2026届高考物理一轮复习专题练习卷 带电粒子在电场中的运动

2026届高考物理一轮复习专题练习卷 《带电粒子在电场中的运动》 （练习时间：60分钟；满分：100分） 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1.如图所示，在竖直放置间距为的平行板电容器中，存在电场强度为的匀强电场，有一质量为、电荷量为的点电荷从两极板正中间处静止释放，重力加速度为，则点电荷运动到负极板的过程(    ) A. 加速度大小为 B. 所需的时间为 C. 下降的高度为 D. 电场力所做的功为 2.如图所示，一光滑绝缘半圆轨道固定在竖直平面内，与光滑绝缘水平面相切于点，半圆轨道半径为，整个空间存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为。一带正电小球质量为、电荷量为，从点以一定的初速度向点运动，经过点后恰能运动到轨道的最高点，小球从轨道最高点飞出后落到水平面上的点图中未标出。已知重力加速度为，，，则有 A. 小球在点速度最小 B. 小球在点的速度大小为 C. 小球从轨道最高点飞出后恰好能落回点 D. 点与点的水平距离为 3.如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置，板长为，板间距离为，距板右端处有一竖直屏。一带电荷量为、质量为的质点以初速度沿中线射入两板间，最后垂直打在上，已知重力加速度大小为，则下列说法中正确的是(    ) A. 两极板间电压为 B. 板间电场强度大小为 C. 整个过程中质点的重力势能增加 D. 若仅增大两极板间距，则该质点不可能垂直打在上 4.在水平向右的匀强电场中，一质量为、电荷量为的小球从点以初速度竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示。已知电场强度大小为，小球运动轨迹上、两点在同一水平线上，为轨迹的最高点，不计空气阻力，已知重力加速度为。下列说法错误的是(    ) A. 小球水平位移 B. 小球运动至点时的速度为 C. 运动过程中的最小速度为 D. 到达点时，小球的速度方向与水平方向夹角为 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 5.如图所示，一平行板电容器与电动势为的直流电源内阻不计连接，极板水平放置，极板间距离为，下极板接地，且在下极板上叠放一厚度为的金属板闭合开关，一带电油滴位于两板间且到上极板的距离为的点，油滴恰好处于平衡状态已知重力加速度为，下列说法正确的是(    ) A. 点的电势为 B. 带电油滴的比荷为 C. 若把金属板从电容器中快速抽出，则此过程电容器充电 D. 若把金属板从电容器中快速抽出，则油滴运动的加速度大小为 6.如图甲，两水平金属板间距为，板间电场强度的变化规律如图乙所示。时刻，质量为的带电微粒以初速度为沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为关于微粒在时间内运动的描述，正确的是(    ) A. 末速度大小为 B. 末速度沿水平方向 C. 重力势能减少了 D. 克服电场力做功为 7.如图所示，是圆的一条水平直径，是竖直方向的另外一条直径，点是圆上的点，连线与的夹角为，该圆处于方向与圆面平行的匀强电场中。将带正电量为、质量为的油滴从圆心点以相同的初动能射出，射出方向不同时，油滴可以经过圆周上的所有点。在这些点中，经过点时油滴的动能最小且为，已知重力加速度的大小为，匀强电场的场强，那么(    ) A. 电场线与垂直且点电势高于点电势 B. 油滴经过点动能为 C. 油滴经过点时的动能为 D. 油滴经过连线中点时的动能为 8.如图所示，空间存在一匀强电场，平行实线为该电场等势面，其方向与水平方向间的夹角为，与等势面垂直，一质量为，电荷量为的带正电小球，以初速度从点水平向右抛出，经过时间小球最终落在点，速度大小仍是，且，重力加速度为，则下列说法中正确的是(    ) A. 电场方向沿指向 B. 电场强度大小为 C. 小球下落高度 D. 此过程增加的电势能等于 三、填空题：本大题共2小题，共8分。 9.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，经过的时间为          ，与点的距离为          。 10.如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面成角，极板的长度为，板带负电，板带正电，且板接地。若一比荷为的带电小球恰能沿图中所示水平虚线向右通过电容器、板边缘，重力加速度大小为，则板的电势为            ，若小球离开电场时速度刚好为，则运动时间为            。 