2026版創(chuàng)新設計高考一輪復習物理課時跟蹤練第八章第4講帶電粒子在電場中的運動(分值:100分)1~8題,每小題9分,共72分。A級基礎對點練對點練1帶電粒子(帶電體)在電場中的直線運動1.(多選)(2025·湖南長沙一模)如圖所示,陰極K發(fā)射的電子(初速度可視為零)經(jīng)電壓為U0的電場加速后,從A板上的小孔進入由A、B兩平行金屬板組成的電容為C的電容器中,開始時B板不帶電,電子到達B板后被吸收。已知電子的電荷量為e,不計電子重力以及電子之間的相互作用,當電子不能到達B板時()A.在這之后,任何從小孔進入電容器的電子速度第一次減為0所用的時間(從剛進入電容器時開始計時)相等B.B板的電勢和陰極K的電勢相等C.B板的電荷量為CU0D.電子從陰極K到B板電勢能一直減小2.密立根油滴實驗裝置如圖所示,當油滴噴出時,因與噴霧器摩擦而帶負電,油滴通過小孔進入平行板電容器之間,調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓,讓油滴緩慢勻速下落,并測定油滴直徑等相關(guān)物理量,可推算出該油滴的電荷量,不計油滴間相互作用。下列說法正確的是()A.油滴由于失去正電荷而帶負電B.若僅增大A、B間電壓,油滴將加速下落C.若僅增大A、B間距離,油滴將減速下落D.若在A、B間同時懸停著兩顆油滴,則直徑大的帶電荷量一定大3.如圖甲所示為粒子直線加速器原理圖,它由多個橫截面積相同的同軸金屬圓筒依次組成,序號為奇數(shù)的圓筒與序號為偶數(shù)的圓筒分別和交變電源相連,交變電源兩極間的電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時,奇數(shù)圓筒比偶數(shù)圓筒電勢高,此時和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板(序號為0)的中央有一自由電子由靜止開始在各間隙中不斷加速。若電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,交變電源的電壓為U,周期為T。不考慮電子的重力和相對論效應,忽略電子通過圓筒間隙的時間。下列說法正確的是()A.電子在圓筒中也做加速直線運動B.電子離開圓筒1時的速度為2UeC.第n個圓筒的長度應滿足Ln=TnUeD.保持加速器筒長不變,若要加速比荷更大的粒子,則要調(diào)大交變電壓的周期對點練2帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)4.示波管的結(jié)構(gòu)如圖所示,Y、Y'接輸入電壓信號,X、X'接掃描電壓信號,若掃描電壓信號的周期和輸入電壓信號的周期相同,且可以在熒光屏上得到輸入電壓信號周期變化的圖像,則下列掃描電壓信號的圖像可能正確的是()A.A B.B C.C D.D5.(2024·黑吉遼卷,6)在水平方向的勻強電場中,一帶電小球僅在重力和電場力作用下于豎直面(紙面)內(nèi)運動。如圖,若小球的初速度方向沿虛線,則其運動軌跡為直線;若小球的初速度方向垂直于虛線,則其從O點出發(fā)運動到與O點等高處的過程中()A.動能減小,電勢能增大B.動能增大,電勢能增大C.動能減小,電勢能減小D.動能增大,電勢能減小6.(2025·浙江七彩陽光新高考聯(lián)盟高三聯(lián)考)一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電的小球,以初速度v0從勻強電場中的A點水平拋出后經(jīng)過某一定點B,如圖所示,電場強度大小為E0,方向豎直向下。下列說法正確的是()A.可以計算經(jīng)過B點的時間B.可以計算經(jīng)過B點時的豎直方向的速度C.初速度為2v0,要使小球仍能經(jīng)過B點,電場強度大小為22ED.只要能夠經(jīng)過B點,過B點時的速度偏轉(zhuǎn)角為一定值,與初速度大小無關(guān)7.