專題09 電場 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)（測試）（原卷版）-2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測（新教材新高考）

專題09電場帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)（考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的,不選、多選、錯(cuò)選均不得分）1．（2024·廣東中山·中山市華僑中學(xué)?？寄M預(yù)測）在維護(hù)和檢修高壓供電線路時(shí)，為了不影響城市用電，電工經(jīng)常要在高壓線上帶電作業(yè)．為了保障電工的安全，電工全身要穿上用金屬絲線編織的衣服（如圖甲）．圖乙中電工站在高壓直流輸電線的A供電線上作業(yè)，頭頂上方有B供電線，B供電線的電勢高于A電線的電勢，虛線表示電工周圍某一截面上的等差等勢線，c、d、e、f是等勢線上的四個(gè)點(diǎn)．以下說法中正確的是（）

A．在c、d、e、f四點(diǎn)中，c點(diǎn)的電場最強(qiáng)B．在c、d、e、f四點(diǎn)中，f點(diǎn)的電勢最高C．將某電子在d點(diǎn)由靜止釋放，它會(huì)向e點(diǎn)所在等勢面運(yùn)動(dòng)D．將電子由d移到e電場力所做的功等于將電子由e移到f電場力所做的功2．（2024·福建漳州·統(tǒng)考模擬預(yù)測）靜電紡紗利用了高壓靜電場使單纖維兩端帶上異種電荷，其電場分布如圖所示，則（）

A．圖中虛線是等勢線，電場強(qiáng)度B．圖中虛線是電場線，電場強(qiáng)度C．一電子在A點(diǎn)的電勢能大于其在D點(diǎn)的電勢能D．將一電子從C移動(dòng)到D，電場力做功為零3．（2023·河南·校聯(lián)考模擬預(yù)測）物理學(xué)家在研究帶電粒子在特殊電場中運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，設(shè)計(jì)了一種特殊的電場：在正方形四個(gè)頂點(diǎn)固定等量同種電荷，電場線如圖，則正方形內(nèi)部電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)個(gè)數(shù)是（）A．4個(gè) B．5個(gè) C．6個(gè) D．7個(gè)4．（2023·四川成都·棠湖中學(xué)?？家荒＃┰谝恍╇娮语@示設(shè)備中，讓陰極發(fā)射的電子束通過適當(dāng)?shù)姆莿驈?qiáng)電場，可以使發(fā)散的電子束聚集。如圖，帶箭頭的實(shí)線表示電場線，虛線表示電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N是這條軌跡上的兩點(diǎn)。下列說法正確的是（）A．M點(diǎn)的電勢高于N點(diǎn)B．電子在M點(diǎn)的加速度大于在N點(diǎn)的加速度C．電子在M點(diǎn)的動(dòng)能大于在N點(diǎn)的動(dòng)能D．電子在M點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能5．（2023·浙江·慈溪中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，兩平行金屬板相距為d，電勢差為U，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最遠(yuǎn)到達(dá)距O點(diǎn)為h處的A點(diǎn)，然后返回。則此電子在O點(diǎn)射出時(shí)的速度大小是（）A．eU B． C． D．6．（2024·遼寧沈陽·東北育才學(xué)校?？级＃╇妶鼍€分布如圖所示，以下說法正確的是（

）

A．a(chǎn)點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢B．c點(diǎn)場強(qiáng)大于b點(diǎn)場強(qiáng)C．若將一檢驗(yàn)電荷＋q由d點(diǎn)移至a點(diǎn)，它的電勢能增大D．若在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷，將一檢驗(yàn)電荷＋q由a移至b的過程中，電勢能增大7．（2024·貴州·統(tǒng)考一模）如圖所示，將帶正電的試探電荷沿等量異種點(diǎn)電荷連線從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，再沿連線中垂線從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)。在此過程中，對試探電荷所受的靜電力F，所經(jīng)過的各點(diǎn)處電勢φ的高低，試探電荷的電勢能E的大小，下列判斷正確的是（

）A．A處與C處的電場力方向相反 B．C． D．8．（2023·浙江·校聯(lián)考一模）在軸上兩點(diǎn)分別放置兩電荷和為兩電荷中垂線上一點(diǎn)，且，在軸上的電場強(qiáng)度與的圖線如圖所示，規(guī)定場強(qiáng)沿軸正方向?yàn)檎?，則（）A．兩電荷為等量異種電荷B．點(diǎn)電勢小于0C．電子從到運(yùn)動(dòng)過程中電勢能增大D．電子從到運(yùn)動(dòng)過程中加速度先增大后減小9．（2023·河北秦皇島·校聯(lián)考二模）如圖所示的螺旋線，是一不計(jì)重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡，螺旋線的幾何軸線為圖中虛線，虛線與z軸平行、與y軸相交。下列說法正確的是（）

A．勻強(qiáng)磁場的方向平行于z軸 B．帶電粒子一定帶正電C．運(yùn)動(dòng)時(shí)帶電粒子的動(dòng)量不變 D．運(yùn)動(dòng)時(shí)帶電粒子的動(dòng)能改變10．（2023·湖南永州·湖南省道縣第一中學(xué)校考模擬預(yù)測）人體的細(xì)胞膜模型圖如圖a所示，由磷脂雙分子層組成，雙分子層之間存在電壓（醫(yī)學(xué)上稱為膜電位），現(xiàn)研究某小塊均勻的細(xì)胞膜，厚度為d，膜內(nèi)的電場可看作勻強(qiáng)電場，簡化模型如圖b所示，初速度可視為零的一價(jià)正鈉離子僅在電場力的作用下，從圖中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，下列說法正確的是（

