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2022年高考物理考前专练——带电粒子在电场中的运动（选择题）
1．如图甲为一对长度为L的平行金属板，在两板之间加上如图乙所示的电压。现有两个质子以相同的初速度分别从和 时刻水平射入电场，已知两质子在电场中的运动时间均为T，并从右端离开电场，则两质子在电场中的偏转位移大小之比是（　　）
A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．4：1
2．如图所示，板长为L的平行板电容器与直流电源相连接，其极板与水平面成30°角；若带电微粒甲乙由图中的P点射入电容器，分别沿着虚线1和2运动（虚线1为水平线，虚线2为平行且靠近上极板的直线），则下列关于带电微粒的说法正确的是（　　）
A．两微粒均做匀减速直线运动 B．两微粒电势能均逐渐增加
C．两微粒机械能均守恒 D．若两微粒质量相同，甲的电量一定比乙小
3．如图所示，长为L的平行板电容器水平放置，两极板带等量的异种电荷。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于板间电场方向进入，刚好从下极板边缘射出，射出时速度方向恰与水平方向成30°角。不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子离开电场时的速度为 B．板间匀强电场的大小为
C．两极板间的距离为 D．两极板间的电势差为
4．水平放置的平行金属板，连接一恒定电压，两个质量相等的电荷和同时分别从极板的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场，两电荷恰好在板间某点相遇，如图所示。若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法正确的是（　　）
A．电荷的比荷大于电荷的比荷
B．两电荷在电场中运动的加速度相等
C．从两电荷进入电场到两电荷相遇，静电力对电荷做的功等于静电力对电荷做的功
D．电荷进入电场的初速度大小与电荷进入电场的初速度大小一定相同
5．如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d，OO′为板间水平中线，AB板间的电势差U随时间t的变化情况如图乙所示。有一个质量为m，电荷量为q的带电小球，从O点以的速度水平射入电场。T时刻小球恰好从O′点射出电场，小球运动过程中未与极板相碰。则下列说法正确的是（　　）
A．小球的电场力等于重力
B．板间电压
C．时，小球竖直方向速度为0
D．t=T时，小球竖直方向速度为0
6．如图甲所示，间距为d的两金属板水平放置，板间电场强度随时间的变化规律如图乙所示。时刻，质量为m的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好从金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度为g，则从微粒射入到从金属板边缘飞出的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．微粒飞出时的速度沿水平方向且大于
B．微粒的最大速度为
C．微粒受到的电场力做功为
D．微粒飞出时重力的功率为
7．如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一带负电荷小滑块，在处以初速度沿轴正方向运动。小滑块的质量为、带电量为，可视为质点。整个区域存在沿水平方向的电场，图乙是滑块电势能随位置变化的部分图像，点是图线的最低点，虚线是图像在处的切线，并且经过和两点，。下列说法正确的是（　　）
A．处的电场强度大小为
B．滑块向右运动过程中，加速度先增大后减小
C．滑块运动至处时，速度大小为
D．若滑块恰好到达处，则该处的电势为
8．如图所示，一质量为、电荷量为的粒子以速度从连线上的点水平向右射入大小为、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达连线上的某点时（　　）
A．所用时间为 B．速度大小为
C．与点的距离为 D．速度方向与竖直方向的夹角为
9．如图所示，正方形ABCD区域内存在竖直向上的匀强电场，质子（H）和α粒子（He）从A点垂直射入匀强电场，粒子重力不计，质子从BC边中点射出，则（　　）
A．若初速度相同，α粒子从CD边离开
B．若初速度相同，质子和α粒子经过电场的过程中速度增量之比为1：2
C．若初动能相同，质子和α粒子经过电场的时间相同
D．若初动能相同，质子和α粒子经过电场的过程中动能增量之比为1：4
10．如图所示，A、B为两竖直放置的平行金属板，A、B两板间电势差为U。C、D为两水平放置的平行金属板，始终和电源相接（图中并未画出），且板间的场强为E。一质量为m、电荷量为q的带电粒子（重力不计）由静止开始，经A、B间加速进入C、D之间并发生偏转，最后打在荧光屏上，C、D两极板长均为x，与荧光屏距离为L，则（　　）
A．该粒子带负电
B．该粒子在电场中的偏移量为
C．该粒子打在屏上O点下方和O相距的位置
D．该粒子打在屏上的动能为qU
11．如图所示，环形塑料管半径为R，竖直放置，且管的内径远小于环的半径，ab为该环的水平直径，环的ab及其以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑。现将一质量为m，电荷量为q的小球从管中a点由静止开始释放，已知qE=mg，小球可以运动过b点。则下列说法正确的是（　　）
A．小球带负电荷
B．小球释放后，到达b点时速度为零，并在bda间往复运动
C．小球释放后，第一次和第二次经过最高点c时对管壁的压力之比为1：6
D．小球释放后，第一次经过最低点d和最高点c时对管壁的压力之比为5：1
12．一质量为的带电粒子，以初速度从点竖直向上射入匀强电场中，场强方向水平向右。粒子通过电场中的点时，速率为，方向与电场方向一致，重力加速度为，则（　　）
A．粒子受电场力大小为
B．粒子受电场力大小为
C．粒子从到机械能增加了
D．粒子从到机械能增加了
13．如图所示，水平放置的上、下两个带电金属板，相距为，板间有竖直向下的匀强电场，距上板d处有一带电量为的小球B，其正上方有一带电量为的小球A，它们的质量均为m，用长度为d的绝缘轻杆相连。将两小球从静止释放，小球可以通过上板的小孔进入电场中。若空气阻力不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．A球刚进人电场时的速度为 B．A球刚进入电场时的速度为
