人教版高中物理精講精練-必修3專題強化二：帶電粒子在電場運動各類綜合問題（原卷版）

專題強化二：帶電粒子在電場運動各類綜合問題題型歸納題型一:帶電粒子的直線運動問題1．（2023秋·吉林·高二校考期末）如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動。已知兩極板間電勢差為U、極板間距為d，電子質(zhì)量為m、電荷量為e，則關(guān)于電子在兩極板間的運動情況，下列敘述正確的是（）A．若將兩極板間距d增大一倍，則電子到達Q板的速率保持不變B．若將兩極板間距d增大一倍，則電子到達Q板的速率也增大一倍C．若將兩極板間電勢差U增大一倍，則電子到達Q板的時間保持不變D．若將兩極板間電勢差U增大一倍，則電子到達Q板的時間減為一半2．（2022秋·北京朝陽·高二北京工業(yè)大學附屬中學?？计谥校┤鐖D所示，水平放置的平行金屬板充電后板間形成勻強電場，板間距離為d，一個帶電的液滴帶電量大小為q，質(zhì)量為m，從下板邊緣射入電場，沿直線從上板邊緣射出，則（）①液滴做的是勻速直線運動②液滴做的是勻變速運動③兩板的電勢差為④液滴的電勢能減少了mgdA．①③ B．②③ C．①③④ D．②③④3．（2021秋·內(nèi)蒙古包頭·高二包頭市第四中學?？计谥校┤鐖D在紙面內(nèi)有一勻強電場，一帶正電的小球（不計重力）在恒力F作用下沿虛線從A點勻速運動到B點。已知力F和AB間的夾角，A、B間的距離為d，小球帶電q，則下列結(jié)論正確的是（）A．場強大小為B．A、B兩點間的電勢差為C．帶電小球從A點運動到B點的過程中電勢能增加了FdsinD．若帶電小球從B點向A點做勻速直線運動，則F必須反向題型二;帶電粒子在非勻強電場的運動4．（2023春·四川樂山·高二統(tǒng)考期末）真空中的O點固定一點電荷，虛線同心圓表示電場的等勢面?，F(xiàn)有一帶電粒子沿實線所示軌跡依次通過a、b、c三點，不計重力，下列說法正確的是（）

A．帶電粒子在a點的加速度大于在c點的加速度B．帶電粒子從b運動c的過程中電場力做負功C．帶電粒子在a點動能大于在b點的動能D．帶電粒子在b點的電勢能最大5．（2023春·四川涼山·高二校聯(lián)考期末）如圖所示的實線為一簇未標明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點，帶電粒子在運動中只受電場力作用，某同學根據(jù)此圖結(jié)合物理規(guī)律作出如下判斷，其中正確的是（）

A．粒子在a點比b點受到電場力小B．場源電荷和帶電粒子帶異種電荷C．帶電粒子在a點的動能小于b點動能D．a(chǎn)點的電勢小于b點的電勢6．（2023春·福建漳州·高二統(tǒng)考期末）如圖所示，是邊長為L的等邊三角形，電荷量為的點電荷固定在A點，先將一電荷量也為的點電荷Q1從無窮遠處（電勢為0）移到B點，此過程中電場力對做功為，再將Q1從B點沿BC移到C點并固定，最后將一電荷量為+3q的點電荷Q2從無窮遠處移到B點，已知靜電力常量為。則（）