四、实验题：本大题共1小题，共8分。 11.某校物理兴趣小组在学习了电势能之后，类比机械能守恒定律的建立过程。他们先将机械能与电势能之和称为能量，然后利用如图所示的装置来验证能量守恒。长度为的绝缘轻绳一端固定在点，另一端系一质量为、带电量为的小摆锤，在上放一个绝缘小铁片。摆锤运动时始终处在电场强度大小为、方向水平向左的匀强电场中，其中虚线是匀强电场的理想边界。现将摆锤拉起，使轻绳偏离竖直方向角，由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板阻挡而停止运动，这时铁片将做平抛运动而飞离摆锤，用刻度尺量出铁片的水平位移为，下落高度为。不计与铁片间的摩擦 当          做功时，能量守恒。 只有静电力 只有重力或弹力 只有重力或弹力或静电力 要验证摆锤在运动中能量守恒，必须求出摆锤初始位置离最低位置的高度，其高度为          ，同时还应求出摆锤在最低位置时的速度，其速度应为          。重力加速度为 用实验中测量的物理量写出验证摆锤在运动中能量守恒的关系式为          。 五、计算题：本大题共3小题，共52分。 12.半径为的绝缘光滑圆形轨道固定在竖直平面内，轨道内侧有一质量带正电的小球，空间存在着水平向右的匀强电场。小球所受静电力是其重力的倍。 将小球从轨道的最低点处静止释放，小球在何处动能最大？最大动能是多少？ 要使小球做完整的圆周运动，求至少在处给它以多大的初速度？ 13.如图所示，在点以速度水平向左抛出一个质量、电荷量小球，小球抛出后进入左侧水平向右的匀强电场。经过一段时间，小球返回到点正下方的点，重力加速度取。求： 匀强电场的电场强度的大小； 小球从点到点的运动过程中，抛出后多长时间速度有最小值，最小值为多少。 14.如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿偏转电场极板间的中心轴线从点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的点，点为荧光屏的中心。已知电子质量、电荷量、加速电场电压、偏转电场电压、极板的长度、板间距离、极板的末端到荧光屏的距离为且忽略电子所受重力。求： 电子射入偏转电场时的初速度； 电子在偏转电场中的偏转位移； 电子从开始运动到射出偏转电场后动能的增加量及打在荧光屏上的点到点的距离。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高考物理一轮复习专题练习卷 《带电粒子在电场中的运动》 答案解析 1、 单选题：本大题共4小题，共16分 1.解：A.点电荷受到重力、电场力，合力；根据牛顿第二定律有：，故A错误； B.根据运动独立性，水平方向点电荷的运动时间为，水平方向上的加速度，根据位移公式可得：，化简得，故B正确； C.竖直方向做自由落体运动，下降高度，故C错误； D.电荷水平方向运动位移为，故电场力做功，故D错误。 故选B。 2..解： 、小球在半圆轨道上运动，当小球所受重力、电场力的合力方向与速度方向垂直时，如图中点，小球速度最小，小球所受电场力为，则小球在点所受合力大小为： ， 设小球在点的速度为，由于小球恰好能运动到轨道的最高点，则在点时此合力恰好能提供小球做圆周运动所需的向心力， 由牛顿第二定律得，解得， 设点小球所受合力与竖直方向的夹角为，由图可知，则， 小球从点到点由动能定理得，解得，故AB错误 、当小球离开点后，在竖直方向上做自由落体运动，水平方向上在电场力的作用下做匀加速直线运动。 设小球从点到点的运动时间为，水平方向的加速度为，点到点的水平距离为，则在水平方向有，， 竖直方向有，联立解得，由于小球在点的初速度未知，故A点到点的距离不固定，故C错误，D正确。 故选D。 3..解： 、据题分析可知，小球在平行金属板间轨迹应向上偏转，做类平抛运动，飞出电场后，小球的轨迹向下偏转，才能最后垂直打在屏上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，如图，可见两次偏转的加速度大小相等，根据牛顿第二定律得：， 得到，由可知，板间电压，故AB错误； C、小球在电场中向上偏转的距离，而，，解得，故小球打在屏上的位置与点的距离为，重力势能的增加量，故C正确； D、仅增大两板间的距离，因两板上电量不变，根据，可知，板间场强不变，小球在电场中受力情况不变，则运动情况不变，故仍垂直打在上，故D错误。 故选C。 4. 解：小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀变速直线运动规律，小球水平位移，项正确 小球从点运动至点的过程中，竖直方向做竖直上抛运动，运动时间为，水平方向做匀加速直线运动，小球运动至点的速度为，项正确 将小球初速度沿垂直合力方向分解为，沿平行合力方向分解为，当运动过程中速度最小时，沿平行合力方向速度为，则最小速度为，项正确 到达点时，小球的速度方向与水平方向夹角为，项错误。 