.如图所示，在沿水平方向的匀强电场中，有 a、b 两点，已知a、b 两点在同一竖直面，但在不同的电场线上。一个带电微粒由a 点运动到点b,在运动过程中，下面的判断中正确 的 是（）aA.带电微粒的动能一定减小B.带电微粒运动轨迹一定是直线C.带电微粒的电势能一定增加D.带电微粒一定是做匀变速运动【解答】解：A、由题意，微粒的重力做负功，若电场力做正功，且电场力做的功大于重力的功，则动能增大，故 A 错误；B、若带电微粒初速度不为零，且速度方向和合力方向
21、不在一条直线上，则微粒做曲线运动，故 B 错误；第1 3页 共2 2页C、若微粒带正电，则电场力做正功，根据功能关系，可知电势能此时减小，故 c 错误；D、带电微粒受重力和电场力为恒力，合力为恒力，故带电微粒的加速度为定值，即带电微粒一定做匀变速运动，故 D 正确；故选：D。10.一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，则可判断（）A.该粒子一定带负电B.粒子在a 点的动能一定大于在b 点的动能C.粒子在a 点的电势能一定小于在b 点的电势能D.从 a 到 b 过程，粒子动能和电势能之和保持不变【解答】解：A、由轨迹图可知，带电油滴向上偏转，故说明
22、所受的电场力竖直向上，与电场强度方向相反，所以油滴带负电，故 A 正确。B、带电粒子受电场力和重力作用，合力做正功，故 a 点动能小于b 点动能；故 B 错误；C、从 a 到 b 的运动过程电场力做正功，电势能减少，故 a 点的电势能一定大于b 点的电势能；故 C 错误；D、根据功能关系可知，油滴在从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，由 a 到 b 过程中重力势能增加，故粒子动能和电势能之和减小，故 D 错误。故选：Ao11.如图所示，在一对带等量异号电荷的平行金属板间，某带电粒子只在电场力作用下沿虚线从A 运动到8.则（）第1 4页
23、共2 2页A.粒子带负电 B.从 A 到 B 电场强度增大C.从 A 到 B 粒子动能增加 D.从 A 到 B 粒子电势能增加【解答】解：粒子在极板间只在电场力作用，由图示粒子运动轨迹可知，粒子向上运动，说明粒子受力沿电场线方向，粒子带正电；从 A 点运动到B 点过程中电场力做正功，粒子电势能减小，粒子的动能增加，故 C 正确ABD错误.故选：C12.垂直电场方向射入的粒子流，分离成如图所示的三束,关于三束粒子流带电情况的判断，下列说法正确的是（）A.a 带正电，b 带负电，c 不带电B.a 带负电，b 带正电，c 不带电C.a 带正电，c 带负电，b 不带电D.a 带负电，c 带正电，b 不
24、带电【解答】解：根据三束粒子的偏转方向可知，a 带负电，b 带正电，c 不带电；故 B 正确ACD错误。故 选:Bo13.一带电粒子（重力不计），在匀强电场E 中从a 运动到b 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，下列说法正确的是（）A.粒子带正电B.a 点电势高于b 点C.运动过程中粒子的动能减小D.运动过程中粒子的电势能减小【解答】解：A、油滴由a 至 IJb,运动轨迹向上弯曲，可判断粒子受到的合力的方向向上。第1 5页 共2 2页由于重力的方向向下，所以油滴受电场力向上，与对电场线的方向相反，所以粒子带负电，故 A 错误；B、沿电场线的方向电势降低，所以a 点电势