(多選)如圖所示,三個同樣的帶電粒子a、b、c(不計重力)同時從同一位置沿同一方向垂直于電場線射入平行板電容器間的勻強電場,它們的運動軌跡已標出,不考慮帶電粒子間的相互作用,下列說法中正確的是()A.b飛離電場的同時,a剛好打在下極板上B.b和c同時飛離電場C.進入電場時,c的速度最大,a的速度最小D.在電場中運動的過程中,c的動能增加量最小,a、b的動能增加量相同B級綜合提升練8.如圖裝置是由粒子加速器和平移器組成,平移器由兩對水平放置、間距為Δd的相同平行金屬板構(gòu)成,極板間距離和板長均為L。加速電壓為U0,兩對極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等均為U0,電場方向相反。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子無初速度地進入加速電場,被加速器加速后,從平移器下板邊緣水平進入平移器,最終從平移器上板邊緣水平離開,不計粒子重力。下列說法正確的是()A.粒子離開加速器時速度v0=qB.粒子通過左側(cè)平移器時,豎直方向位移y1=LC.Δd與2L相等D.只增加加速電壓,粒子將不能從平移器離開9.(12分)如圖甲所示,兩平行金屬板長為L、間距為d,加有如圖乙所示的交流電壓?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子,在t=0時刻以初速度v0沿中線射入兩金屬板間,不計粒子重力及粒子間的相互作用,求下列情況下交流電壓的周期T和電壓U0滿足的條件。(1)(6分)粒子射出電場時的動能最大;(2)(6分)粒子射出電場時的動能最小。C級培優(yōu)加強練10.(16分)如圖所示,A、B兩豎直放置的平行金屬板構(gòu)成加速電場,A、B兩板間電勢差為U;C、D兩水平放置的平行金屬板,始終和電源相接(圖中并未畫出),構(gòu)成偏轉(zhuǎn)電場,且板間的電場強度為E。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(重力不計)由靜止開始,經(jīng)A、B間加速后,沿C、D兩板間中心線進入偏轉(zhuǎn)電場,最后打在熒光屏上。已知C、D兩極板長和板間距均為x,板右側(cè)邊緣與熒光屏距離為L,不考慮偏轉(zhuǎn)電場的邊緣效應,求:(1)(5分)粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的偏移量;(2)(5分)粒子打在屏上距O點的距離;(3)(6分)若偏轉(zhuǎn)電場的電場強度E可調(diào),要使粒子能打到熒光屏上,求電場強度E的大小范圍。專題強化十四電場中的功能關(guān)系及圖像問題(分值:100分)1~6題,每小題8分,7~10題,每小題9分,共84分。A級基礎對點練對點練1電場中的功能關(guān)系1.(多選)(2025·海南?？谝荒?如圖所示,與xOy坐標系平面平行的勻強電場(未畫出)中有一個電荷量為q的正粒子,從坐標原點O處沿與x軸正方向成45°角的虛線勻速運動。已知粒子在運動過程中始終受到一個大小為F、方向沿x軸正向的恒定外力的作用,不計粒子的重力。則下列說法正確的是()A.勻強電場的電場強度大小為2B.虛線上相距為L的兩點間的電勢差絕對值為2C.粒子沿虛線運動距離L的過程中,靜電力做功為22D.粒子沿虛線運動距離L的過程中,電勢能增加了222.如圖所示,空間中存在與紙面平行的勻強電場,在紙面內(nèi)從正方形的頂點A沿任意方向發(fā)射速度相同的帶正電粒子,不計粒子重力和粒子間的相互作用,已知經(jīng)過B點的粒子在B點時的動能是初動能的3倍,經(jīng)過C點的粒子在C點時的動能是初動能的7倍,則經(jīng)過D點的粒子在D點時的動能是初動能的()A.3倍 B.4倍 C.5倍 D.6倍3.如圖所示,在水平向右的勻強電場中,質(zhì)量為m的帶電小球,以初速度v從M點豎直向上運動,通過N點時,速度大小為2v,方向與電場方向相反,則小球從M運動到N的過程()A.動能增加12mvB.機械能增加2mv2C.重力勢能增加32mvD.