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2022届高中物理高考备考一轮总复习——带电粒子在电场中的运动专题复习卷
一、单选题（共7题）
1．示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图所示，真空室中电极K发出电子（初速度不计），经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中。当A、B间电压为U2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上面显示亮点。不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是（　　）
A．U1变大，U2变大 B．U1变小，U2变大
C．U1变大，U2变小 D．U1变小，U2变小
2．完全相同的平行金属板A、B带等量异种电荷，两板正中心记为O点，以O点为坐标原点建立x轴，规定由A板垂直指向B板的方向为场强的正方向，得出了x轴上的场强E随坐标x变化的图像，如图所示。根据图像判断下列说法哪个是正确的（　　）
A．沿x轴正方向电势降低 B．A、B两板的电势差一定为
C．将电子由O点静止释放，电势能增加 D．使电子沿x轴在板间移动，电势能不变
3．某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图（甲）虚线所示。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从点由静止开始沿电场线竖直向下运动。以为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图（乙）所示，不计空气阻力。则（　　）
A．电场强度大小恒定，方向沿x轴负方向
B．从O到x1的过程中，小球的速率越来越大，加速度越来越大
C．从O到x1的过程中，相等的位移内，小球克服电场力做的功相等
D．到达x1位置时，小球速度的大小为
4．如图所示为密立根测定电子电荷量的实验装置示意图。油滴室内有两块水平放置的平行金属板M、N，分别与电压恒为U的电源两极相连，两板间距为d．现有一质量为m的油滴在极板间匀速下降，不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　）
A．油滴带正电荷
B．油滴带的电荷量为
C．油滴下降过程中电势能不断减小
D．将极板N向下移动一小段距离，油滴将加速下降
5．如图，加速电极AB紧靠偏转电极MN，，。一电子从紧靠A极的位置由静止释放，经过B极的小孔沿极板MN的中轴线进入偏转电场，恰好能偏岀电极MN，偏出电极时电子运动的方向与刚进偏转电场时速度的夹角为θ。已知电子的电荷量为e，MN极板间距离为d，极板长度为L，忽略电子的重力，下列说法中正确的是（　　）
A．电子从N极右端偏出
B．U1：U2=2d2：L2
C．
D．偏出电极时的动能Ek=e(U1+U2)
6．在一次科学晚会上，某教师表演了一个“魔术”。在一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块金属片，把它们分别跟静电起电机的两极相连，如图甲。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。图乙为塑料瓶内俯视图。起电机摇动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．瓶内形成的电场为匀强电场
B．金属片附近的气体分子更容易被电离
C．若锯条接电源负极，金属片接正极，粉尘会被吸附到金属片上
D．空气电离形成的离子碰到尘埃使其带上电，尘埃的带电量可能为1×10-18C
7．如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，轨迹如图中虚线所示，则下列描述错误的是（　　）
A．若微粒带负电荷，则A板可能带负电荷
B．微粒从M点运动到N点机械能一定增加
C．微粒从M点运动到N点电势能可能增加
D．微粒从M点运动到N点动能一定增加
二、多选题（共5题）
8．一个电子在匀强电场中运动，且只受电场力作用，则在一段时间内（　　）
A．电子的速率一定增大 B．电子的动能可能减小
C．电子的速率一定减小 D．电子一定做匀变速运动
9．如图所示，初速度为零的氕（）、氘（）、氚（）原子核经同一加速电场加速后，又沿垂直电场方向进入同一偏转电场，最后都飞出电场打在光屏上，已知两电场均为匀强电场，那么（　　）
A．经过加速电场过程，电场力对氚核做的功最多
B．经过偏转电场过程，电场力对三种核做的功一样多
C．三种原子核都打在屏上的同一位置上
D．三种原子核打在屏上时的速度一样大
