2025高考物理步步高同步練習(xí)必修3練透　帶電粒子在電場中的運動

2025高考物理步步高同步練習(xí)必修3練透5帶電粒子在電場中的運動考點一帶電粒子在電場中的直線運動1.(2022·大理州鶴慶縣高二月考)如圖為示波管中電子槍的原理示意圖，示波管內(nèi)被抽成真空．A為發(fā)射電子的陰極，K為接在高電勢點的加速陽極，A、K間電壓為U，電子離開陰極時的速度可以忽略，電子經(jīng)加速后從K的小孔中射出時的速度為v.下列說法中正確的是()A．如果A、K間距離不變而電壓變?yōu)?U，則電子離開K時的速度仍為vB．如果A、K間距離不變而電壓變?yōu)?U，則電子離開K時的速度變?yōu)?vC．如果A、K間距離減半而電壓仍為U，則電子離開K時的速度仍為vD．如果A、K間距離加倍而電壓仍為U，則電子離開K時的速度變?yōu)閑q\r(2)v2．(2021·天津市紅橋區(qū)高二期中)兩平行金屬板相距為d，電勢差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從O點沿垂直于極板的方向射出，最遠到達A點，然后返回，如圖所示，OA＝L，則此電子具有的初動能是()A.eq\f(edL,U) B．edULC.eq\f(eU,dL) D.eq\f(eUL,d)考點二帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)3.(多選)(2021·汕頭市達濠華僑中學(xué)高二期末)如圖，質(zhì)量相同的帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場方向射入勻強電場中，P從平行板間正中央射入，Q從下極板邊緣處射入，它們都打到上極板同一點，不計粒子重力，則()A．它們運動的時間相同B．它們運動的加速度不相等C．它們所帶的電荷量相同D．靜電力對它們做負功4.(多選)(2021·衡水中學(xué)月考)一束α粒子(帶正電)沿兩平行金屬板中心軸線射入板間的勻強電場后，分成a、b、c三束，如圖所示，則()A．初速度比較，va<vb<vcB．板內(nèi)運動時間比較，ta＝tb<tcC．動能增加量比較，ΔEka＝ΔEkb>ΔEkcD．電勢能變化量的大小比較，ΔEpa>ΔEpb＝ΔEpc5．如圖所示，有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入勻強電場，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U1時，帶電粒子沿①軌跡從兩板正中間飛出；當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U2時，帶電粒子沿②軌跡落到B板中間；設(shè)粒子兩次射入電場的水平速度相同，則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為()A．U1∶U2＝1∶8 B．U1∶U2＝1∶4C．U1∶U2＝1∶2 D．U1∶U2＝1∶16.(多選)如圖所示，氕、氘、氚的原子核以初速度為零經(jīng)同一電場加速后，又經(jīng)同一勻強電場偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，那么()A．經(jīng)過加速電場的過程中，靜電力對氚核做的功最多B．經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的過程中，靜電力對三種核做的功一樣多C．三種原子核打在屏上的速度一樣大D．三種原子核都打在屏上同一位置處7.(2021·茂名市高州市期末)如圖所示，電子在電勢差為U0的加速電場中，從左極板由靜止開始運動，經(jīng)加速電場加速后從右板中央垂直射入電勢差為U的偏轉(zhuǎn)電場中，經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后打在豎直放置的熒光屏M上，整個裝置處在真空中，已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為－e，偏轉(zhuǎn)電場的板長為L1，板間距離為d，光屏M到偏轉(zhuǎn)電場極板右端的距離L2，求：(1)電子從加速電場射入偏轉(zhuǎn)電場的速度v0；(2)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時的偏移距離y；(3)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角的正切值；(4)電子打在熒光屏上時到中心O的距離Y.考點三示波管8．