A．Q1移入之前，B、C兩點電勢不相等B．Q1從B點移到C點的過程中，其電勢能先減小后增大C．Q2在B點所受電場力大小為D．Q2從無窮遠處移到B點的過程中，電場力對做功為6W題型三：帶電粒子在電場的偏轉(zhuǎn)問題7．（2023春·浙江嘉興·高二平湖市當湖高級中學校聯(lián)考期中）如圖所示，質(zhì)量相同、帶電量不同的兩帶電粒子（重力不計）以大小相同的初速度從左上端水平射入平行板電容器，粒子1打在下極板中點處，粒子2由右側(cè)板中央處射出電場區(qū)域，粒子1和2所帶電荷量分別為q1和q2，在電場中的運動時間分別為t1和t2，在電場中運動的加速度分別為a1和a2，在電場中運動時動能的變化量分別為ΔEk1和ΔEk2，則（）A．t1:t2= B．a(chǎn)1:a2=4:1C．q1:q2=2:1 D．ΔEk1:ΔEk2=16:18．（2023秋·內(nèi)蒙古赤峰·高二赤峰二中?？计谀┤鐖D所示，水平放置的平行板電容器，上極板帶負電，下極板帶正電，斷開電源后一帶電小球以速度v0水平射入電場，且沿下極板邊緣飛出，若下極板不動，將上極板上移一小段距離，小球仍以相同的速度v0從原處飛入，則帶電小球（）A．加速度變大B．仍從下極板邊緣飛出電場C．不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿直線運動D．可能打在下極板的中央9．（2022秋·浙江杭州·高二期中）如圖所示，質(zhì)量相同，帶電量不同的兩帶電粒子（重力不計）以大小相同的初速度從左上端水平射入平行板電容器，粒子1打在下極板中點處，其在電場中的運動時間為，加速度為，粒子2由右側(cè)板中央處射出電場區(qū)域，其在電場中的運動時間為，加速度為，則（）A． B． C． D．題型四：帶電粒子計算重力的運動問題10．（2023秋·山東菏澤·高二山東省鄄城縣第一中學校考期末）如圖所示，充電后水平放置的平行板電容器與電源斷開，金屬板相距為，一質(zhì)量為，電荷量為的油滴從下極板邊緣射入，并沿直線從上極板邊緣射出（軌跡如圖中虛線所示），若僅將平行板電容器上極板平行上移一些后，其他條件保持不變，則下列說法正確的是（）A．油滴的運動軌跡變成曲線 B．電場強度大小為，方向豎直向下C．平移后下板和上板之間的電勢差為 D．平移后油滴穿越兩板之間的電場后電勢能減少了11．（2023春·河南省直轄縣級單位·高二濟源市第四中學校考期中）如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑絕緣固定軌道，ab水平，bc是與ab相切于b點且半徑為R的圓弧，所在空間有方向平行于ab向右的勻強電場。在軌道上P點由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的小球，小球飛出軌道后達到的最高點為Q（圖中未畫出）。若小球可視為質(zhì)點，重力加速度大小為g，電場的場強大小，Q與c點的高度差為，則可知（）A．Q在c點的正上方B．Pb=RC．從c到Q的過程中，小球的動能不變D．從b到c的過程中，小球?qū)壍赖淖畲髩毫?2．（2022秋·湖南株洲·高二校考期末）如圖所示，一質(zhì)量為、帶正電的液滴，在水平向右的勻強電場中運動，運動軌跡在豎直平面內(nèi)，A、B為其運動軌跡上的兩點，已知該液滴在A點的速度大小為，方向與豎直方向的夾角為；它運動到B點時速度大小仍為，方向與豎直方向的夾角為，則液滴從A運動到B的過程（）A．合力做功為 B．重力勢能增加C．電勢能減少 D．機械能減少題型五：帶電粒子的綜合問題13．（2023春·河南·高二校聯(lián)考期末）如圖所示，水平面AB與光滑豎直半圓軌道BC相切于B點，半圓軌道的半徑為，AB上方空間有水平向右的勻強電場。質(zhì)量、帶電荷量的絕緣物塊自A點由靜止釋放，恰好能夠到達C點。已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)，A、B兩點間的距離，不計空氣阻力，重力加速度g取。（1）計算勻強電場E的大?。唬?）計算物塊從C點飛出后的落點位置到A點的距離。

14．（2023春·江西撫州·高二江西省樂安縣第二中學校考期末）在“質(zhì)子療法”中，質(zhì)子先被加速到具有較高的能量，然后被引向轟擊腫瘤，殺死細胞。如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子從極板A處由靜止加速，通過極板中間的小孔以射出，然后從坐標系中的B點（0，d）平行于x坐標軸進入?yún)^(qū)域，該區(qū)域充滿沿y軸負方向的勻強電場，電場強度為，OP與x軸夾角。質(zhì)子在電場中偏轉(zhuǎn)垂直擊中邊界OP的C點（圖中未標出）。取質(zhì)子比荷為，，不計重力作用。求：（1）極板間的加速電壓U；（2）B、C兩點電勢差UBC；（3）電場強度E的大小。15．（2023秋·遼寧遼陽·高二校聯(lián)考期末）如圖所示，ABCD是半徑為R的四分之三光滑絕緣圓形軌道，固定在豎直面內(nèi)。以軌道的圓心O為坐標原點，沿水平直徑AC方向建立x軸、豎直直徑BD方向建立y軸。y軸右側(cè)（含y軸）存在豎直向下的勻強電場。一質(zhì)量為m、帶電荷量為的小球（視為質(zhì)點），從A點由靜止開始沿軌道下滑，通過軌道最高點D后，又落回到軌道上的A點。不考慮小球之后的運動，不計空氣阻力，重力加速度大小為g。（1）求電場強度的大小E；（2）求小球運動到C點時對軌道壓力的大??；（3）將小球從圓弧AB間某處由靜止釋放，小球恰好能夠通過D點，求小球釋放點到B點的最小高度差。專題強化一、單選題16．（2023春·安徽滁州·高二統(tǒng)考期末）如圖所示，空間有方向豎直向下的勻強電場，電場中某一豎直面內(nèi)有一直線MN，其與水平方向的夾角為45°。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以速度從MN上的P點水平向右射出（粒子的重力忽略不計，空間足夠大）。現(xiàn)將電場強度減小為原來的一半，其他條件不變，則（）