10．带电粒子A、B分别处于如图1、2所示的电场中，其中图1中的电场为匀强电场。现使两粒子分别以一定的初速度同时向右运动，并在同一时刻向右运动至最远，且运动的位移大小相等。若两粒子运动中的瞬时速度分别用以vA、vB表示，不计粒子重力，则下列说法正确的是（　　）
A．两粒子一定带异种电荷
B．电场力对两粒子做功一定相同
C．先vAvB，最后vA=vB=0
D．先vA>vB后vA11．如图所示，ABCD是边长为a的菱形，其中∠DAB=120°，在该平面内有一个匀强电场。一个质量为m、带电量为+q的粒子，以初速度v从A点三次沿不同的方向射出，分别运动到B、C、D三点，粒子到达B点的速度为2v，到达C点的速度为v。不计粒子重力，若粒子到达D点的速度大小为vD，匀强电场的场强大小为E，则（　　）
A．vD=2v B．vD=v
C．；电场方向由A指向C D．； 电场方向由A指向C
三、解答题（共4题）
12．如图，一质量为m，电荷量为的粒子在方向水平的匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为；它运动到B点时速度大小为v，不计重力。
（1）求：A、B两点间的电势差；
（2）若A、B两点的水平距离为，竖直距离为，求：匀强电场的电场强度的大小E。
13．如图所示，一质量为m=1.0×10-2kg，带电量为q=1.0×10-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成45°角，小球在运动过程电量保持不变，重力加速度g取10m/s2。
(1)判断小球带何种电荷；
(2)求电场强度E；
(3)若在某时刻将细线突然剪断，求小球的加速度大小。
14．电荷量为的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强与时间的关系及物块速度与时间的关系分别如图甲、乙所示，若重力加速度取，求：
(1)物块的质量；
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数；
(3)物块运动过程中，其电势能的改变量。
15．如图所示，电荷量为-e，质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它通过电场中B点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，求：
（1）电子经过B点的速度多大；
（2）AB两点间的电势差多大。
参考答案
1．B
【详解】
设金属板A、B的长度为l，金属板右边缘到荧光屏的距离为L，电子在A、B之间运动的侧移量为y，亮点偏离中心的距离为h，则根据类平抛运动规律的推论以及几何关系可得
①
解得
②
设电子的质量为m，电荷量为e，经加速电场加速后获得的速度为v，则根据动能定理有
③
设A、B间距为d，根据牛顿第二定律可得电子在A、B间的加速度大小为
④
电子在A、B间运动的时间为
⑤
根据运动学公式可得
⑥
联立③④⑤⑥解得
⑦
根据②⑦可知U1变小且U2变大的情况下一定能使h增大，故B正确。
故选B。
2．D
【详解】
A．由题意可知，沿x轴方向电势不变，故A错误；
B．x轴方向即为沿板长方向，由于不知道板间距离，则无法确定两板间的电势差，故B错误；
C．将电子由O点静止释放，电场力做正功，电势能减小，故C错误；
D．x轴方向即为沿板长方向，则使电子沿x轴在板间移动，即在同一等势面上移动，其电势能不变，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．小球的机械能逐渐减小，说明电场力对小球做负功，故电场强度方向向上，沿x轴负方向，再根据机械能守恒条件可知，机械能的变化量等于除重力外的其他力所做的功，即E-x图象的斜率表示电场力，图线斜率减小，即电场力减小，场强减小，A错误；
B．小球从点由静止开始释放，必然加速下降，根据牛顿第二定律可得
由于场强减小，则加速度在增大，故小球向下做加速度增大的加速运动，B正确；
C．由于电场力在减小，所以从O到x1的过程中，在相等的位移内，小球克服电场力做的功在减小，C错误；
D．从O到x1的过程，根据动能定理可得
由根据克服电场力做功等于机械能的减小量可得
联立可解得， D错误。
故选B。
4．D
【详解】
AB．带电油滴在极板间匀速下落，则受力平衡，受到向上的电场力和重力，平行板电容器极板间场强方向竖直向下，电场力向上，则微粒带负电，由受力平衡得
则油滴带的电荷量为
故AB错误；
C．油滴下降过程中，电场力向上，电场力做负功，电势能不断增大，故C错误；
D．将极板N向下移动一小段距离，d增大，电场力
减小，合力竖直向下，则油滴加速下降，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．由题意可知，M板电势更高，电场强度方向向下，电子受到向上的电场力，电子向上偏转即从M极右端偏出，故A错误；
B．电子在AB板间运动有
得
电子在MN间偏转有初速度方向