C．B球能碰到下板 D．B球不能碰到下板
14．如图所示，带电量之比的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场垂直的方向射入平行板电容器中分别落在C、D两点，若CD=2OC，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用力影响，则（　　）
A．A和B在电场中运动的时间之比为1∶3
B．A和B运动的加速加速度大小之比为1∶3
C．A和B的质量之比为1∶36
D．A和B的位移大小之比为1∶1
15．如图所示，一个带正电粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，C恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，平行板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的质量为m，不计粒子的重力，则（　　）
A．粒子的电荷量
B．粒子动能增加量为
C．在粒子运动前一半时间和后一半时间的过程中，电场力做功之比为1：3
D．在粒子运动前一半时间和后一半时间的过程中，电场力做功之比为1：2
16．如图所示，一质量为m、带电量为的离子（不计重力）在A点以速度v水平射入某匀强电场，该离子仅在电场力的作用下运动一段时间后以的速度竖直向下打中B点。已知之间的距离为L，连线与水平面的夹角为，则（　　）
A．电场方向与垂直
B．场强大小为
C．离子从A点运动到B点所用的时间为
D．离子的最小动能为
17．如图所示，一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v。从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略。则粒子到达MN连线上的某点时（　　）
A．所用时间为
B．速度大小为
C．与P点的距离为
D．速度方向与竖直方向的夹角为30°
18．如图所示，在竖直放置的半径为R的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．O处固定的点电荷带负电
B．小球滑到最低点B时的速率为
C．B点处的电场强度大小为
D．小球不能到达光滑半圆弧绝缘细管水平直径的另一端点C
19．如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是（　　）
A．滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升
B．滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升
C．电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变
D．电压U增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变
20．如图所示，真空中质子和粒子从静止开始经同一加速电场加速后，沿着中心轴线垂直进入同一偏转电场，最后均打在荧光屏MN上。粒子进入偏转电场时速度方向正对荧光屏中心O点，不计粒子重力，则（　　）
A．两种粒子打在屏MN上同一点
B．质子打在屏MN上离O点较远
C．两种粒子离开偏转电场时动能相等
D．粒子离开偏转电场时的动能较大
21．如图所示，AB为光滑绝缘且固定的四分之一圆轨道，O为圆心，轨道半径为R，B位于O点的正下方。空间存在水平向左的匀强电场，场强大小为。一质量为m，电荷量为q的带正电小球，从轨道内侧A点由静止释放，不计空气阻力，则小球沿轨道运动过程中（　　）
A．能到达B点 B．机械能守恒
C．对轨道的压力一直增大 D．动能的最大值为
22．如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是（　　）
A．从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动
B．从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上
C．从t=时刻释放电子，电子可能在两板间往复运动，也可能打到右极板上
D．从t=时刻释放电子，电子必将打到左极板上
23．如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆筒（又称漂移管）A、B、C、D、E组成，相邻金属圆筒分别接在电源的两端。质子以初速度从O点沿轴线进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时电压U大小相同。质子电量为e，质量为m，不计质子经过狭缝的时间，则（　　）
A．MN所接电源的极性应周期性变化
B．金属圆筒的长度应与质子进入圆筒时的速度成正比
C．质子从圆筒E射出时的速度大小为
D．圆筒E的长度为
24．2022年4月15日哈佛-史密森天体物理学中心的科学家乔纳森·麦克道维尔推文表明：莫尼亚轨道上第一次出现中国卫星，该卫星曾在2021年工况异常。尽管乔纳森的描述中没有提及该卫星使用了何种引擎，但从轨道提升的描述来判断，几乎可以肯定是属于离子电推引擎，这是利用电场将处在等离子状态的“工质”加速后向后喷出而获得前进动力的一种发动机。这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目N为定值，离子质量为m，电荷量为ne（其中n是正整数，e是元电荷），加速正离子束所消耗的功率为P，引擎获得的推力为F，下列说法正确的是（　　）
A．引擎获得的推力
B．引擎获得的推力
C．为提高能量的转换效率，要使尽量大，可以用质量大的离子
D．为提高能量的转换效率，要使尽量大，可以用带电量大的离子
带电粒子在电场中的运动（选择题）参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C A C A B C C C D C D BC
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
BD AC AC BD AC AB BC AD AD BC AB AC

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