）

A．A點(diǎn)電勢小于B點(diǎn)電勢B．鈉離子的電勢能增大C．若膜電位不變，僅增大d，則鈉離子到達(dá)B點(diǎn)的速度越大D．若d不變，僅增大膜電位，則鈉離子到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間越短11．（2023·浙江溫州·統(tǒng)考一模）陰極射線管可簡化成如圖甲所示結(jié)構(gòu)，電子在O點(diǎn)由靜止開始向右加速，加速電壓為；經(jīng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電壓為，偏轉(zhuǎn)極板間距為d；電子射出偏轉(zhuǎn)電場后，直線運(yùn)動(dòng)時(shí)掠射到熒光屏上，熒光屏上的亮線顯示出電子束的徑跡。某次實(shí)驗(yàn)加上如圖乙所示的偏轉(zhuǎn)電壓，熒光屏出現(xiàn)如圖丙所示的兩條亮線。已知電子的電荷量為e，下列說法正確的是（）A．電子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的動(dòng)能為B．若僅使偏轉(zhuǎn)極板間距d變?yōu)樵瓉淼?倍，兩亮線右端點(diǎn)的間距會(huì)變?yōu)樵瓉淼腃．若僅使加速電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的動(dòng)能會(huì)變?yōu)樵瓉淼?倍D．若僅使偏轉(zhuǎn)電壓變?yōu)樵瓉淼谋?，兩亮線之間的夾角的正切值會(huì)變?yōu)樵瓉淼?2．（2023·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，是某晶體分子結(jié)構(gòu)示意圖。在該正八面體的M、N兩個(gè)點(diǎn)上分別放置電荷量為+q的正點(diǎn)電荷，在F、Q兩點(diǎn)分別放置電荷量為-q的點(diǎn)電荷，為研究問題方便，在圖中畫出了以O(shè)為球心的正八面體的內(nèi)切球，其半徑為r2。以無窮遠(yuǎn)為零電勢點(diǎn)，則下列說法正確的是（）A．P點(diǎn)電勢與R點(diǎn)電勢不相等B．將一正電荷由P點(diǎn)移到R點(diǎn)，電荷的電勢能增加C．將一個(gè)負(fù)電荷由內(nèi)切球與PMN面切點(diǎn)移至與QRF的切點(diǎn)，電場力做負(fù)功D．圓心O位置的電場強(qiáng)度大小為二、多項(xiàng)選擇題（本題共2小題,每小題5分,共10分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分）13．（2024·四川成都·四川省成都列五中學(xué)?？家荒＃ǘ噙x）一個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）射入一點(diǎn)電荷的電場中，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖實(shí)線所示，圖中虛線是同心圓弧，表示電場中的等勢面，下列判斷正確的是（）

A．粒子在a點(diǎn)的電勢能一定小于在b點(diǎn)的電勢能B．粒子在b點(diǎn)的速率一定大于在a點(diǎn)的速率C．粒子在a點(diǎn)和c點(diǎn)的動(dòng)能相等D．粒子在b點(diǎn)所受的電場力小于在a點(diǎn)所受的電場力14．（2024·山東德州·校聯(lián)考模擬預(yù)測）（多選）如圖1，在矩形MNPQ區(qū)域中有平行于PM方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為，一電荷量為，質(zhì)量為m帶電粒子以的初速度從M點(diǎn)沿MN方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，剛好從Q點(diǎn)射出。，。現(xiàn)保持電場強(qiáng)度的大小不變，使勻強(qiáng)電場的方向按圖2做周期性變化。使帶電粒子仍以的初速度從M點(diǎn)沿MN方向進(jìn)入，粒子剛好能從QN邊界平行PQ方向射出。不計(jì)粒子重力，取圖1中方向?yàn)殡妶稣较?。則下列說法正確的是（）A．電場強(qiáng)度大小為B．電場強(qiáng)度大小為C．電場變化的周期可能為D．電場變化的周期可能為三、計(jì)算題（本題包括3小題，10分+10分+10分共30分，解答過程請寫出必要的文字說明和必需的物理演算過程，只寫出最終結(jié)果的不得分）15．（2023·貴州六盤水·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，平行放置的薄金屬板A、B中心開有小孔、，板間距離為?，F(xiàn)讓A、B兩板間加電壓，兩板間形成勻強(qiáng)電場，板外電場忽略不計(jì)。由質(zhì)量均為、所帶電荷量均為的帶電粒子組成長為的直線陣列，陣列中所有粒子均以水平初速度從小孔穿入電場，經(jīng)電場加速后從小孔穿出。忽略陣列中粒子間的相互作用和重力的影響。求：（1）最右端的帶電粒子離開小孔時(shí)速度的大??；（2）最左端的帶電粒子離開小孔時(shí)粒子陣列的長度。16．（2023·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測）在“質(zhì)子療法”中，質(zhì)子先被加速到具有較高能量，然后被引向攻擊腫瘤細(xì)胞。如圖所示，質(zhì)量為、電荷量為的質(zhì)子從極板處由靜止加速，通過極板中間的小孔以射出，然后從坐標(biāo)系中的點(diǎn)平行于坐標(biāo)軸進(jìn)入?yún)^(qū)域，該區(qū)域充滿沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為與軸夾角。質(zhì)子在電場中偏轉(zhuǎn)并垂直擊中邊界上的點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）。取質(zhì)子比荷為，不計(jì)質(zhì)子的重力。求：（1）極板間的加速電壓；（2）電場強(qiáng)度的大小；（3）質(zhì)子到達(dá)軸上的坐標(biāo)。

17．（2024·山東德州·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示的裝置由加速器、輻向電場和平移器組成，平移器由兩對水平放置、相距l(xiāng)的相同平行金屬板構(gòu)成，極板長度為l、間距為d，兩對極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場