A．粒子兩次經(jīng)過直線MN時的位置相同B．粒子兩次到達直線MN所用時間相同C．粒子兩次經(jīng)過直線MN時的瞬時速度相同D．粒子兩次到達直線MN的過程中電場力做功不同17．（2023春·四川成都·高二統(tǒng)考期末）如圖，空間有一范圍足夠大的勻強電場，場強方向與梯形區(qū)域ABCD平行，已知，，，，，一比荷為的帶負電粒子由A點沿AD方向以速率進入該電場，恰好可以通過C點。不計粒子的重力，下列說法正確的是（）

A．D點電勢為零B．場強方向由D指向BC．該粒子到達C點時速度大小為D．該粒子到達C點時速度方向與BC邊垂直18．（2023春·云南大理·高二統(tǒng)考期末）如圖所示，同心虛線圓弧1、2為放置于O點的正點電荷產(chǎn)生的電場中的兩個等勢面，一帶電粒子僅在電場力作用下從a點運動到b點，其軌跡如圖中實線所示，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)點場強小于b點場強 B．a(chǎn)點電勢低于b點電勢C．從a到b粒子的動能減小 D．從a到b粒子的電勢能減小19．（2023秋·青海西寧·高二校聯(lián)考期末）如圖所示為點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線，若一帶負電的靜止粒子從B點運動到A點時，加速度、速度均增大，則可判定（）

A．點電荷可能帶正電 B．點電荷可能帶負電C．點電荷一定在A的左側(cè) D．點電荷一定在B的右側(cè)20．（2023春·浙江·高二路橋中學校聯(lián)考期中）如圖所示m、n為兩根由絕緣材料制成的相互平行的等長均勻帶電棒，m所帶電荷量為Q，n所帶電荷量為－Q，帶負電的粒子q從a點運動至b點的過程只受靜電力作用，a、b、m、n均在同一平面，下列選項正確的是（）

A．帶電粒子的運動軌跡可能為ⅠB．帶電粒子做勻變速曲線運動C．a(chǎn)點電勢小于b點電勢D．靜電力對帶電粒子做負功，其電勢能增加，動能減少21．（2023春·山東德州·高二統(tǒng)考期中）如圖甲所示，正方形金屬框在豎直面內(nèi)固定放置，金屬框兩端引出兩根導線，分別與兩塊水平放置的平行金屬板連接，金屬框內(nèi)有如圖乙所示變化的磁場（規(guī)定磁感線垂直于紙面向里為正方向）。平行板間中心鎖定一帶正電的粒子，重力不計。在t＝0時刻，解除鎖定，運動過程中粒子始終未與平行板接觸。下列說法正確的是（）A．第1s內(nèi)a板比b板電勢低B．第2s內(nèi)和第3s內(nèi)感應電動勢大小不同C．第2s內(nèi)粒子向上運動D．第4s末粒子恰好回到初始鎖定的位置22．（2023春·安徽宣城·高二統(tǒng)考期末）如圖所示，虛線為位于位置的點電荷形成電場中的等勢面，已知三個等勢面的電勢差關(guān)系為，圖中的實線為一帶負電的粒子進入該電場后的運動軌跡，與等勢面相交于圖中的、、、四點，已知該粒子僅受電場力的作用，則下列說法正確的是（）A．位置的點電荷帶正電B．該粒子在點的加速度小于在點的加速度C．、、、d四點中，該粒子在處的電勢能最小D．該粒子從點飛到點動能的變化量等于從點飛到d點動能的變化量23．（2023秋·福建泉州·高二統(tǒng)考期末）如圖，與水平面成30°角的光滑絕緣細桿AD穿過一固定均勻帶電圓環(huán)，并垂直圓環(huán)所在平面，細桿與平面的交點為圓環(huán)的圓心O。一套在細桿上的小球從A點以某一初速度向上運動，恰能到達D點。已知圓環(huán)半徑為L、帶電量為+Q，小球的質(zhì)量為m、帶電量為+q，，靜電力常量為k，重力加速度大小為g，則（）A．圓環(huán)在D點產(chǎn)生的場強大小為B．小球在D點的電勢能大于在B點的電勢能C．小球在C點的加速度大小為D．小球在A點的速度大小為2二、多選題24．（2023春·內(nèi)蒙古烏蘭察布·高二?？计谀┤鐖D所示，質(zhì)量相同、帶電量不同的兩帶電粒子（重力不計）以大小相同的初速度從左上端水平射入平行板電容器，粒子1打在下極板中點處，粒子2由右側(cè)板中央處射出電場區(qū)域，粒子1和2所帶電荷量分別為q1和q2，在電場中的運動時間分別為t1和t2，在電場中運動的加速度分別為a1和a2，在電場中運動時動能的變化量分別為和，則（）