(2021·荊州中學(xué)期中)如圖所示的示波管，當(dāng)兩偏轉(zhuǎn)電極上所加電壓為零時，電子槍發(fā)射的電子經(jīng)加速電場加速后會打在熒光屏上的正中間(圖示坐標(biāo)在O點，其中x軸與X、X′間的電場的電場強度方向平行，x軸正方向垂直于紙面向里，y軸與Y、Y′間的電場的電場強度方向平行)．若要電子打在圖示坐標(biāo)的第Ⅲ象限，則()A．X、Y接電源的正極，X′、Y′接電源的負極B．X、Y′接電源的正極，X′、Y接電源的負極C．X′、Y接電源的正極，X、Y′接電源的負極D．X′、Y′接電源的正極，X、Y接電源的負極9．(多選)示波管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖甲所示．如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′、YY′之間都沒有加電壓，電子束將打在熒光屏中心．如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′之間和YY′之間加上圖丙所示的幾種電壓，熒光屏上可能會出現(xiàn)圖乙中(a)、(b)所示的兩種波形．則()A．若XX′和YY′分別加電壓(3)和(1)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(a)所示波形B．若XX′和YY′分別加電壓(4)和(1)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(a)所示波形C．若XX′和YY′分別加電壓(3)和(2)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(b)所示波形D．若XX′和YY′分別加電壓(4)和(2)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(b)所示波形10.如圖所示，一充電后平行板電容器的兩極板相距l(xiāng)，在正極板附近有一質(zhì)量為m、電荷量為q1(q1＞0)的粒子A，在負極板附近有一質(zhì)量也為m、電荷量為－q2(q2＞0)的粒子B，僅在靜電力的作用下兩粒子同時從靜止開始運動．已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距eq\f(3,7)l的平面Q，兩粒子間相互作用力及兩粒子的重力均忽略不計，則以下說法正確的是()A．電荷量q1與q2的比值為3∶7B．電荷量q1與q2的比值為3∶4C．粒子A、B通過平面Q時的速度之比為9∶16D．粒子A、B通過平面Q時的速度之比為3∶711．(多選)(2021·肥東縣第二中學(xué)高二期末)如圖所示，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點沿垂直電場強度方向射入，當(dāng)入射速度為v時，恰好穿過電場而不碰金屬板．要使粒子的入射速度變?yōu)閑q\f(v,2)仍能恰好穿過電場，則必須再使(不考慮粒子重力)()A．粒子的電荷量減小為原來的eq\f(1,4)B．兩板間電壓減小為原來的eq\f(1,2)C．兩板間距離增大為原來的4倍D．兩板間距離增大為原來的2倍12．有一種電荷控制式噴墨打印機的打印頭的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示．其中墨盒可以噴出極小的墨汁微粒，此微粒經(jīng)過帶電室后以一定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后打到紙上，顯示出字符．不必考慮墨汁微粒的重力，為了使打在紙上的字跡縮小，下列措施可行的是()A．減小墨汁微粒的比荷B．增大墨汁微粒所帶的電荷量C．增大偏轉(zhuǎn)電場的電壓D．減小墨汁微粒的噴出速度13.(2022·溫州市高二期中)某科研小組在進行一次科研實驗時，將一個能產(chǎn)生多種正離子(質(zhì)子、氘核、氚核及氦核等)的粒子源放在如圖所示裝置的位置．粒子源產(chǎn)生的正離子飄入(初速度很小，可忽略不計)電壓為U1的加速電場，經(jīng)加速后從小孔S沿平行金屬板A、B的中心線射入．已知平行金屬板A、B板長為L，相距為d，兩板間的電壓為U2.若離子能從A、B板間射出(不計離子的重力)，則()A．U1與U2之間的關(guān)系要滿足eq\f(U1,U2)>eq\f(L2,d2)B．各離子在電場中的運動軌跡重合C．各離子從A、B板間射出時的速度相同D．各離子從粒子源到從A、B板間射出的時間相同專題強化練3電場線、等勢面與電荷運動軌跡問題等分法的應(yīng)用考點一電場線、等勢面與電荷運動軌跡的綜合問題1．若帶正電荷的微粒在電場中運動，只受靜電力作用，它在任意一段時間內(nèi)()A．一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運動B．