电场力方向有
得
U1：U2=L2：2d2
故B错误；
C．由几何关系得
故C正确；
D．由动能定理可得偏出电极时的动能
故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．由于锯条和金属片不是平行板，因此瓶内形成的电场不是匀强电场，A错误；
B．由图乙可知，锯条附近的电场最强，气体分子更容易被电离，B错误；
C．气体被电离后，电子会吸附到烟雾上，使烟雾带负电荷，向正极板移动，C正确；
D．尘埃的带电量一定是元电荷的整数倍，即为：不可能为1×10-18C，D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．若微粒带负电荷，假如A板带负电荷，向下的重力和电场力同向，合力向下能如图中轨迹运动，故A正确；
B．若微粒带正电荷、A板带负电荷，电场力的方向向上，微粒从M点运动到N点电场力对微粒做负功，电势能增加，机械能减少，故B错误；
C．若微粒带正电荷、A板带负电荷，此时电场力向上，微粒从M点运动到N点过程中，电场力对微粒做负功，微粒的电势能增加，故C正确;
D．由运动轨迹可知微粒所受合外力一定向下，微粒从M点运动到N点合外力做正功，由动能定理可知微粒的动能一定增加，故D正确。
本题选错误项，故选B。
8．BD
【详解】
ABC．一个电子在匀强电场中运动，且只受电场力作用，但电子有无初速度，初速度方向与电场力方向关系如何都不清楚，所以电子的速率可能增大，也可能减小，则电子的动能有可能减小，故AC错误，B正确；
D．因是匀强电场，且电子只受电场力作用，故电子受到的电场力恒定，则加速度恒定，所以电子一定做匀变速运动，故D正确。
故选BD。
9．BC
【详解】
A．设加速电压为，偏转电压为，偏转极板的长度为，板间距离为d。
在加速电场中，电场力做的功为
由于加速电压相同，电荷量相等，所以电场力做的功相等，故A错误；
BC．在偏转电场中的偏转位移
解得
同理可得到偏转角度的正切
可见y和tanθ与电荷的电量和质量无关。所以三种粒子出射点的位置y相同，出射速度的方向tanθ也相同，粒子的运动轨迹相同，打屏上同一点。又因为三种粒子的电荷量相同，电场力相同，根据动能定理，在偏转电场中电场力做功
也相同，故B和C均正确；
D．整个过程运用动能定理得
由于三种粒子的电荷量相同，质量不同，则打在屏上时的速度v的大小不同，故D错误。
故选BC。
10．AD
【详解】
A．由运动情况和题图分析可知，A粒子带正电，B粒子带负电，故A正确；
B．由于两粒子的初动能未知，故不能确定电场力对两粒子做功是否相同，故B错误；
CD．A在匀强电场中受到的电场力不变，加速度不变，做匀减速直线运动，B向右运动过程中，电场强度变大，电场力变大，加速度变大，B做加速度增大的减速直线运动。作出两粒子运动的v-t图像如图所示
A为倾斜直线，由于B粒子的加速度不断增大，曲线切线斜率的绝对值也不断增大，即曲线的切线应不断变陡，那么只有向右边凸出的下降的曲线才能满足条件，又A与B的运动时间相等，所以曲线的终点也应在t0时刻，而A与B的运动位移大小相等，所以曲线与坐标轴围成的面积应相同，由图像分析可知，先vA>vB后vA故选AD。
11．AC
【详解】
CD．根据动能定理得
解得
又因为
所以B、O、D在同一等势面上，电场强度方向指向C；
因为△ABC是等边三角形
解得
C正确，D错误；
AB．根据动能定理得
解得
A正确，B错误。
故选AC。
12．（1）；（2）
【详解】
（1）设A、B两点间的电势差为，由动能定理得
解得
（2）由
可得
13．(1)小球带负电；(2)1.0×105N/C；(3)m/s2
【详解】
(1)小球受力水平向左，由于电场力F与场强方向相反，说明小球带负电。
(2)小球的电场力
F=qE
由平衡条件得
F=mgtanθ=mg
解得电场强度
E=1.0×105N/C
(3)剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动，小球所受合外力
解得
a=m/s2
方向为与竖直方向夹角为45°斜向下。
14．(1)；(2)；(3)电势能减少或
【详解】
(1)由图可知，第物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有
后物块做匀速运动，由力的平衡条件有
由①②有
由图可得
，
解得
故物块的质量为
(2)由平衡条件得
解得
(3)物体在第的位移为
物体在第的位移为
物体运动过程中电场力做正功为
电场力做正功，电势能减少或
15．（1）；（2）
【详解】
（1）电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，B点的速度
（2）电子从A运动到B由动能定理得
A、B两点间的电势差

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