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共16分 5.解： 抽出金属板前，极板间的电场强度的大小为，点的电势为，选项A错误 由力的平衡条件有，解得带电油滴的比荷为，选项B正确 抽出金属板过程，由于极板间距离增大，电容器的电容减小，根据公式可知，电容器的电荷量减少，则此过程电容器放电，选项C错误 若把金属板从电容器中快速抽出后，极板间的电场强度的大小为，油滴运动的加速度大小为，选项D正确． 故选BD。 6. 解：时间内微粒匀速运动，则有：．内，微粒只受到重力做平抛运动，下降的位移。时间内，微粒的加速度，方向竖直向上，微粒在竖直方向下做匀减速运动，根据对称性可知时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向，大小为，故A错误，B正确； C.微粒在竖直方向上向下运动，位移大小为，则重力势能的减小量为，故C正确； D.在内与时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，则位移的大小相等，为，整个过程中克服电场力做功为，故D错误。 故选BC。 7. 解：  从  经过  点时油滴的动能最小且为  ，则  点为复合场的等效最高点，则复合场的合力方向如图所示， 则有 由题意可知 联立解得 则电场线的方向如图所示，由几何关系可知，  与电场线垂直，点电势低于  点电势，故A错误； B.油滴经过  点时，合外力不做功，所以油滴的动能不变，故B错误； C.油滴从  经过  点时，由动能定理可得 从  经过点时 联立解得油滴经过  点时的动能为，故C正确； D.油滴经过  连线中点时的动能为中点的动能，从  经过中点时 联立解得油滴经过连线中点时的动能为，故D正确。 故选CD。 8. 解：、由题意可知，小球在下落过程中动能不变，而重力做正功，则电场力做负功，而小球带正电，故电场线应斜向上，即由指向；故A错误； B、由动能定理可知， 解得：；故B正确； C、将电场力分解为沿水平方向和竖直方向，则有竖直分量中产生的电场力为：； 则物体在竖直方向上的合力为：， 则由牛顿第二定律可知，竖直方向上的分加速度为：； 则下落高度为：；故C正确； D、此过程中电场力做负功，电势能增加，由几何关系可知，小球在沿电场线的方向上的位移为：；则电势能的增加量等于电场力做的负功，即为：；故D正确； 故选：。 三、填空题：本大题共2小题，共8分 9. 解：粒子在电场中做类平抛运动，水平方向的分位移 竖直方向的分位移 ，由于，解得 由几何关系可知，到点的距离为 故答案为： 10. 解：根据小球刚好可以沿直线运动，可知其合力沿水平方向，对其受力分析如下： 由几何关系可知，极板间距为：， 由图可知：，由板接地，可知：，解得：； 由几何关系，根据极板长度，可知小球的位移为， 由匀变速直线运动的关系式，可知，， 联立解得：。 故答案为：；。 11. 根据题意，将机械能与电势能之和称为能量，所以只有重力或弹力或静电力做功时，能量守恒。 根据几何关系，摆锤下降的高度。 因摆锤与铁片一起运动到最低位置，所以摆锤在最低位置时的速度等于铁片的平抛初速度， 由，，得。 设摆锤质量为，由功能关系可得，其中，， 整理得。 故答案为： 五、计算题：本大题共3小题，共52分 12.解： 小球的受力分析如图所示 静电力是重力的倍，设重力与电场力的合力与竖直方向的夹角为，所以有 则 即等效最低点与圆心的连线与竖直方向的夹角为，即图中的点，此位置动能最大，由到由动能定理有 解得； 由题意可知，图中的点为等效最高点，要使小球做完整的圆周运动，则小球恰好过，即在此位置小球与轨道刚好没有弹力，即重力与静电力的合力恰好提供向心力，所以有 从到运用动能定理有 联立解得。   13. 解：小球在竖直方向上做自由落体运动 水平方向上做匀变速直线运动，其中 解得 将电场力和重力合成等效重力 解得 方向与水平方向成  夹角斜向右下方；     将运动沿着合加速度方向  方向和垂直于合加速度方向  方向分解 在  方向从开始到  方向的分速度变为所用的时间 解得  最小速度 解得 14. 解：根据题意，在加速电场中，由动能定理有， 解得； 根据题意可知，在偏转电场中，电子做类平抛运动，在水平方向上有， 在竖直方向上有， 根据牛顿第二定律有， 联立以上各式解得； 根据题意，由动能定理可得，电子增加的动能为， 根据题意，画出电子的运动轨迹，如图所示 由相似三角形有， 得电子打在荧光屏上的  点到  点的距离。 1 学科网（北京）股份有限公司 $