25、低于b 点的电势，故 B 错误；C、粒子由a 到 b,由运动轨迹可判出粒子受合力向上，合外力对油滴做正功，由动能定理得知，动能增加；故 C 错误；D、因电场力向上，故粒子从a 到 b 的过程中，电场力做正功，故电势能减小，故 D 正确。故选：D。14.在两块平行金属板中间，有一个处于静止状态的带正电的粒子。若在两板间加交变电压u=Umsin 0)的粒子，粒子重力不计，以水平初速度v o 向右射出，当它的水平速度与竖直速度的大小之比为1：2时 一，恰好从下端点B射出，则 d与 L 之 比 为()A.1：2 B.2：1 C.1：1【解答】解：带正电粒子在匀强电场中做类平抛运动，得:L=v o t
26、V y=g t d=g t2 联立求解得：=-y L 2VQ_,V y 2因为上=-V o 1d 1所以工=-D.I：3故选：C o第1 9页 共2 2页20.水平放置的平行板电容器与某一电源相连接后，断开电键，重力不可忽略的小球由电容器的正中央沿水平向右的方向射入该电容器，如图所示，小球先后经过虚线的A、B 两点。则()A.如果小球所带的电荷量为正电荷，小球所受的电场力一定向下B.小球由A 到 B 的过程中电场力一定做负功C.小球由A 到 B 的过程中动能可能减小D.小球由A 到 B 的过程中，小球的机械能可能减小【解答】解：A、小球在极板间受到竖直向下的重力作用与电场力作用，由图示小球运动
27、轨迹可知，小球向下运动，说明小球受到的合力竖直向下，重力与电场力的合力竖直向下；当小球带正电时，若上极板带正电荷，小球受到的合力向下，小球运动轨迹向下，若上极板带负电，但如果电场力小于重力，小球受到的合力向下，小球运动轨迹向下，故无法确定电场力与重力的大小关系，故 A 错误；B、如果小球受到的电场力向下，小球从A 运动到B 点过程中电场力做正功，如果小球受到的电场力向上，则电场力做负功，故 B 错误；C、小球受到的合力向下，小球 从 A 点运动到B 点过程中合外力做正功，小球的动能增加，故 C 错误；D、小球从A 点运动到B 点过程动能增加，重力势能减小，机械能不一定增加，故 D 正确。故选：
28、D。21.如图所示，空间有一水平方向的匀强电场，初速度为v o,带电量为q 的带电粒子从A点射入电场，在竖直平面内沿直线从A 运动到B,A B 与场强的方向夹角为37,在此过程中下列说法正确的是()第2 0页 共2 2页A.作匀速直线运动B.粒子带正电C.作匀加速直线运动D.电场强度的大小 为 竽3q【解答】解：B、小球做直线运动，则合力得方向一定沿AN方向，其受力情况如图所示,受到的电场力一定向左，与电场线反向，所以小球带负电荷。故B错误；4KmgA、C、由B的分析可知，电荷受到得合力得方向与粒子运动得方向相反，所以粒子做匀减速直线运动。故A错误，C错误；D、由力的合成可得：tan37=等E
29、q解得：E=赞.故D正确故选：D。22.如图所示，一点电荷先后置于匀强电场中的A、B两点，则该点电荷在这两点所受的电场 力（）A.大小相等，方向相反 B.大小相等，方向相同C.大小不等，方向相同 D.大小不等，方向相反【解答】解：匀强电场中电场强度处处相同，根据F=Eq可知，同一个试探电荷放在A、B两点时，所受电场力大小相等，方向相同，故B正确、ACD错误。故 选:B.23.如图所示，在真空中离子Pi、P2以相同速度从。点垂直场强方向射入匀强电场，经电场偏转后打在极板B上的C、D两点，己知P i电荷量为P2电荷量的3倍，GC=CD,则第 2 1 页 共 2 2 页Pi、P2离子的质量之比为（重力忽略不计）（）AI1 +0y%、%、t I、I_|G C D BA.3：4 B.4：3 C,2：3 D.3：2【解答】解：设任一离子的速度为v,电量为q,质量为m,加速为a,运动的时间为3则加速度：a=*离子运动的时间t=,由于G C=C D,所以飞行的时间之比ti：t2=l：2v0离子的偏转量y=1at2=平 工因为P l带电量是P2的 3 倍，则 Pl、P2的质量之比mi：m2为 3：4。故选：Ao第2 2页 共2 2页