電勢能增加2mv2對點練2電場中的圖像問題4.(多選)(2025·福建泉州模擬)光滑絕緣的水平面上存在一范圍足夠大且沿水平方向的電場。將一質(zhì)量為m、電荷量為-q的物塊(可視為質(zhì)點)從該水平面上O點由靜止釋放,沿物塊運動方向建立x軸,其速度v與位移x的關(guān)系如圖所示,該圖像為一條斜率為k的直線。下列說法正確的是()A.從O點沿著x軸正方向,各點電勢依次升高B.該物塊做勻加速直線運動C.該物塊的加速度a隨位移x變化的關(guān)系為a=12kxD.若取O點電勢為零,則x=x0處的電勢為m5.(多選)(2025·湖南長沙模擬)空間存在一電場,電場方向平行于x軸,電場中沿x軸各處的電勢如圖所示,一個帶電粒子僅在靜電力作用下沿x軸做周期性運動。若粒子的質(zhì)量為m、電荷量大小為q,其在O點的能量(包括電勢能和動能)為2qφ0。下列說法正確的是()A.粒子帶正電B.O點左側(cè)區(qū)域為勻強電場且電場強度的大小為φC.粒子在運動過程中到O點的最遠距離為9x0D.粒子在運動過程中的最大速度大小為2q6.(2024·吉林長春模擬)如圖甲,電荷均勻分布的固定絕緣細圓環(huán),圓心為O,軸線上的電場強度如圖乙所示?，F(xiàn)有一帶正電粒子,以大小為v0的初速度沿軸線僅在靜電力作用下由P點運動到Q點,OP=OQ=L。以x軸的正向為電場強度的正方向,則()A.細圓環(huán)帶負電B.O、P兩點間電勢差UOP小于O、Q兩點間電勢差UOQC.該粒子將會在P、Q兩點之間做往復運動D.該粒子由P點運動到Q點的過程,電勢能先增大后減小B級綜合提升練7.(多選)如圖所示,豎直向上的勻強電場中,絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接,施加外力F將小球向下壓至某位置靜止。現(xiàn)撤去F,小球沿豎直方向運動,在小球由釋放到剛離開彈簧的過程中,重力、靜電力對小球所做的功分別為W1和W2,小球離開彈簧時的速度為v,不計空氣阻力,則上述過程中下列說法正確的是()A.小球的重力勢能增加-W1B.小球的電勢能增加W2C.小球與彈簧組成的系統(tǒng)的機械能增加W2D.撤去F前彈簧的彈性勢能為12mv2-W1-W8.(多選)(2025·河北滄州模擬)一帶正電的物體僅在靜電力作用下沿x軸正方向運動,物體的動能隨位移的變化規(guī)律如圖所示,已知物體所帶的電荷量為q,坐標原點為電勢零點。則下列說法正確的是()A.0~2x0區(qū)域電場方向沿x軸正方向B.0~x0與x0~2x0區(qū)域電場強度大小之比為1∶2C.x0處的電勢為ED.0與2x0處的電勢差為-E9.(多選)(2024·廣東深圳模擬)如圖所示,在傾角為θ的足夠長的絕緣光滑斜面底端,靜止放置質(zhì)量為m、帶電荷量q(q>0)的物體。加上沿著斜面方向的電場,物體沿斜面向上運動。物體運動過程中的機械能E與其位移x的關(guān)系圖像如圖所示,其中OA為直線,AB為曲線,BC為平行于橫軸的直線,重力加速度為g,不計空氣阻力()A.0~x1過程中,電場強度的大小恒為E1qB.x1~x2過程中,物體電勢降低了EC.x1~x2過程中,物體加速度的大小先變小后變大D.x2~x3過程中,電場強度為零10.如圖甲,粗糙絕緣的水平地面上,電荷量為QA、QB的兩個點電荷分別固定于相距為6L的A、B兩處。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電小滑塊(可視為質(zhì)點)從x=-L處由靜止釋放后沿x軸正方向運動,在x=2L處開始反向運動?；瑝K與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,滑塊在不同位置所具有的電勢能Ep如圖乙所示,P點是圖線最低點,重力加速度為g。下列說法正確的是()A.兩固定點電荷均為正電荷B.QA=2QBC.x=L處電勢最低D.從-L到2L,電勢升高3C級培優(yōu)加強練11.