一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運動C．不一定沿電場線運動，但一定由高電勢處向低電勢處運動D．不一定沿電場線運動，也不一定由高電勢處向低電勢處運動2.(多選)(2022·宣威市第三中學(xué)高二期末)負點電荷Q固定在正方形的一個頂點上，帶電粒子P僅在該電荷的靜電力作用下運動時，恰好能經(jīng)過正方形的另外三個頂點a、b、c，如圖所示，則()A．粒子P帶負電B．a(chǎn)、b、c三點的電勢高低關(guān)系是φa＝φc<φbC．粒子P由a到b電勢能增加，由b到c電勢能減小D．粒子P在a、b、c三點時的加速度大小之比是2∶1∶23．(2021·普寧市高二上期中)一帶電粒子沿圖中曲線穿過一勻強電場中的等勢面，且四個等勢面的電勢關(guān)系滿足φa>φb>φc>φd，若不計粒子所受重力，則()A．粒子一定帶正電B．粒子的運動是勻變速運動C．粒子從A點到B點運動的過程中動能先減小后增大D．粒子從A點到B點運動的過程中電勢能增大4.(多選)(2021·嫩江市期中)如圖所示，平行線代表電場線，但未標(biāo)明方向，一個帶正電、電荷量為10－6C的微粒在電場中僅受靜電力作用，當(dāng)它從A點運動到B點時動能減少了10－5J，則以下判斷正確的是()A．微粒的運動軌跡如圖中的虛線1所示B．微粒的運動軌跡如圖中的虛線2所示C．B點電勢高于A點電勢D．B點電勢低于A點電勢5.(2022·遼寧高二期末)兩個固定的等量異種點電荷所形成電場的等差等勢面如圖中虛線所示，一帶負電的粒子以某一速度從圖中a點進入電場，其運動軌跡為圖中實線所示，若粒子只受靜電力作用，則下列關(guān)于帶電粒子的判斷正確的是()A．a(chǎn)、b、c、d、e各點中c點電勢最高B．b點和d點的電場強度相同C．粒子在a點的電勢能大于在c點的電勢能D．粒子從a點運動到e點的過程中的動能先減小后增大考點二等分法的應(yīng)用6．(2022·重慶市沙坪壩區(qū)月考)A、B、C是勻強電場中平行于電場線的某一平面上的三個點，各點的電勢分別為φA＝5V，φB＝2V，φC＝1V，H、F三等分AB，G為AC的中點，下列圖形中能正確表示電場強度方向的是()7.如圖所示，勻強電場中有一個等邊三角形ABC，其邊長為1m，三角形所在的平面跟勻強電場平行．已知A、B、C三點的電勢分別為6V、4V、2V，下列說法正確的是()A．勻強電場的方向垂直于AC邊B．勻強電場的電場強度大小為2V/mC．等邊三角形中心的電勢為5VD．將一個電子從A點沿直線移到B點，其電勢能增加了2eV8.(多選)如圖，在勻強電場中，A、B、C、D、E、F位于邊長為L＝2cm的正六邊形的頂點上，勻強電場的方向平行于正六邊形所在的平面．已知A、B、C、D的電勢分別為－4V、0、8V、12V，則下列說法正確的是()A．E點的電勢φE＝8VB．A、F間的電勢差UAF＝4VC．C、F間的電勢差UCF＝－8VD．該勻強電場的場強E＝400V/m9.(2022·四川瀘州高級中學(xué)校高二月考)如圖所示，真空中有一個固定的點電荷，電荷量為＋Q，圖中的虛線表示該點電荷形成的電場中的四個等差等勢面．有兩個一價離子M、N(不計重力，也不計它們之間的靜電力)先后從a點以相同的速率v0射入該電場，運動軌跡分別為曲線apb和aqc，其中p、q分別是它們離固定點電荷最近的位置．以下說法中正確的是()A．M一定是正離子，N一定是負離子B．M在p點的速率一定小于N在q點的速率C．M在b點的速率一定大于N在c點的速率D．M從p→b過程電勢能的增量一定小于N從a→q過程電勢能的增量10.(多選)(2021·寧波中學(xué)期中)空間有一與紙面平行的勻強電場，紙面內(nèi)的A、B、C三點位于以O(shè)點為圓心、半徑為10cm的圓周上，并且∠AOC＝90°，∠BOC＝120°，如圖所示，現(xiàn)把一個電荷量q＝1×10－5C的正電荷從A點移到B點，靜電力做功－1×10－4J；從B點移到C點，靜電力做功為3×10－4J．則該勻強電場的電場強度方向和大小是()A．電場強度大小為200V/mB．電場強度大小為100V/mC．電場強度方向垂直O(jiān)A向右D．電場強度方向垂直O(jiān)C向下11.(2021·?？谥袑W(xué)期中)如圖所示，勻強電場中有a、b、c三點，在以它們?yōu)轫旤c的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°，電場方向與三角形所在平面平行．已知a、b和c點的電勢分別為(2－eq\r(3))V、(2＋eq\r(3))V和2V．則該三角形的外接圓上最低電勢、最高電勢分別為()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·廣州六中高二期末)存在勻強電場的空間中有一邊長為2eq\r(3)cm的正四面體ABCD，如圖所示．已知UAC＝UBC＝3V，電場方向平行于底面ABC，則()A．