A．t1：t2= B．a(chǎn)1：a2=4：1C．q1：q2=8：1 D．25．（2023春·廣東汕頭·高二統(tǒng)考期末）如圖，一勻強電場E大小未知、方向水平向右。兩根長度均為L的絕緣輕繩分別將小球M和N懸掛在電場中，懸點均為O。兩小球質(zhì)量均為m、帶等量異號電荷，電荷量大小均為q（q＞0）。平衡時兩輕繩與豎直方向的夾角均為。若僅將兩小球的電荷量同時變?yōu)樵瓉淼?倍，兩小球仍在原位置平衡。已知靜電力常量為k，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（

）

A．M帶正電荷 B．M帶負電荷 C． D．26．（2023春·海南·高二統(tǒng)考期末）如圖，帶等量異種電荷的平行板電容器的兩個極板、與水平面成角，板帶正電。一比荷為的帶電粒子恰好能沿圖中水平直線通過電容器，重力加速度為，則（）

A．粒子帶正電B．兩極板間的電場強度大小為C．僅增大兩極板間的距離，粒子仍能沿通過電容器D．僅減小兩極板間的距離，粒子偏向極板向上做曲線運動27．（2023春·湖南懷化·高二統(tǒng)考期末）電子顯微鏡通過“靜電透鏡”實現(xiàn)對電子會聚或發(fā)散使微小物體成像。一種電子透鏡的電場分布如圖所示（截取其中一部分），虛線為等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等，電子槍發(fā)射的電子僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中實線所示，a、b、c是軌跡上的三點，若c點處電勢為3V，電子從a點運動到b點電勢能增加了5eV，則下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)點電勢為B．電子在b點的動能不可能為C．電子在b點加速度比在c點加速度小D．電子在電場中運動的最小速度一定為零28．（2023秋·天津和平·高二天津市匯文中學校考期末）如圖所示，虛線a、b、c代表電場中三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相同。實線為一帶負電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，質(zhì)點經(jīng)過P、Q兩點時的加速度大小分別為、，動能分別為，電勢能分別為、，三個等勢面的電勢分別為、、，下列判斷正確的是（）A． B． C． D．29．（2023秋·河北石家莊·高二統(tǒng)考期末）如圖所示，一正點電荷形成的電場，實線是其中的三條電場線，另一帶電的試探點電荷從M點射入電場，僅受電場力作用下沿圖中虛線運動到N點，則該點電荷從M向N運動的過程中（）A．動能不斷減小B．電勢能不斷增加C．運動的加速度不斷減小D．動能和電勢能的總和一直減少三、解答題30．（2023春·四川涼山·高二校聯(lián)考期末）如圖所示，質(zhì)量的帶正電小球，以的初速度從水平放置的平行金屬板A、B的中央，水平飛入電場，已知A板帶正電，金屬板長，板間距離d=0.225m，當電場強度時，帶電小球恰好能夠穿過電場。忽略空氣阻力，重力加速度g取10求：（1）粒子穿過兩板所用的時間；（2）帶電粒子的電荷量q。

31．（2023春·四川樂山·高二統(tǒng)考期末）空間存在沿水平方向的勻強電場，一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球以初速度v0從A點豎直向上拋出，運動到B點時速度大小為，速度方向水平。求：（1）小球從A運動到B的時間t；（2）電場強度的大小和方向（3）AB兩點的電勢差UAB

32．（2023春·四川德陽·高二統(tǒng)考期末）如圖所示，勻強電場的方向與水平方向間夾角為，電場強度大小為E。質(zhì)量為m的帶負電小球以初速度開始運動，初速度方向與電場線平行，重力加速度為g。求：（1）若小球所帶電荷量，為使小球做勻速