(16分)(2025·河北邯鄲一模)如圖所示,電場強度為E的勻強電場中有一光滑水平絕緣平面,一根輕彈簧左端固定在平面上,右端拴接一個帶正電的絕緣物塊甲,平衡時物塊甲靜止在a點。某時刻在b點由靜止釋放帶有正電的絕緣物塊乙,乙與甲發(fā)生碰撞后一起向左運動但未粘連,當甲、乙一起返回到c點時,彈簧恰好恢復原長,甲、乙速度剛好為零。若在d點由靜止釋放乙,乙與甲發(fā)生碰撞后仍一起壓縮彈簧運動,返回到c點時甲、乙分離,分離后,乙剛好能夠返回到e點(未畫出)。已知物塊甲、乙可視為質(zhì)點,質(zhì)量均為m,電荷量均為q,a、b間距離為L,a、c間距離以及b、d間距離均為L3(1)(7分)初始狀態(tài)彈簧儲存的彈性勢能;(2)(9分)e點與a點的距離。專題強化十五帶電粒子在電場中運動的綜合問題(分值:100分)1~5題,每小題9分,共45分。A級基礎對點練對點練1帶電粒子在等效重力場中的運動1.如圖所示,在豎直向上的勻強電場中,一根不可伸長的絕緣細繩的一端系著一個帶電小球,另一端固定于O點,小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,最高點為a,最低點為b。不計空氣阻力,則下列說法正確的是()A.小球帶負電B.靜電力與重力平衡C.小球在從a點運動到b點的過程中,電勢能減小D.小球在運動過程中機械能守恒2.(2025·四川綿陽模擬)如圖所示,A、B、C、D、E、F、G、H是豎直光滑絕緣圓軌道的八等分點,AE豎直,空間存在平行于圓軌道面的勻強電場,從A點靜止釋放一質(zhì)量為m的帶電小球,小球沿圓弧恰好能到達C點。若在A點給帶電小球一個水平向右的沖量,讓小球沿軌道做完整的圓周運動,則小球運動過程中()A.E點的動能最小 B.B點的電勢能最大C.C點的機械能最大 D.F點的機械能最小對點練2電場中的力、電綜合問題3.真空中存在空間范圍足夠大的水平向右的勻強電場,在電場中,一個質(zhì)量為m、帶電的小球在B點靜止時細線與豎直方向的夾角為37°,小球所帶的電荷量為q,細線的長度為l,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列說法正確的是()A.小球帶負電B.電場強度的大小E=3C.若將小球從A點由靜止釋放,則小球從A點運動到C點的過程中電勢能增加了0.75mglD.若將小球從A點由靜止釋放,則小球運動到C點時受到細線的拉力大小為3mg4.(2024·海南文昌中學模擬)如圖所示,處于真空中的勻強電場與水平方向成θ角,直線AB與勻強電場E互相垂直。在A點以大小為v0的初速度水平拋出一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球,經(jīng)時間t,小球下落一段距離過C點(圖中未畫出)時速度大小仍為v0,在小球由A點運動到C點的過程中,下列說法中正確的是()A.小球的電勢能減少B.C可能位于AB直線的右側(cè)C.小球的機械能減少量一定等于12mg2tD.小球的機械能減少量一定大于12mg2t5.如圖所示,一帶電的平行板電容器固定在絕緣底座上,底座置于光滑水平面上,一光滑絕緣輕桿左端固定在電容器的左極板上,并穿過右極板上的小孔,電容器極板連同底座總質(zhì)量為2m,底座鎖定在水平面上時,套在桿上質(zhì)量為m的帶電環(huán)以某一初速度由小孔進入電容器后,最遠能到達距離右極板為d的位置。底座解除鎖定后,將兩極板間距離變?yōu)樵瓉淼?倍,其他條件不變,則帶電環(huán)進入電容器后,最遠能到達的位置距離右極板()A.12d B.dC.23d D.4B級綜合提升練6.(15分)(2025·福建漳州模擬)如圖所示,質(zhì)量為9m的靶盒(可視為質(zhì)點)帶正電,電荷量為q,靜止在光滑水平面上的O點。O點右側(cè)存在電場強度大小為E、方向水平向左的勻強電場。在O點左側(cè)有一質(zhì)量為m的子彈,以速度v0水平向右打入靶盒后與靶盒一起運動。已知子彈打入靶盒的時間極短,子彈不帶電,且靶盒帶電荷量始終不變,不計空氣阻力。(1)(4分)求子彈打入靶盒后的瞬間,子彈和靶盒共同的速度大