A、B兩點處的電勢不相等B．電場強度大小為1V/mC．電場強度大小為100V/mD．C、D兩點的電勢差UCD＝2V13.(2022·河南高二階段練習(xí))如圖所示，a、b、c、d為一邊長為L的正方形，空間存在平行abcd平面的勻強電場．把質(zhì)子自a點移到b點，靜電力做功W(W>0)；把質(zhì)子自c點移到b點，克服靜電力做功2W.已知a點電勢為0，質(zhì)子電荷量為e，則()A．d點電勢為eq\f(2W,e)B．d點電勢為eq\f(W,e)C．電場強度大小為eq\f(2W,Le)D．電場強度大小為eq\f(\r(5)W,Le)專題強化練3電場線、等勢面與電荷運動軌跡問題等分法的應(yīng)用考點一電場線、等勢面與電荷運動軌跡的綜合問題1．若帶正電荷的微粒在電場中運動，只受靜電力作用，它在任意一段時間內(nèi)()A．一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運動B．一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運動C．不一定沿電場線運動，但一定由高電勢處向低電勢處運動D．不一定沿電場線運動，也不一定由高電勢處向低電勢處運動2.(多選)(2022·宣威市第三中學(xué)高二期末)負點電荷Q固定在正方形的一個頂點上，帶電粒子P僅在該電荷的靜電力作用下運動時，恰好能經(jīng)過正方形的另外三個頂點a、b、c，如圖所示，則()A．粒子P帶負電B．a(chǎn)、b、c三點的電勢高低關(guān)系是φa＝φc<φbC．粒子P由a到b電勢能增加，由b到c電勢能減小D．粒子P在a、b、c三點時的加速度大小之比是2∶1∶23．(2021·普寧市高二上期中)一帶電粒子沿圖中曲線穿過一勻強電場中的等勢面，且四個等勢面的電勢關(guān)系滿足φa>φb>φc>φd，若不計粒子所受重力，則()A．粒子一定帶正電B．粒子的運動是勻變速運動C．粒子從A點到B點運動的過程中動能先減小后增大D．粒子從A點到B點運動的過程中電勢能增大4.(多選)(2021·嫩江市期中)如圖所示，平行線代表電場線，但未標(biāo)明方向，一個帶正電、電荷量為10－6C的微粒在電場中僅受靜電力作用，當(dāng)它從A點運動到B點時動能減少了10－5J，則以下判斷正確的是()A．微粒的運動軌跡如圖中的虛線1所示B．微粒的運動軌跡如圖中的虛線2所示C．B點電勢高于A點電勢D．B點電勢低于A點電勢5.(2022·遼寧高二期末)兩個固定的等量異種點電荷所形成電場的等差等勢面如圖中虛線所示，一帶負電的粒子以某一速度從圖中a點進入電場，其運動軌跡為圖中實線所示，若粒子只受靜電力作用，則下列關(guān)于帶電粒子的判斷正確的是()A．a(chǎn)、b、c、d、e各點中c點電勢最高B．b點和d點的電場強度相同C．粒子在a點的電勢能大于在c點的電勢能D．粒子從a點運動到e點的過程中的動能先減小后增大考點二等分法的應(yīng)用6．(2022·重慶市沙坪壩區(qū)月考)A、B、C是勻強電場中平行于電場線的某一平面上的三個點，各點的電勢分別為φA＝5V，φB＝2V，φC＝1V，H、F三等分AB，G為AC的中點，下列圖形中能正確表示電場強度方向的是()7.如圖所示，勻強電場中有一個等邊三角形ABC，其邊長為1m，三角形所在的平面跟勻強電場平行．已知A、B、C三點的電勢分別為6V、4V、2V，下列說法正確的是()A．勻強電場的方向垂直于AC邊B．勻強電場的電場強度大小為2V/mC．等邊三角形中心的電勢為5VD．將一個電子從A點沿直線移到B點，其電勢能增加了2eV8.(多選)如圖，在勻強電場中，A、B、C、D、E、F位于邊長為L＝2cm的正六邊形的頂點上，勻強電場的方向平行于正六邊形所在的平面．已知A、B、C、D的電勢分別為－4V、0、8V、12V，則下列說法正確的是()A．E點的電勢φE＝8VB．A、F間的電勢差UAF＝4VC．C、F間的電勢差UCF＝－8VD．該勻強電場的場強E＝400V/m9.(2022·四川瀘州高級中學(xué)校高二月考)如圖所示，真空中有一個固定的點電荷，電荷量為＋Q，圖中的虛線表示該點電荷形成的電場中的四個等差等勢面．有兩個一價離子M、N(不計重力，也不計它們之間的靜電力)先后從a點以相同的速率v0射入該電場，運動軌跡分別為曲線apb和aqc，其中p、q分別是它們離固定點電荷最近的位置．以下說法中正確的是()A．M一定是正離子，N一定是負離子B．M在p點的速率一定小于N在q點的速率C．M在b點的速率一定大于N在c點的速率D．M從p→b過程電勢能的增量一定小于N從a→q過程電勢能的增量10.(多選)(2021·寧波中學(xué)期中)空間有一與紙面平行的勻強電場，紙面內(nèi)的A、B、C三點位于以O(shè)點為圓心、半徑為10cm的圓周上，并且∠AOC＝90°，∠BOC＝120°，如圖所示，現(xiàn)把一個電荷量q＝1×10－5C的正電荷從A點移到B